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一种大规模光伏发电融合熔盐储热的高温高压供汽系统的制作方法

时间:2022-02-06 阅读: 作者:专利查询

一种大规模光伏发电融合熔盐储热的高温高压供汽系统的制作方法

1.本实用新型属于光伏发电技术领域,具体涉及一种大规模光伏发电融合熔盐储热的高温高压供汽系统。


背景技术:

2.随着2030年碳达峰、2060年碳中和的目标提出,清洁能源利用及节能减排将成为“碳中和”最重要的手段,随着大规模光伏设施的建设,必将面临弃光等难题。
3.熔盐储热技术是目前国际上最为主流的高温储热技术之一,利用硝酸盐等原料作为传热储热介质,通过新能源产生的热能与熔盐的内能转换来存储或放出能量,具有成本低、热容高、安全性好等优点。利用大规模光伏发电融合熔盐储热进行工业供汽,产生满足工业园区生产用高温高压蒸汽需求,是增加以新能源为主体的非化石能源开发消纳,提升企业清洁能源利用水平、降低碳排放的有力举措。如何充分充分利用熔盐储热技术,更好的满足高温高压供汽需求,提升可再生能源电力消纳水平并减少弃光等问题,成为主要课题。


技术实现要素:

4.针对目前存在的可再生能源电力弃光问题及工业企业高温高压蒸汽需求,本实用新型提供了一种大规模光伏发电融合熔盐储热的高温高压供汽系统。
5.为了实现上述目的,本实用新型采用的技术方案是:
6.一种大规模光伏发电融合熔盐储热的高温高压供汽系统,包括光伏发电机构、加热机构、熔盐储热机构和蒸发换热供汽机构;所述的光伏发电机构、加热机构、熔盐储热机构和蒸发换热供汽机构顺序连接。
7.所述的加热机构采用的是熔盐电加热器。
8.所述的熔盐电加热器的功率>10mw/台。
9.所述的熔盐储热机构包括高温熔盐储罐、低温熔盐储罐、低温熔盐泵和高温熔盐泵;所述的高温熔盐储罐的输入端与加热机构的输出端连接,高温熔盐储罐的输出端通过高温熔盐泵与蒸发换热供汽机构连接;所述的低温熔盐储罐的输入端与蒸发换热供汽机构连接,低温熔盐储罐的输出端通过低温熔盐泵与加热机构连接。
10.所述的蒸发换热供汽机构包括过热器、汽包、蒸发器、给水预热器和高压给水泵;所述的过热器的高温熔盐输入端口与熔盐储热机构连通,过热器的过热蒸汽输出端口与热用户连通,过热器的饱和蒸汽输入端口与汽包的饱和蒸汽出输出端口连通,过热器的高温熔盐输出端口与蒸发器高温熔盐输入端口连通;所述汽包的下降管端口和上升管端口分别与蒸发器的饱和水输入端口和饱和汽输出端口连通,汽包的给水输入端口与给水预热器的给水输出端口连通;蒸发器的熔盐输出端口与给水预热器的熔盐输入端口连通;给水预热器的熔盐输出端口与熔盐储热机构连通,给水预热器的给水输入端口通过高压给水泵与给水系统连通。
11.所述的加热机构还与外接电网连接。
12.还包括控制系统;所述的控制系统分别与光伏发电机构、加热机构、熔盐储热机构和蒸发换热供汽机构控制信号连接。
13.有益效果:
14.本实用新型通过光伏发电机构、加热机构、熔盐储热机构和蒸发换热供汽机构的设置,利用光伏发电机构进行发电,加热机构利用光伏发电机构发的电,将熔盐储热机构中低温熔盐储罐内的熔盐加热后储存至高温熔盐储罐内,高温熔盐储罐内的高温熔盐再根据工业企业蒸汽需求,通过高温熔盐泵送入蒸发换热供汽机构,加热给水产生高温高压蒸汽进行供汽,放热后的低温熔盐返回低温熔盐储罐内,完成整个循环过程,大大减少了弃光等问题,提升了可再生能源电力消纳水平,满足了工业企业高温高压蒸汽的需求。
15.上述说明仅是本实用新型技术方案的概述,为了能够更清楚的了解本实用新型的技术手段,并可依照说明书的内容予以实施,以下以本实用新型的较佳实施例进行详细说明。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1是本实用新型一种丛式井组在线阴极保护系统结构示意图。
18.图中:1

光伏发电系统;2

熔盐电加热器;3

高温熔盐储罐;4

低温熔盐储罐;5

低温熔盐泵;6

高温熔盐泵;7

过热器;8

汽包;9

蒸发器;10

给水预热器;11

高压给水泵。
19.上述说明仅是本实用新型技术方案的概述,为了能够更清楚的了解本实用新型的技术手段,并可依照说明书的内容予以实施,以下通过本实用新型的较佳实施例进行详细说明。
具体实施方式
20.下面将结合实施例,对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
21.实施例一:
22.参照图1所示的一种大规模光伏发电融合熔盐储热的高温高压供汽系统,包括光伏发电机构、加热机构、熔盐储热机构和蒸发换热供汽机构;所述的光伏发电机构、加热机构、熔盐储热机构和蒸发换热供汽机构顺序连接。
23.在具体应用时,本实用新型利用光伏发电机构进行发电,加热机构利用光伏发电机构的发电,对熔盐储热机构中的低温熔盐进行加热,之后再储存至熔盐储热机构中,熔盐储热机构再根据工业企业蒸汽需求,通过蒸发换热供汽机构将高温高压蒸汽供给有需求的工业企业。放热后的低温熔盐返回低温熔盐储罐内,完成整个循环过程,大大减少了弃光等问题,提升了可再生能源电力消纳水平,满足了工业企业高温高压蒸汽的需求。本实用新型
有效减少了工业企业自备电厂碳的排放。
24.本实施例中的光伏发电机构采用的是现有技术。
25.实施例二:
26.参照图1所示的一种大规模光伏发电融合熔盐储热的高温高压供汽系统,在实施例一的基础上,所述的加热机构采用的是熔盐电加热器。
27.进一步的,所述的熔盐电加热器的容量为功率>10mw/台。
28.在实际使用时,熔盐电加热器是系统的核心,是电能转化为热能的重要设备,采用容量>10mw的大功率电熔盐加热器,可有效减少电加热器设备数量及相关配套设施。
29.实施例三:
30.参照图1所示的一种大规模光伏发电融合熔盐储热的高温高压供汽系统,在实施例一的基础上,所述的熔盐储热机构包括高温熔盐储罐3、低温熔盐储罐4、低温熔盐泵5和高温熔盐泵6;所述的高温熔盐储罐3的输入端与加热机构的输出端连接,高温熔盐储罐3的输出端通过高温熔盐泵6与蒸发换热供汽机构连接;所述的低温熔盐储罐4的输入端与蒸发换热供汽机构连接,低温熔盐储罐4的输出端通过低温熔盐泵5与加热机构连接。
31.在实际使用时,本实用新型利用现有技术的光伏发电机构进行发电。加热机构利用光伏发电机构的发电,对熔盐储热机构中低温熔盐储罐4内输出的熔盐进行加热,之后储存至高温熔盐储罐3内,高温熔盐储罐3内的高温熔盐再根据工业企业蒸汽需求,通过高温熔盐泵6送入蒸发换热供汽机构,加热给水产生高温高压蒸汽进行供汽,放热后的低温熔盐返回低温熔盐储罐4内,完成整个循环过程。本技术方案的采用,大大减少了弃光等问题,提升了可再生能源电力消纳水平,满足了工业企业高温高压蒸汽的需求。
32.实施例四:
33.参照图1所示的一种大规模光伏发电融合熔盐储热的高温高压供汽系统,在实施例一的基础上,所述的蒸发换热供汽机构包括过热器7、汽包8、蒸发器9、给水预热器10和高压给水泵11;所述的过热器7的高温熔盐输入端口与熔盐储热机构连通,过热器7的过热蒸汽输出端口与热用户连通,过热器7的饱和蒸汽输入端口与汽包8的饱和蒸汽出输出端口连通,过热器7的高温熔盐输出端口与蒸发器9高温熔盐输入端口连通;所述汽包8的下降管端口和上升管端口分别与蒸发器9的饱和水输入端口和饱和汽输出端口连通,汽包8的给水输入端口与给水预热器10的给水输出端口连通;蒸发器9的熔盐输出端口与给水预热器10的熔盐输入端口连通;给水预热器10的熔盐输出端口与熔盐储热机构连通,给水预热器10的给水输入端口通过高压给水泵11与给水系统连通。
34.在实际使用时,蒸发换热供汽机构的功能是实现熔盐与水汽工质之间的热交换。蒸发换热供汽机构盐侧主要流程为:自高温熔盐储罐3的高温熔盐进入过热器7,经过热器7后再依次进入蒸发器9和给水预热器10,换热后变为低温熔盐回至低温熔盐储罐4。蒸发换热供汽机构水侧主要流程为:来自高压高压给水泵11的给水依次流经给水预热器10、汽包8、过热器7,产生符合供热要求的过热蒸汽,供至企业热用户。该系统在产生满足工业高温高压蒸汽需求的同时,可有效防止熔盐凝结。
35.实施例五:
36.参照图1所示的一种大规模光伏发电融合熔盐储热的高温高压供汽系统,在施例一的基础上:所述的加热机构还与外接电网连接。
37.在实际使用时,当太阳辐射条件较好时,采用的是光伏发电+储热+供汽的运行模式即光伏发电机构进行发电,加热机构利用太阳能的发电,将低温熔盐储罐4输出的熔盐加热后,储存至高温熔盐储罐3内,再根据后端需求进入蒸发换热供汽机构,加热给水产生高温高压蒸汽进行供汽。
38.在夜间,采用的是放热+供汽模式即利用白天储存的热量加热给水,产生的高温高压蒸汽供汽。
39.当太阳辐射条件较不好或遇连续阴雨天,采用的是电网补充+供汽模式即光伏发电机构发电量无法满足连续供汽需求时,采用电网补充电量进行加热,被加热的熔融盐进入高温熔盐罐后,直接进入蒸发换热系统产生高温高压蒸汽供汽。
40.外接电网的接入,克服了天气因素对供汽的影响,使得本实用新型能够持续、不间断的进行高温高压供汽。
41.实施例六:
42.参照图1所示的一种大规模光伏发电融合熔盐储热的高温高压供汽系统,在施例一的基础上:还包括控制系统;所述的控制系统分别与光伏发电机构、加热机构、熔盐储热机构和蒸发换热供汽机构控制信号连接
43.在实际使用时,通过控制器对熔盐储热机构中的低温熔盐储罐4和高温熔盐储罐3的输入输出、对蒸发换热供汽机构中的过热器、汽包、蒸发器、给水预热器和高压给水泵进行精确控制,确保高温高压供汽系统能够持续、稳定工作,不仅大大减少了弃光等问题,提升可再生能源电力消纳水平,而且有力保障了工业企业对高温高压蒸汽的需求。
44.实施例七:
45.参照图1所示的一种大规模光伏发电融合熔盐储热的高温高压供汽系统,在施例一的基础上:还包括控制系统;所述的控制系统分别与光伏发电机构、加热机构、熔盐储热机构和蒸发换热供汽机构控制信号连接;所述的加热机构采用的是功率>10mw的熔盐电加热器;所述的熔盐储热机构包括高温熔盐储罐3、低温熔盐储罐4、低温熔盐泵5和高温熔盐泵6;所述的高温熔盐储罐3的输入端与加热机构连接,高温熔盐储罐3的输出端通过高温熔盐泵6与蒸发换热供汽机构连接;所述的低温熔盐储罐4的输入端与蒸发换热供汽机构连接,低温熔盐储罐4的输出端通过低温熔盐泵5输出端与加热机构连接;所述的蒸发换热供汽机构包括过热器7、汽包8、蒸发器9、给水预热器10和高压给水泵11;所述的过热器7分别与加热机构、热用户、蒸发器9和汽包8连接;所述的汽包8还分别与蒸发器9和给水预热器10连接;所述的给水预热器10还与蒸发器9和加热机构连接,给水预热器10还通过高压给水泵11连接有给水系统连接;所述的加热机构还与外接电网连接。
46.本实施例中的控制系统采用的是现有技术,采用集散控制系统(dcs),即采用控制功能分散、显示操作集中、兼顾分而自治和综合协调的设计原则的控制系统。
47.综上所述,本实用新型通过光伏发电机构进行发电,加热机构利用光伏发电机构发的电,将熔盐储热机构中低温熔盐储罐内的熔盐加热后储存至高温熔盐储罐内,高温熔盐储罐内的高温熔盐再根据工业企业蒸汽需求,通过高温熔盐泵送入蒸发换热供汽机构,加热给水产生高温高压蒸汽进行供汽,放热后的低温熔盐返回低温熔盐储罐内,完成整个循环过程,大大减少了弃光等问题,提升了可再生能源电力消纳水平,满足了工业企业高温高压蒸汽的需求。
48.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
49.在不冲突的情况下,本领域的技术人员可以根据实际情况将上述各示例中相关的技术特征相互组合,以达到相应的技术效果,具体对于各种组合情况在此不一一赘述。
50.需要说明,本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。
51.以上所述,只是本实用新型的较佳实施例而已,本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖性特点相一致的最宽的范围。依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本实用新型技术方案的范围内。