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传热储热
时间:2018-02-05 18:09:10

兆阳光热在对国际上既有的DSG光热电站进行深入分析研究的基础上,结合直流锅炉热力系统的设计经验,利用HLIACS聚光集热系统的优势,初步形成了较为完善的DSG技术设计、制造和安装调试体系,并通过为其配套的大规模混凝土固态储热系统进一步保证了整体系统运行的稳定性和灵活性。主要技术特点如下:

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兆阳光热类菲涅耳技术体系简要流程

1线性聚光集热体系的能流密度在长度方向上分布均匀除特殊的情况外,完全可以按照预热、蒸发、过热各段的焓增量数值设计相同比例的功能段长度而不需对聚光状态动态调整,通常各种光照条件下都能维持预热蒸发焓与过热焓值的基本稳定比例关系,天然简单可靠从原理上基本避免了过热度不足或超温损毁的情况;并且,兆阳光热DSG体系对预热蒸发两段进行了优化合并设计,进一步降低成本提高可靠性。

2)预热蒸发段设置汽水分离装置维持较多的预热蒸发段循环水量,通过特殊的管内结构保证蒸发换热状态稳定及管温稳定,有效避免了振动水锤和材料疲劳破坏现象,确保器件结构长期安全。再加上HLIACS聚光集热系统的单个回路对应镜场面积超过一万平米,汽水分离装置及配套管路阀门经济成熟、管理简单,此项设计的摊销成本很低,经多回路各种光照气候条件下长期实际运行证明,该设计经济耐用、运行安全可靠。

3过热段增强换热及均温设计针对入口干度稳定的饱和蒸汽,在过热段设计了增强换热及向均温的内部结构,有效降低压降、保障过热段的换热效果和器件安全,保证系统稳定性实现所需的蒸汽过热度目标。

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图:兆阳固态混凝土储热系统

4)储热、取热运行过程稳定镜场聚光集热产生的蒸汽既可以在晴朗天气时段由旁路分出部分汽量直推汽轮机,对多云阴雨雪天气极不敏感,也可以把较复杂光照时段或参数不够稳定的蒸汽全部送往大规模混凝土固态储热系统进行分类储存;混凝土储热材料没有冷凝冻结风险;而其他路线储热系统遇到阴雨天则需要外部能源加热,以保持在最低安全运行温度之上,运维代价很大,对多变天气的适应能力不足。

5)混凝土储热系统运行安全、稳定:从运行安全上看,混凝土储热系统不会出现冻堵或超温、超压现象,不会出现过烧;从运行稳定性上看,混凝土体积质量巨大,其显热比热容量巨大,温度难以突变,能够对与之相连接的DSG传热体系起到显著的稳定和调节作用,提供汽轮机运行所需的高稳定参数蒸汽,即使连续阴雨雪天气,汽轮机仍可保持至少连续超过7日不间断运行,有非常大的安全稳定性优势。

6系统成本低廉:混凝土固态储热系统从建设成本上看,储热工质主体为混凝土,原材料为水泥、砂石和其他少量添加材料,一体化的换热通道为普通水蒸气管道,整体成本稳定可控。因质量的耐高温混凝土的材料成本大约为熔融盐材料成本1/10左右即使储热系统实际可利用的混凝土温度差在40左右,仍使得温度差大容量的显热储热方式具有更加经济可行性,较熔盐系统有很大比例的成本优势。


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