本技术介绍了一种高温熔盐与水换热产汽系统及其控制方法。系统主要由熔盐储罐、高压热水储罐、熔盐-水/蒸汽换热器和汽包组成。换热器采用多壳程螺旋盘管设计,有效提高换热效率。
背景技术
高温熔盐在储热调峰热电联供、热泵储电、火电厂深度调峰、光热发电等领域应用广泛。目前熔盐储热都采用太阳盐,存在熔点高达220℃、易冻堵管路、最高使用温度570℃以内、储热温差小,储热密度低的缺陷。近年来,随着低熔点高分解温度熔盐复合储热材料的技术进步,熔点≤180℃,分解温度≥600℃的熔盐复合材料,如硝酸钠、硝酸钾、亚硝酸钠、亚硝酸钾、碳酸钠和碳酸钙以及氯化钙等复合熔盐不断研发成功,并有望实施应用。
高温熔盐与水换热产生高压水蒸汽是熔盐储热技术的重要应用方向。为提高熔盐的热利用效率,就要尽可能提高熔盐在换热器中的进出口温差,而熔盐在换热器的出口温度受熔盐熔点的限制,温度太低导致液体熔盐的凝固而堵塞管道,而大的传热温差对换热器的抗应力破坏要求高。传统的U型管换热器已不能满足需求。
中国发明专利申请CN115406283A公开了单体高温熔盐储能装置,包括换热装置、稳压装置和熔盐循环管路,换热装置包括壳体、冷却介质管路和加热介质管路;冷却介质管路和加热介质管路设于壳体内,稳压装置包括熔盐循环泵和稳压罐,稳压罐、熔盐循环泵和壳体通过熔盐循环管路首尾依次衔接。但该技术主要用于解决换热器中水的冲击问题,不能解决大温差对熔盐换热器的热应力破坏。
中国发明专利申请CN117739724A公开了一种高温熔盐放热系统,热盐罐的输入端与储热系统的出气端连接,输出端连接蒸汽熔盐换热器和相邻热盐罐;蒸汽熔盐换热器进热端与热盐罐连接,出热端分别与再热器出口集箱和热力系统连接,进气端与给气系统连接;给水熔盐换热器的进热端与蒸汽熔盐换热器连接,出热端与热力系统连接,出冷端与冷盐罐连接,进水端与给水系统连接;该技术虽然通过设置进热端与热盐罐连接,出热端分别与锅炉低温再热器出口集箱和热力系统连接,蒸汽熔盐换热器的进气端与给气系统连接等方式,解决熔盐利用温度区间小的问题,主要是在用汽低谷时间内,利用机组蒸汽加热熔盐储存热量,在用汽高峰时间段利用高温熔盐将给水加热对外供汽,不能解决大温差对熔盐换热器的热应力破坏。
实现思路