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换热工质参数对熔盐蒸汽发生系统性能的影响研究

2021-04-01

太阳能 2021年3期

(西北电力设计院有限公司,西安 710075)

0 引言

塔式太阳能热发电系统是通过镜场将接收到的太阳能聚焦至吸热器上,然后将太阳能转化成热能,再将热能传递给吸热传热工质后,经换热后的蒸汽工质输入至热动力机,进行膨胀做功,最后以电能形式输出的一种发电形式[1-2]。根据吸热工质的不同,塔式太阳能热发电系统可分为多种不同的技术路线,比如塔式熔盐工质、塔式水工质(蒸汽)、塔式空气工质等[3-4]。在这些技术路线中,由于熔盐(二元熔盐,60%硝酸钠+40%硝酸钾的混合物)具有比热高、流动性好、在工作温度区域不发生相变、热稳定性高等优点,使塔式熔盐工质技术路线成为目前塔式太阳能热发电站采用的主流技术路线。在全球已建成的10 MW 等级以上的商业塔式太阳能热发电站中,采用熔盐作为吸热工质的电站超过一半[4],我国50 MW 等级以上的塔式太阳能热发电站采用的也均是塔式熔盐工质技术[5]。

塔式熔盐太阳能热发电站的换热系统一般也称为熔盐蒸汽发生系统(steam generation system,SGS),主要由预热器、蒸发器、过热器和再热器组成,这些设备可统称为换热设备。熔盐SGS 作为连接集热、储热和发电系统的中间系统,其性能对整个塔式熔盐太阳能热发电站存在显著的影响[6]。熔盐SGS 相当于火力发电机组的锅炉[7],其通过利用高温熔盐与给水换热产生的高温高压蒸汽驱动汽轮机做功。关于塔式熔盐SGS的研究大多集中在针对换热设备的研究上,如文献[8-9]分别以太阳能热发电站的再热器和过热器为例,根据传热和强度计算,分析了发夹式换热设备的设计思路和结构。……

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