光热-煤粉联动耦合锅炉及汽水分离方法

摘要

光热‑煤粉联动耦合锅炉及汽水分离方法。工质水经过煤粉锅炉水冷壁加热后成为汽水混合物，进入汽水分离器进行分离，分离出优质饱和蒸汽进入过热器进一步加热，分离出的水工质则经下降管到锅炉底部重新进入水冷壁加热，延长了产成蒸汽的周期。本发明组成包括：旋转盘（1），所述的旋转盘安装在锅炉外顶部，所述的旋转盘上安装有槽式太阳能集热器（2），所述的槽式太阳能集热器包括一组槽式抛面镜、集热管，所述的槽式镜面两侧安装有太阳跟踪控制器，所述的槽式集热器通过熔盐回路与蒸发器（3）连接，所述的蒸发器与分别与汽水分离器（4）、汽机中低压排气集管(5)连接。本发明用于以光热代替煤粉进行发电，提升锅炉饱和蒸汽产成效率。

权利要求

1.一种光热-煤粉联动耦合锅炉，其组成包括：旋转盘，其特征是：所述旋转盘安装在锅炉外顶部，所述旋转盘上安装有槽式太阳能集热器，所述槽式太阳能集热器包括一组槽式抛面镜、集热管，所述槽式抛面镜两侧安装有太阳跟踪控制器，所述槽式太阳能集热器通过熔盐回路与蒸发器连接，所述蒸发器分别与汽水分离器分离水出口和汽轮机中、低压缸排气集管连接；

通过在汽水分离器旁侧加装小型蒸发器，使槽式太阳能集热器产生的高温熔盐在蒸发器中对汽水分离器分离出的水和汽轮机中、低压缸的排气进行二次加热，产生二次汽水混合物，并再次进入汽水分离器；所述集热管的内部为镍基不锈管，所述镍基不锈管的外部为玻璃管，所述镍基不锈管与所述玻璃管之间为真空，所述镍基不锈管的外壁涂覆吸光材料，所述镍基不锈管内部工质为熔盐；

所述光热-煤粉联动耦合锅炉的汽水分离方法包括以下步骤：槽式太阳能集热器置于锅炉外顶部，下置旋转盘通过太阳跟踪控制器向阳转动，集热管加热的熔盐到锅炉内蒸发器，对汽轮机中压缸和低压缸做功后排出的汽水混合物直接进行二次加热，同时也对汽水分离器分离出的水进行二次加热,产生二次汽水混合物，所述二次汽水混合物与来自水冷壁上集箱的一次汽水混合物一起进入汽水分离器进行再次分离，为防止两股工质汇集时产生紊流和振动，在汽机中、低压缸排气管和汽水分离器分离水出口之间的两股工质汇集处加装防对冲挡板，如此循环，放热后的冷熔盐通过管路流回锅炉外顶部的槽式太阳能集热器中，该过程中管路中的冷熔盐也被锅炉内的热燃烧烟气加热，提升了槽式太阳能集热器的加热效率。

说明书

光热-煤粉联动耦合锅炉及汽水分离方法

[0001] 技术领域：

[0002] 本发明涉及一种光热-煤粉联动耦合锅炉及汽水分离方法。

[0003] 背景技术：

[0004] 工质水经过煤粉锅炉水冷壁加热后成为汽水混合物，进入汽水分离器进行分离，分离出优质饱和蒸汽进入过热器进一步加热，分离出的水工质则经下降管到锅炉底部重新进入水冷壁加热，延长了产成蒸汽的周期，同时也再次消耗煤粉，不够节能环保。

[0005] 发明内容：

[0006] 本发明的目的是提供一种光热-煤粉联动耦合锅炉及汽水分离方法。

[0007] 上述的目的通过以下的技术方案实现：

[0008] 一种光热-煤粉联动耦合锅炉，其组成包括：旋转盘，其特征是：所述旋转盘安装在锅炉外顶部，所述旋转盘上安装有槽式太阳能集热器，所述槽式太阳能集热器包括一组槽式抛面镜、集热管，所述槽式抛面镜两侧安装有太阳跟踪控制器，所述槽式太阳能集热器通过熔盐回路与蒸发器连接，所述蒸发器分别与汽水分离器分离水出口和汽轮机中、低压缸排气集管连接。

[0009] 所述集热管的内部为镍基不锈管，所述镍基不锈管的外部为玻璃管，所述镍基不锈管与所述的玻璃管之间为真空，所述镍基不锈管的外壁涂覆吸光材料，所述镍基不锈管内部工质为熔盐。

[0010] 所述光热-煤粉联动耦合锅炉的汽水分离方法包括以下步骤：槽式太阳能集热器置于锅炉外顶部，下置旋转盘通过太阳跟踪控制器向阳转动，集热管加热的熔盐到锅炉内蒸发器，对汽轮机中压缸和低压缸做功后排出的汽水混合物直接进行二次加热，同时也对汽水分离器分离出的水进行二次加热,产生二次汽水混合物，所述二次汽水混合物与来自水冷壁上集箱的一次汽水混合物一起进入汽水分离器进行再次分离，为防止两股工质汇集时产生紊流和振动，在汽机中、低压缸排气管和汽水分离器分离水出口之间的两股工质汇集处加装防对冲挡板，如此循环，放热后的冷熔盐通过管路流回锅炉外顶部的槽式太阳能集热器中，该过程中管路中的冷熔盐也被锅炉内的热燃烧烟气加热，提升了槽式太阳能集热器的加热效率。

[0011] 有益效果：

[0012] 本发明在锅炉外顶部增加槽式太阳能集热器，底座为旋转盘，保证槽式抛面镜时刻向阳，确保最大集光效率。

[0013] 本发明在汽水分离器旁侧加装小型蒸发器，使槽式太阳能集热器产生的高温熔盐在蒸发器中对汽水分离器分离出的水和汽轮机中、低压缸的排气进行二次加热，产生二次汽水混合物，并再次进入汽水分离器。

[0014] 本发明节能环保的同时从产生蒸汽时间（t）和单位时间产生蒸汽流量（v）两方面提升锅炉热效率。主蒸汽温度605℃，水冷壁出口集箱480℃，通过光热代替煤粉加热水工质，使锅炉主蒸汽流量增加约可提升效率2%。消耗煤粉：在主蒸汽流量2900t/h时，消耗550t标煤/h，按照标煤价格500元/吨，共花费27  .5万元/h标煤，按照每小时通过光热增加主蒸汽流量58t/h计算，在提升效率同时，每小时节约标煤价格5500元。

[0015] 本发明放热后的冷熔盐通过管路流回锅炉外顶部的槽式太阳能集热器中，该过程中管路中的冷熔盐也被锅炉内的热燃烧烟气加热，提升了槽式太阳能集热器的加热效率。

[0016] 本发明取代了汽轮机排汽通过凝汽器冷凝、高低压加热器加热后进入省煤器的过程，也取代了汽水分离器分离水通过下降管回到下水冷壁集箱再次进入炉膛加热过程。不仅加快了产生优质饱和蒸汽的周期，也因减少了冷凝后再加热和炉膛二次加热两部分蒸汽的热源消耗，变得更加节能环保。

[0017] 附图说明：

[0018] 附图1是本发明的结构示意图。

[0019] 附图2是附图1中蒸发器和汽水分离器处热熔盐和饱和蒸汽循环过程的局部放大示意图。

[0020] 具体实施方式：

[0021] 实施例1：

[0022] 一种光热-煤粉联动耦合锅炉，其组成包括：旋转盘1，所述旋转盘安装在锅炉外顶部，所述旋转盘上安装有槽式太阳能集热器2，所述槽式太阳能集热器包括一组槽式抛面镜、集热管，所述槽式抛面镜两侧安装有太阳跟踪控制器，所述槽式太阳能集热器通过熔盐回路与蒸发器3连接，所述的蒸发器与分别与汽水分离器4分离水出口、汽机中低压排气集管5连接。

[0023] 所述集热管外层为硬质玻璃，中间盘管材质为I n c o n e l 6 2 5、I n c o l o y 8 2 5、Haynes230等镍基合金，盘管外壁涂覆吸光材料。内层不锈钢直管材质为TP321等奥氏体不锈钢，外壁涂覆反光材料，使盘管集热管同时吸收抛面镜（盘管外侧）的一次反射光和内管的二次反射光（盘管内侧）。盘管内介质为热熔盐，吸收光热。内层不锈管内介质为热油或热熔盐，白天吸收上述二次反射光的余热，夜晚或阴天对集热管真空系统反向放热，保证集热管真空系统内气压，降低由于热胀冷缩而吸入水蒸气、粉尘和氮氧化物等影响真空环境，且腐蚀吸光涂层。

[0024] 实施例2：

[0025] 根据实施例1所述光热-煤粉联动耦合锅炉，所述集热管的内部为镍基不锈管，所述镍基不锈管的外部为玻璃管，所述镍基不锈管与所述的玻璃管之间为真空，所述镍基不锈管的外壁涂覆吸光材料，所述镍基不锈管内部工质为熔盐。

[0026] 实施例3：

[0027] 一种利用实施例1-2所述光热-煤粉联动耦合锅炉的汽水分离方法包括以下步骤：槽式太阳能集热器置于锅炉外顶部，下置旋转盘通过太阳跟踪控制器向阳转动，集热管加热的熔盐到锅炉内蒸发器，对汽轮机中压缸和低压缸做功后排出的汽水混合物直接进行二次加热，同时也对汽水分离器分离出的水进行二次加热,产生二次汽水混合物，所述二次汽水混合物与来自水冷壁上集箱的一次汽水混合物一起进入汽水分离器进行再次分离，为防止两股工质汇集时产生紊流和振动，在汽机中、低压缸排气管和汽水分离器分离水出口之间的两股工质汇集处加装防对冲挡板，如此循环，放热后的冷熔盐通过管路流回锅炉外顶部的槽式太阳能集热器中，该过程中管路中的冷熔盐也被锅炉内的热燃烧烟气加热，提升了槽式太阳能集热器的加热效率。