一种线性太阳能集热疏盐系统的制作方法

1.本实用新型涉及太阳能热系统技术领域，特别是涉及一种线性太阳能集热疏盐系统。

背景技术：

2.太阳能是目前地球上可以开发的最大可再生能源，并且已经大面积应用，太阳能的集热形式分为线性和非线性两大类，线性集热目前运用最广的是槽式和线性菲涅尔式，加热介质大部分为水、导热油和熔盐。太阳能集热介质的温度越高发电效率越高，熔盐作为太阳能集热介质开始普遍使用。熔盐作为导热介质的优点是发电效率高，缺点是温度控制不好容易堵塞，为此，管路需要做电伴热防止熔盐凝固，在注盐和疏盐的过程中需要缩短时间，减少故障发生的可能性。
3.目前，线性太阳能熔盐集热系统都配备疏盐系统，疏盐系统只做为疏盐时才启用，疏盐系统配备了专门的疏盐管道、疏盐罐和疏盐泵系统，还有疏盐管道的电伴热以及阀门装置，极大的增加了整个系统的运行成本，增加了系统疏盐时间，可能出现问题的风险也变大。
4.授权公告号为cn206522933u的中国专利公开了一种用于太阳能热发电厂的疏盐系统，包括冷盐罐、热盐罐、疏盐罐和熔盐炉；疏盐罐的顶部设置有熔盐入口和疏盐泵，并且，疏盐罐上还设置有加热装置；疏盐泵的出液端分别与熔盐炉的熔盐入口、冷盐罐的熔盐入口以及热盐罐的熔盐入口连通，并且，熔盐炉上的熔盐溢出口分别与疏盐罐的熔盐入口和热盐罐的熔盐入口连通；疏盐罐处于系统的最低位置，并且，疏盐罐的熔盐入口分别与冷盐罐下部的熔盐出口、热盐罐下部的熔盐出口连通。该方案另外设置有疏盐罐用于疏盐，之后再将疏盐罐内的熔盐转存到冷盐罐，导致疏盐的效率较低。
5.授权公告号为cn210179929u的中国专利公开了一种太阳能热发电站疏盐系统布置结构，包括疏盐罐、排盐槽、疏盐泵以及疏盐坑，疏盐罐设置在疏盐坑的底部，疏盐泵设置在疏盐罐的上方，排盐槽和设置在疏盐坑内，排盐槽顶面低于疏盐罐的底面；疏盐罐和排盐槽通过管道连通，管道上设置有阀门；疏盐泵的进盐口连通疏盐罐，疏盐罐设置排气口，排气口连接有用于排气的管道。该方案利用疏盐泵作为疏盐过程的动力，如果熔盐温度较低，不易经疏盐泵输送，需要额外采用电伴热等方式，导致疏盐效率的降低和疏盐成本的增加。

技术实现要素：

6.本实用新型的目的是提供一种线性太阳能集热疏盐系统，以解决上述现有技术存在的问题，通过利用压缩气源向集热场补充高压气体，能够增加熔盐回流的动力，提高疏盐效率，降低疏盐时间，同时，降低对于电伴热等方式的依赖，减少疏盐罐和疏盐管路的设置，降低系统的建造和运行成本。
7.为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：
8.本实用新型提供一种线性太阳能集热疏盐系统，包括集热场以及分别与所述集热
场连通的冷盐罐、热盐罐和压缩气源；所述冷盐罐连通所述集热场的集热进口，所述热盐罐和所述压缩气源均连通所述集热场的集热出口；所述压缩气源用于疏盐时向所述集热场内补充高压气体，增加熔盐由所述集热场回流到所述冷盐罐的动力。
9.优选地，所述集热场倾斜设置，所述集热进口的高度低于所述集热出口的高度。
10.优选地，所述冷盐罐和所述热盐罐均位于地平面以下，罐顶距地平面1～3m。
11.优选地，所述集热出口与所述热盐罐之间通过热盐管路连通，所述热盐管路上设置有第三阀门。
12.优选地，所述热盐管路设置有连通所述压缩气源的支路，所述支路上设置有第一阀门。
13.优选地，所述集热进口与所述冷盐罐之间通过冷盐管路连通，所述冷盐管路上设置有第二阀门，所述第二阀门与所述集热进口之间设置有冷盐泵。
14.优选地，所述集热场采用线性菲涅尔式聚光集热系统，所述线性菲涅尔式聚光集热系统包括一次反射镜面和二次反射镜面，入射光线经所述一次反射镜面反射到所述二次反射镜面，所述二次反射镜面将反射的光线照射到所述集热场的集热管，所述一次反射镜面的面积大于所述二次反射镜面的面积。
15.本实用新型还提供一种疏盐方法，包括以下步骤：
16.s1：停止集热熔盐循环，熔盐由集热场开始回流到冷盐罐；
17.s2：熔盐流动速度变缓或停滞时，开启压缩气源，向所述集热场内补充高压气体，提高所述集热场内部压力；
18.s3：关闭压缩气源，熔盐在所述集热场内部压力作用下继续回流；
19.s4：熔盐流动速度再次变缓或停滞后，再次开启压缩气源，重复步骤s2和步骤s3，直至所述集热场内的熔盐排净。
20.优选地，当所述集热场内部压力降低到0.8mpa以下时，开启压缩气源，提高压力大于0.8mpa，然后关闭压缩气源，待压力再次降到0.8mpa以下时，再次开启压缩气源。
21.优选地，在熔盐温度降低到350℃后，停止集热熔盐循环，熔盐由集热场开始回流到冷盐罐；通过判断压缩气体是否到达所述冷盐罐来判断熔盐是否排干净。
22.本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：
23.(1)本实用新型通过利用压缩气源向集热场补充高压气体，能够增加熔盐回流的动力，提高疏盐效率，降低疏盐时间，同时，降低对于电伴热等方式的依赖，减少疏盐罐和疏盐管路的设置，降低系统的建造和运行成本；
24.(2)本实用新型集热场倾斜设置，并使得集热进口的高度低于集热出口的高度，能够在疏盐时，利用熔盐自重使其由集热场的集热进口流出，同时，将冷盐罐和热盐罐均位于地平面以下，提高集热场和冷盐罐的高度差，能够利用较高的高度差增加熔盐自流回冷盐罐的动力；
25.(3)本实用新型通过反复开启压缩气源，反复向集热场内供给压缩气体，能够使得集热场内重复达到一定的压力，为熔盐的流动提供有效的动力，并且，压力界限设定为0.8mpa，既能够充分保证熔盐的流动又能够避免压力过大导致对集热场的破坏。
附图说明
26.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。
27.图1为本实用新型整体结构示意图；
28.图2为本实用新型线性菲涅尔式聚光集热系统结构示意图；
29.图3为图2中一次反射镜结构示意图；
30.图4为图2中二次反射镜结构示意图；
31.其中，1、集热场；11、一次反射镜结构；111、一次反射镜面；112、胶点；113、支撑盒；12、二次反射镜结构；121、二次反射镜面；122、支撑架；13、集热管；14、光线；15、集热进口；16、集热出口；2、冷盐罐；3、热盐罐；4、压缩气源；5、第一阀门；6、第二阀门；7、第三阀门；8、冷盐泵。
具体实施方式
32.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中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。
33.本实用新型的目的是提供一种线性太阳能集热疏盐系统，以解决现有技术存在的问题，通过利用压缩气源向集热场补充高压气体，能够增加熔盐回流的动力，提高疏盐效率，降低疏盐时间，同时，降低对于电伴热等方式的依赖，减少疏盐罐和疏盐管路的设置，降低系统的建造和运行成本。
34.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
35.如图1所示，本实用新型提供一种线性太阳能集热疏盐系统，包括集热场1以及分别与集热场1连通的冷盐罐2、热盐罐3和压缩气源4，其中，集热场1可以采用槽式或线性菲涅尔式等结构形式；冷盐罐2用于容纳温度相对较低的熔盐，热盐罐3用于容纳温度相对较高的熔盐。冷盐罐2连通集热场1的集热进口15，热盐罐3和压缩气源4均连通集热场1的集热出口16。在集热时，冷盐罐2中的熔盐经集热场1吸收太阳能后温度升高达到一定的温度，进入到热盐罐3，热盐罐3中的熔盐再进行相应的热量转换和利用。为保证熔盐的流动性和热能的可利用性，通常，冷盐罐2温度为290℃左右，热盐罐3温度为550℃左右，都相对固定。压缩气源4可以采用压缩空气或氮气，可以利用压缩机供给，也可以利用压缩气罐供给。在疏盐时，压缩气源4能够向集热场1内补充高压气体，利用压缩气体提高集热场1内的压力，从而增加熔盐由集热场1回流到冷盐罐2的动力。需要说明的是，压缩气源4的进口连通集热出口16，目的是能够利用压缩气体的压力由集热出口16向集热进口15方向推动熔盐流动。另外，由于疏盐过程中，熔盐的流动速度有限，如果不断的向集热场1供给压缩气体，集热场1内的压力会一直升高，随着压力的升高极有可能造成对集热场1的破坏，因此，可以采用间断供给压缩气体的方式，即供给压缩气体时，在集热场1达到一定压力后停止供气，利用已
有的压力环境推动熔盐流动，待熔盐流动一段时间后，集热场1内压力下降后再继续供气，如此反复供气，直至完成疏盐操作。本实用新型通过利用压缩气源4向集热场1补充高压气体，能够增加熔盐回流的动力，提高疏盐效率，降低疏盐时间，同时，降低对于电伴热等方式的依赖，减少疏盐罐和疏盐管路的设置，降低系统的建造和运行成本。
36.集热场1可以倾斜设置，即组成集热场1的各集热管13倾斜设置，并且，集热进口15的高度低于集热出口16的高度，能够在疏盐时，利用熔盐自重使其由集热场1的集热进口15流出，回流至冷盐罐2。为了保证熔盐更好的流动，避免熔盐自重回流时造成集热管13内真空或负压，而形成熔盐继续流动的阻力。可以在集热出口16处设置有或间接设置有与大气连通的通气阀口，或者直接通过补充压缩气源4提供的压缩气体以避免真空或负压的影响。
37.进一步的，冷盐罐2和热盐罐3均可以位于地平面以下，一般的，可以使得冷盐罐2和热盐罐3的罐顶距地平面1～3m，优选为2m，根据项目管道系统压力差的大小，可变更罐顶距地平面的距离。将冷盐罐2和热盐罐3均位于地平面以下的方式，能够提高集热场1和冷盐罐2的高度差，能够利用较高的高度差增加熔盐自流回冷盐罐2的动力，降低疏盐时的能量需求。
38.集热出口16与热盐罐3之间可以通过热盐管路连通，热盐管路上设置有第三阀门7。通过第三阀门7能够控制热盐罐3和集热场1之间的通断。一般情况下，在集热循环时，会打开第三阀门7，在疏盐或停机时，会关闭第三阀门7。
39.热盐管路还可以设置有连通压缩气源4的支路，支路上设置有第一阀门5。在集热循环时，第一阀门5处于关闭状态，此时，压缩气源4的压缩气体不会也不需要进入集热场1内。在疏盐时，打开第一阀门5，此时第三阀门7可以关闭，以向集热场1供给压缩气体。
40.集热进口15与冷盐罐2之间可以通过冷盐管路连通，冷盐管路上设置有第二阀门6，第二阀门6在集热循环时还是在疏盐时均保持打开状态，只有疏盐结束又未开始集热循环时，可以关闭第二阀门6。第二阀门6与集热进口15之间可以设置有冷盐泵8，冷盐泵8作为集热循环时的主要动力源，用于提供将冷盐罐2内的熔盐泵出的动力，并驱动熔盐经集热场1和冷盐热罐后到达热盐罐3。
41.结合图2～4所示，在具体实施例中，可以采用线性菲涅尔式的形式，例如，集热场1可以包括若干集热管13，每一集热管13对应有相应的线性菲涅尔式聚光集热系统，线性菲涅尔式聚光集热系统包括一次反射镜面111和二次反射镜面121，一次反射镜面111可以为平面镜，并设置有多个，通过调整一次反射镜面111的角度可以将照射到一次反射镜面111的光线14反射到二次反射镜面121，二次反射镜面121可以采用曲面结构，将一次反射镜面111反射的光线14再反射到集热管13上。由于一次反射镜面111的面积要大于二次反射镜面121的面积，可以利用更大面积的光照获得更大范围的太阳能，通过将一次反射镜面111和二次反射镜面121沿集热管13的长度方向均匀分布，可以将集热管13均匀进行加热，实现集热管13内熔盐对于太阳能的有效利用。如图3所示，一次反射镜结构11包括有支撑盒113，支撑盒113的表面通过胶点112粘接有一次反射镜面111，支撑盒113在驱动结构的作用下能够带动一次反射镜面111偏转角度，进而调整光线14的反射方向。如图4所示，二次反射镜结构12包括支撑架122和固定安装在支撑架122上的二次反射镜面121，二次反射镜面121包围设置在集热管13的外周侧，可以采用双曲面等曲面形式，能够将光线14反射到集热管13上。
42.本实用新型还提供一种疏盐方法，包括以下步骤：
43.s1：在夜间或光照不足的情况下，熔盐无法得到足够的热量，如果不及时将熔盐排出，可能会造成拥堵，对系统造成不良影响，此时，需要进行疏盐操作。在集热结束准备疏盐时，先关闭冷盐泵8，停止集热熔盐循环，熔盐开始在自重的作用下由集热场1开始回流到冷盐罐2。在此过程中可以通过集热场1的集热管13倾斜设置(可以是前期固定设置为倾斜状态，也可以是通过倾转驱动结构实现倾角改变)提高熔盐的流动性。
44.s2：随着熔盐流动一段时间后，由于管道阻力等因素，熔盐流动速度趋于变缓或停滞。此时，可以开启压缩气源4，通过集热出口16向集热场1内补充高压气体，提高集热场1内部压力，依靠内部压力的提升形成驱动熔盐流动的动力，从而在熔盐依靠自重流动的基础上能够增加熔盐流动的动力。
45.s3：待压力提高到一定程度后，可以关闭压缩气源4，熔盐在集热场1内部已有的气体压力作用下继续回流。
46.s4：随着熔盐流动的进行，集热场1内压力逐渐降低，对于熔盐的驱动能力逐渐减弱，流动速度会再次变缓或停滞，此时，再次开启压缩气源4，重复步骤s2和步骤s3，反复向集热场1内补充压缩气体，直至集热场1内的熔盐排净。
47.当集热场1内部压力降低到0.8mpa以下时，开启压缩气源4，待压力升到0.8mpa后关闭压缩气源4，待压力再次降到0.8mpa以下时，此时管道压力较小，熔盐不易流动，再次开启压缩气源4，增加管道压力并时刻观察压力变化。使得集热场1内压力维持在0.8mpa左右，通过将压力界限设定为0.8mpa，既能够充分利用压缩气体的压力促进熔盐的流动又能够避免压力过大导致对集热场1的破坏。
48.在停止集热时，需要考虑熔盐的温度，因为冷盐罐2内的温度一般位于290℃左右，如果回流到冷盐罐2内的温度过高，可能会造成对冷盐罐2的损坏。因此，控制在熔盐温度降低到350℃后，再停止集热熔盐循环，此时，熔盐由集热场1开始回流到冷盐罐2。该温度的熔盐既具有良好的流动性，又能够保护冷盐罐2不至于因温度过高而受到损坏。
49.通过反复的补充压缩气体能够辅助熔盐快速的回流到冷盐罐2内，初始阶段，熔盐会在管路中逐渐向冷盐罐2流动，压缩气体的补充只能增加集热场1的集热管13内的压力，而无法通过熔盐而直接进入冷盐罐2，因此，当确认有压缩气体到达冷盐罐2后，即可判断集热场1内的熔盐已经排干净，可以终止疏盐工作。
50.本实用新型中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

技术特征：

1.一种线性太阳能集热疏盐系统，其特征在于：包括集热场以及分别与所述集热场连通的冷盐罐、热盐罐和压缩气源；所述冷盐罐连通所述集热场的集热进口，所述热盐罐和所述压缩气源均连通所述集热场的集热出口；所述压缩气源用于疏盐时向所述集热场内补充高压气体，增加熔盐由所述集热场回流到所述冷盐罐的动力。2.根据权利要求1所述的线性太阳能集热疏盐系统，其特征在于：所述集热场倾斜设置，所述集热进口的高度低于所述集热出口的高度。3.根据权利要求1或2所述的线性太阳能集热疏盐系统，其特征在于：所述冷盐罐和所述热盐罐均位于地平面以下，罐顶距地平面1～3m。4.根据权利要求3所述的线性太阳能集热疏盐系统，其特征在于：所述集热出口与所述热盐罐之间通过热盐管路连通，所述热盐管路上设置有第三阀门。5.根据权利要求4所述的线性太阳能集热疏盐系统，其特征在于：所述热盐管路设置有连通所述压缩气源的支路，所述支路上设置有第一阀门。6.根据权利要求3所述的线性太阳能集热疏盐系统，其特征在于：所述集热进口与所述冷盐罐之间通过冷盐管路连通，所述冷盐管路上设置有第二阀门，所述第二阀门与所述集热进口之间设置有冷盐泵。7.根据权利要求3所述的线性太阳能集热疏盐系统，其特征在于：所述集热场采用线性菲涅尔式聚光集热系统，所述线性菲涅尔式聚光集热系统包括一次反射镜面和二次反射镜面，入射光线经所述一次反射镜面反射到所述二次反射镜面，所述二次反射镜面将反射的光线照射到所述集热场的集热管，所述一次反射镜面的面积大于所述二次反射镜面的面积。

技术总结

本实用新型公开一种线性太阳能集热疏盐系统，属于太阳能热系统技术领域，包括集热场以及分别与所述集热场连通的冷盐罐、热盐罐和压缩气源；所述冷盐罐连通所述集热场的集热进口，所述热盐罐和所述压缩气源均连通所述集热场的集热出口；所述压缩气源用于疏盐时向所述集热场内补充高压气体，增加熔盐由所述集热场回流到所述冷盐罐的动力。本实用新型通过利用压缩气源向集热场补充高压气体，能够增加熔盐回流的动力，提高疏盐效率，降低疏盐时间，同时，降低对于电伴热等方式的依赖，减少疏盐罐和疏盐管路的设置，降低系统的建造和运行成本。本。本。