除(chu)此之外,還需(xu)要(yao)對吸熱(re)器(qi)表面熱(re)力分(fen)布(bu)進(jin)(jin)行優化。吸熱(re)器(qi)非常(chang)(chang)特(te)殊,往往是(shi)(shi)北進(jin)(jin)南出(chu)的結構。在靠近北邊的吸熱(re)器(qi)模塊(kuai)溫度(du)(du)通常(chang)(chang)非常(chang)(chang)低(di),熔(rong)鹽進(jin)(jin)口溫度(du)(du)大概是(shi)(shi)290度(du)(du)左右,而靠近南側的話估(gu)計(ji)(ji)是(shi)(shi)565度(du)(du)左右,這(zhe)(zhe)(zhe)對表面熱(re)流分(fen)布(bu)就(jiu)提出(chu)非常(chang)(chang)高(gao)的要(yao)求(qiu)。如果我(wo)們熱(re)流分(fen)布(bu)不(bu)(bu)(bu)合理,往往就(jiu)會導致(zhi)超溫的問題(ti),往往會導致(zhi)變負荷(he)的情況(kuang)下(xia)(xia)(xia)(xia)吸熱(re)器(qi)受損的問題(ti)。所以(yi)這(zhe)(zhe)(zhe)些(xie)(xie)問題(ti),一定(ding)要(yao)慎重(zhong)考慮。對吸熱(re)器(qi)在風速(su)變化條(tiao)件下(xia)(xia)(xia)(xia),還有(you)(you)環境溫度(du)(du)這(zhe)(zhe)(zhe)些(xie)(xie)因(yin)素的影響(xiang),對吸熱(re)器(qi)整(zheng)個(ge)效(xiao)率的影響(xiang),這(zhe)(zhe)(zhe)些(xie)(xie)都(dou)要(yao)深(shen)入的研究(jiu)。因(yin)為太陽能發電是(shi)(shi)一種比較特(te)殊的發電方式,它(ta)不(bu)(bu)(bu)可能一直(zhi)都(dou)是(shi)(shi)在這(zhe)(zhe)(zhe)種額定(ding)負荷(he)的工(gong)(gong)況(kuang)下(xia)(xia)(xia)(xia)工(gong)(gong)作(zuo),或許設(she)計(ji)(ji)點(dian)的工(gong)(gong)況(kuang)下(xia)(xia)(xia)(xia)工(gong)(gong)作(zuo)時間(jian)并不(bu)(bu)(bu)是(shi)(shi)那(nei)么(me)多,那(nei)么(me)偏離這(zhe)(zhe)(zhe)個(ge)設(she)計(ji)(ji)點(dian),它(ta)的效(xiao)率是(shi)(shi)怎么(me)樣的呢?有(you)(you)風的條(tiao)件下(xia)(xia)(xia)(xia)是(shi)(shi)怎么(me)樣的呢?這(zhe)(zhe)(zhe)些(xie)(xie)都(dou)必須經過深(shen)入的研究(jiu)才可以(yi)。
結(jie)(jie)構(gou)(gou)方面。杭鍋(guo)太陽(yang)能吸(xi)(xi)(xi)熱器是(shi)采用(yong)模(mo)塊(kuai)化的(de)(de)設(she)計(ji),因為(wei)模(mo)塊(kuai)化的(de)(de)設(she)計(ji),大(da)部分工(gong)(gong)作放在(zai)了(le)制造廠來(lai)(lai)進行(xing),這樣的(de)(de)話就可(ke)以(yi)大(da)大(da)減(jian)少(shao)在(zai)現場(chang)的(de)(de)安裝(zhuang)工(gong)(gong)作量,縮短現場(chang)安裝(zhuang)工(gong)(gong)期(qi)。尤(you)其對首批示范項目(mu)來(lai)(lai)說(shuo),工(gong)(gong)期(qi)是(shi)非常緊張的(de)(de)。只有進行(xing)模(mo)塊(kuai)化的(de)(de)設(she)計(ji),才可(ke)能比較(jiao)快地(di)把吸(xi)(xi)(xi)熱器調整到適宜運行(xing)的(de)(de)狀態。吸(xi)(xi)(xi)熱器采用(yong)的(de)(de)是(shi)柔性結(jie)(jie)構(gou)(gou)的(de)(de)設(she)計(ji),因為(wei)吸(xi)(xi)(xi)熱器在(zai)冷熱態會(hui)承受(shou)比較(jiao)大(da)的(de)(de)溫度(du)變(bian)(bian)化,因此結(jie)(jie)構(gou)(gou)應(ying)該采用(yong)柔性設(she)計(ji)。對吸(xi)(xi)(xi)熱器的(de)(de)支架和導向都(dou)(dou)要(yao)有特殊的(de)(de)考慮。如果考慮不好(hao)的(de)(de)話,應(ying)力(li)集中的(de)(de)話,應(ying)力(li)超過了(le)吸(xi)(xi)(xi)熱器局部承受(shou)范圍(wei)的(de)(de)話就有可(ke)能會(hui)影響吸(xi)(xi)(xi)熱器的(de)(de)安全運行(xing)。考慮合理變(bian)(bian)形與(yu)應(ying)力(li)下(xia)吸(xi)(xi)(xi)熱器抗變(bian)(bian)負荷熱沖擊的(de)(de)能力(li)。吸(xi)(xi)(xi)熱器設(she)計(ji)的(de)(de)標準(zhun)參(can)考ASME/API高溫疲勞蠕(ru)變(bian)(bian)相關(guan)標準(zhun)來(lai)(lai)進行(xing)。除此之外,管屏(ping)(ping)隨著吸(xi)(xi)(xi)熱器的(de)(de)容量越(yue)來(lai)(lai)越(yue)大(da),管屏(ping)(ping)的(de)(de)寬(kuan)度(du)會(hui)越(yue)來(lai)(lai)越(yue)寬(kuan),我們怎么能保證同一(yi)個管屏(ping)(ping)里(li)面中間(jian)的(de)(de)管速和邊上管速的(de)(de)流量均(jun)勻?這些方面也要(yao)經(jing)過比較(jiao)深(shen)(shen)入(ru)的(de)(de)研究(jiu)。我們和高校做這種不同結(jie)(jie)構(gou)(gou)應(ying)力(li)和疲勞性能的(de)(de)相關(guan)測試,都(dou)(dou)要(yao)做比較(jiao)深(shen)(shen)入(ru)的(de)(de)研究(jiu)。
吸(xi)熱(re)(re)器(qi)(qi)的(de)涂層(ceng)(ceng)是一(yi)個非(fei)常關鍵的(de)影響吸(xi)熱(re)(re)器(qi)(qi)效率(lv)的(de)因素(su)。涂層(ceng)(ceng)的(de)工藝不光決(jue)定了吸(xi)熱(re)(re)器(qi)(qi)的(de)吸(xi)收率(lv),還(huan)可能(neng)決(jue)定涂層(ceng)(ceng)的(de)壽命。我們在工廠里(li)面(mian)做過比較多的(de)試驗(yan),來(lai)確(que)保吸(xi)熱(re)(re)器(qi)(qi)處(chu)于(yu)一(yi)個比較好的(de)性能(neng)狀態。吸(xi)熱(re)(re)器(qi)(qi)就簡單介紹到這(zhe)(zhe)里(li),下面(mian)簡單介紹一(yi)下熔鹽(yan)換(huan)熱(re)(re)器(qi)(qi)SGS系統,大家都(dou)比較清楚這(zhe)(zhe)個。包括(kuo)過熱(re)(re)器(qi)(qi)、再熱(re)(re)器(qi)(qi),蒸(zheng)發器(qi)(qi)以及預熱(re)(re)器(qi)(qi)。
設計(ji)SGS系(xi)(xi)統(tong)需(xu)要(yao)(yao)解決哪些(xie)(xie)問(wen)題(ti)?我(wo)(wo)(wo)們(men)(men)認(ren)為主要(yao)(yao)需(xu)要(yao)(yao)解決這些(xie)(xie)問(wen)題(ti):第(di)一(yi)(yi)(yi),SGS系(xi)(xi)統(tong)里(li)面(mian)工質(zhi)和熔(rong)(rong)鹽溫(wen)(wen)度(du)變(bian)化(hua)(hua)(hua)范圍都(dou)是(shi)(shi)(shi)(shi)非常寬,熔(rong)(rong)鹽的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)化(hua)(hua)(hua)溫(wen)(wen)度(du)范圍往往從290-565度(du),接近300度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)變(bian)化(hua)(hua)(hua)范圍。而工質(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)變(bian)化(hua)(hua)(hua)范圍從240、250度(du)到(dao)550度(du)左右(you),接近300度(du)左右(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)化(hua)(hua)(hua)。這么寬幅(fu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)化(hua)(hua)(hua)和傳統(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)高壓設計(ji)是(shi)(shi)(shi)(shi)不(bu)一(yi)(yi)(yi)樣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de),這就(jiu)需(xu)要(yao)(yao)對(dui)大(da)(da)溫(wen)(wen)差設計(ji)有一(yi)(yi)(yi)定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)特(te)(te)(te)殊要(yao)(yao)求(qiu),這是(shi)(shi)(shi)(shi)第(di)一(yi)(yi)(yi)個(ge)。第(di)二個(ge),換(huan)熱(re)(re)器也需(xu)要(yao)(yao)響(xiang)應頻繁(fan)啟停的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)要(yao)(yao)求(qiu),當然現在隨著(zhu)儲熱(re)(re)容(rong)量(liang)設計(ji)得(de)越(yue)來(lai)(lai)越(yue)大(da)(da),我(wo)(wo)(wo)們(men)(men)可(ke)以(yi)考慮讓SGS系(xi)(xi)統(tong)連(lian)續運行。但(dan)是(shi)(shi)(shi)(shi)換(huan)熱(re)(re)系(xi)(xi)統(tong)還(huan)(huan)是(shi)(shi)(shi)(shi)要(yao)(yao)經歷頻繁(fan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)啟停過程(cheng)。從長遠來(lai)(lai)看,光(guang)熱(re)(re)之(zhi)所(suo)以(yi)優于(yu)別的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)可(ke)再生能(neng)源,一(yi)(yi)(yi)個(ge)很(hen)重要(yao)(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)因(yin)素(su)就(jiu)是(shi)(shi)(shi)(shi)儲熱(re)(re)能(neng)力(li)和調和能(neng)力(li),如果期望(wang)光(guang)熱(re)(re)電站一(yi)(yi)(yi)直穩定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)運行,我(wo)(wo)(wo)認(ren)為電網可(ke)能(neng)是(shi)(shi)(shi)(shi)不(bu)太現實(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。除此(ci)之(zhi)外,還(huan)(huan)要(yao)(yao)對(dui)SGS系(xi)(xi)統(tong)在大(da)(da)流量(liang)、低溫(wen)(wen)壓下(xia)面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)換(huan)熱(re)(re)特(te)(te)(te)性(xing)進行針對(dui)性(xing)設計(ji),尤其(qi)是(shi)(shi)(shi)(shi)油水換(huan)熱(re)(re)系(xi)(xi)統(tong),它(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)換(huan)熱(re)(re)非常小,我(wo)(wo)(wo)們(men)(men)什么樣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結構才(cai)能(neng)做到(dao)換(huan)熱(re)(re)器設計(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)最優呢?這些(xie)(xie)都(dou)是(shi)(shi)(shi)(shi)很(hen)值(zhi)得(de)研究(jiu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)問(wen)題(ti)。除了(le)這些(xie)(xie)之(zhi)外,還(huan)(huan)需(xu)要(yao)(yao)考慮熔(rong)(rong)鹽和導(dao)熱(re)(re)油疏放特(te)(te)(te)性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)問(wen)題(ti),尤其(qi)是(shi)(shi)(shi)(shi)熔(rong)(rong)鹽,防(fang)凝措施一(yi)(yi)(yi)定(ding)要(yao)(yao)跟上。在上述(shu)因(yin)素(su)基礎上,我(wo)(wo)(wo)們(men)(men)還(huan)(huan)要(yao)(yao)考慮吸熱(re)(re)器的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)制造成本和運行成本的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)優化(hua)(hua)(hua),運行成本也是(shi)(shi)(shi)(shi)電站收益(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)重要(yao)(yao)部(bu)分(fen),只(zhi)有控制好運行成本,電站才(cai)能(neng)有比較好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)收益(yi)。
杭(hang)鍋的(de)(de)換(huan)(huan)熱(re)(re)產品包括油(you)水換(huan)(huan)熱(re)(re)器(qi)(qi)、鹽(yan)(yan)水換(huan)(huan)熱(re)(re)器(qi)(qi)、油(you)鹽(yan)(yan)換(huan)(huan)熱(re)(re)器(qi)(qi),這些都是(shi)可(ke)以做的(de)(de),它(ta)們可(ke)以用(yong)(yong)到(dao)熔鹽(yan)(yan)塔式技術里(li)(li)面(mian),也可(ke)以用(yong)(yong)到(dao)導熱(re)(re)油(you)槽式里(li)(li)面(mian)。換(huan)(huan)熱(re)(re)器(qi)(qi)結構(gou)形(xing)式的(de)(de)選(xuan)擇,前面(mian)所說的(de)(de)這些因素,比如說大溫差的(de)(de)特性,那么它(ta)對換(huan)(huan)熱(re)(re)器(qi)(qi)的(de)(de)結構(gou)形(xing)式就提出了比較高的(de)(de)要求(qiu)。除(chu)此(ci)之(zhi)外,還要選(xuan)擇換(huan)(huan)熱(re)(re)器(qi)(qi)的(de)(de)材質(zhi),換(huan)(huan)熱(re)(re)器(qi)(qi)的(de)(de)流程,殼側(ce)(ce)和管側(ce)(ce)工(gong)質(zhi)的(de)(de)選(xuan)擇,還有疏鹽(yan)(yan)結構(gou)這些。
儲(chu)罐(guan)(guan)(guan)(guan)需要(yao)解(jie)(jie)決(jue)的(de)(de)(de)(de)問題(ti)就(jiu)是(shi)(shi)(shi)運行(xing)溫(wen)度(du)和(he)冷態溫(wen)度(du)存(cun)在(zai)著比(bi)較(jiao)大(da)(da)(da)的(de)(de)(de)(de)溫(wen)差,應力(li)怎么解(jie)(jie)決(jue)。第二個是(shi)(shi)(shi)儲(chu)罐(guan)(guan)(guan)(guan)底(di)座的(de)(de)(de)(de)散熱(re)(re)特性和(he)基(ji)礎支(zhi)(zhi)撐的(de)(de)(de)(de)問題(ti),底(di)座的(de)(de)(de)(de)散熱(re)(re)對(dui)儲(chu)罐(guan)(guan)(guan)(guan)來(lai)說是(shi)(shi)(shi)一個非(fei)(fei)常(chang)大(da)(da)(da)的(de)(de)(de)(de)考驗。如果散熱(re)(re)比(bi)較(jiao)大(da)(da)(da),集熱(re)(re)系統收集到的(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)量有(you)不少通過(guo)儲(chu)罐(guan)(guan)(guan)(guan)散掉了,那是(shi)(shi)(shi)非(fei)(fei)常(chang)不經濟的(de)(de)(de)(de)。有(you)一些儲(chu)罐(guan)(guan)(guan)(guan)每天的(de)(de)(de)(de)溫(wen)降很大(da)(da)(da),這(zhe)種方式是(shi)(shi)(shi)肯定不行(xing)。我們很大(da)(da)(da)程度(du)上認為就(jiu)是(shi)(shi)(shi)底(di)座保溫(wen)這(zhe)一塊(kuai)一定要(yao)做好(hao)。罐(guan)(guan)(guan)(guan)體(ti)的(de)(de)(de)(de)保溫(wen)和(he)罐(guan)(guan)(guan)(guan)頂的(de)(de)(de)(de)保溫(wen)是(shi)(shi)(shi)相對(dui)容易的(de)(de)(de)(de),但(dan)(dan)是(shi)(shi)(shi)罐(guan)(guan)(guan)(guan)底(di)和(he)罐(guan)(guan)(guan)(guan)體(ti)的(de)(de)(de)(de)支(zhi)(zhi)撐結構怎么好(hao)得結合起(qi)來(lai)?這(zhe)是(shi)(shi)(shi)值得大(da)(da)(da)家深(shen)入研究的(de)(de)(de)(de)問題(ti)。儲(chu)罐(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)預(yu)熱(re)(re)方案(an)(an)和(he)伴熱(re)(re)設計也很重(zhong)要(yao),今天有(you)很多專(zhuan)家介紹了預(yu)熱(re)(re)方案(an)(an),預(yu)熱(re)(re)方案(an)(an)如果不均勻的(de)(de)(de)(de)話,會對(dui)罐(guan)(guan)(guan)(guan)壁,罐(guan)(guan)(guan)(guan)頂造成(cheng)傷害(hai)。伴熱(re)(re)也是(shi)(shi)(shi)這(zhe)樣,如果伴熱(re)(re)做得不好(hao),可(ke)能會帶(dai)來(lai)局部的(de)(de)(de)(de)溫(wen)差和(he)應力(li)問題(ti)。以前都認為罐(guan)(guan)(guan)(guan)子的(de)(de)(de)(de)技術含量有(you)可(ke)能沒有(you)像吸熱(re)(re)器難度(du)這(zhe)么大(da)(da)(da),但(dan)(dan)是(shi)(shi)(shi)現在(zai)從(cong)國外的(de)(de)(de)(de)運營經驗表明(ming)儲(chu)罐(guan)(guan)(guan)(guan)也有(you)很多沒解(jie)(jie)決(jue)的(de)(de)(de)(de)問題(ti),必須要(yao)花(hua)功夫來(lai)解(jie)(jie)決(jue)上面的(de)(de)(de)(de)這(zhe)些問題(ti)。
儲(chu)罐(guan)(guan)的罐(guan)(guan)頂,罐(guan)(guan)底設(she)(she)計,我剛才已經強調過了,保溫設(she)(she)計、性能,儲(chu)罐(guan)(guan)的預熱、伴熱設(she)(she)計還(huan)有熔(rong)鹽的均流與混合設(she)(she)計。
除(chu)了(le)上面(mian)的(de)(de)這(zhe)些主(zhu)要(yao)熱力(li)設備之(zhi)外,還應該(gai)重(zhong)視熔(rong)鹽(yan)(yan)管道(dao)的(de)(de)設計。換熱平臺上面(mian)SGS系統(tong)上也有很(hen)復雜的(de)(de)管道(dao),這(zhe)些管道(dao)要(yao)通過專門(men)的(de)(de)軟件進行三維的(de)(de)模擬,盡量避免應力(li)集中,盡量避免死區。配套件,熔(rong)鹽(yan)(yan)換熱系統(tong)很(hen)多專業性(xing)介紹(shao)就不再多說了(le)。這(zhe)是管道(dao)做的(de)(de)設計軟件,就不再詳細介紹(shao)了(le)。這(zhe)是50MW、100MW吸熱器的(de)(de)設計。
我想特別強調的(de)(de)是(shi)我剛才說的(de)(de)幾點。一個(ge)是(shi)吸(xi)熱器的(de)(de)設計需要(yao)(yao)和鏡場的(de)(de)設計聯合(he)起來進行。結構(gou)和材(cai)料也是(shi)一個(ge)必須要(yao)(yao)認真考慮的(de)(de)問題。第(di)二個(ge),吸(xi)熱器應(ying)該采用模(mo)塊(kuai)化(hua)設計。我們推薦的(de)(de)是(shi)模(mo)塊(kuai)化(hua)。今天也有同行專家介紹整體吊裝方案,到底哪個(ge)方案最優(you),哪個(ge)方案成(cheng)本最優(you)?這些(xie)可能(neng)還需要(yao)(yao)很多專家來研究。這是(shi)SGS系統的(de)(de)布(bu)置、儲罐的(de)(de)布(bu)置、儲罐的(de)(de)模(mo)擬。
時間很有限(xian),我(wo)介紹得比較粗略,大(da)家(jia)感興趣的話(hua)可(ke)以會(hui)后(hou)再(zai)認真交流(liu),也歡迎大(da)家(jia)到杭鍋去參觀訪(fang)問。