槽式光热发电技术介绍2014年12月R4

1、哈尔滨汽轮机厂有限责任公司2014年12月目录目录哈汽简介哈汽工作进展技术合作系统配置镜场系统蒸汽发生系统储热系统膨胀溢流系统净化系统防凝系统汽轮机 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司（原哈尔滨汽轮机厂）是我国一五期间由苏联援建的156项重点工程中之一。1956年动工兴建，1958年投产，是以设计、制造大型火电汽轮机、核电汽轮机、燃气轮机、工业用汽轮机、风机、船用汽轮机和燃气轮机为主的大型骨干企业。公 司 占 地 面 积 3 9 5 3 6 平 方 米 ， 已 形 成30000MW的年综合生产能力，目前，公司员工5700余人，其中各类专业技术人员1800余人，新世纪百千万人才工程国家级人选1人，政府特

2、殊津贴专家14人，研究员级高级工程师18人，高级工程师300余人，工程师500余人，技师、高级技师等高技能人才1000余人，博士、硕士研究生140余人，拥有主要生产设备1629台，其中大、精、尖设备293台，数控设备63台。这些具有世界先进水平的大型精密设备，为制造大型、优质发电设备提供了可靠的技术保证。1.1 哈汽公司概况1. 哈汽公司简介1.2 哈汽辅机工程公司哈汽辅机工程公司哈尔滨汽轮机厂辅机工程有限公司是哈尔滨汽轮机厂的全资子公司，专业从事火电机组、核电机组、 联合循环机组等汽轮机辅机及光热发电领域的换热设备及系统的研发、设计、制造、安装、营销、生产、 现场服务等相关工作。公司具有国家

3、 I、II、III 类压力容器设计制造资格和美国 ASME U 设计制造资质。辅机公司下属换热研究所主要承担新产品开发及现有设计的优化设计研究工作，学科方向包括两相 流换热研究、流体力学研究、结构力学研究，能独立采用 ABAQUS、 ANSYS、STAR-CD 等软件平台完成大 型设备强度、流场分析设计研究，并可实现 Fortran、VB 等语言环境下的应用软件开发。目前换热研究 所主要承担的新产品为核电汽水分离再热器 MSR、海水淡化主设备及系统、光热发电蒸发及储热系统的设计技术及产品研发。1. 哈汽公司简介1.3 生产、检测设备260数控落地镗铣中心数控镗床大型数控轮槽铣床大型数控龙门铣床

4、五坐标四轴联动铣床数控叶片加工中心1. 哈汽公司简介深孔钻数控多头钻床卷板机数控切割机管孔倒角机切边机1. 哈汽公司简介1.3 生产、检测设备 火力发电蒸汽轮机 核能发电蒸汽轮机 燃气-蒸汽联合循环汽轮机 舰船动力用燃气、蒸汽汽轮机 轴流风机及工业汽轮机 控制保护系统（DCS、DEH、TSI、ETS及其服务） 主要本体辅机（凝汽器、高、低压加热器等） 重型燃气轮机及燃压机组 太阳能热发电系统设备 海水淡化设备1.4 主要产品1. 哈汽公司简介1. 哈汽公司简介1.4 主要产品 核电汽水分离器海水淡化MED系统 凝汽器空冷排汽装置低压加热器1. 哈汽公司简介1.4 主要产品2.1 中广核德令哈5

5、0MW槽式光热项目配合业主开展项目前期工作，提供储能换热系统、动力岛初步设计方案，目前，正在筹备镜场EPC总包方案。2.2 青海格尔木200MW二次反射塔式项目哈汽与703研究所共同设计，现已经完成可研报告，近期正在组织技术人员现场勘测及技术难点攻克等工作。2.3 703研究所实验回路哈汽与703研究所共同完成槽式镜场及换热系统2个回路实验平台建设，用于镜场系统、换热系统的实验，和一些验证性工作，目前项目方案正在评审中。2. 哈汽工作进展2.4 大丰1MW风-光互补发电项目大丰项目是哈电集团投资建设，一期风电-海水淡化项目已经建设完成，二期光热发电-海水淡化项目正在建设中。2.5 中控10MW

6、熔盐塔项目中控熔盐塔项目为一期10MW水塔项目的二期改造工程，项目前期，哈汽配合业主完成技术路线确定，出具初步方案，现阶段，我公司已经给出优化后的详细方案，并报价，等待业主对方案和报价的评审。并着手项目投标工作的前期准备。2.6 华电金塔50MW项目项目初期，哈汽给业主提供项目储能换热系统、动力岛等的初步设计方案，用于华电内部项目评审，8月份，我公司完成第二版储能换热系统、动力岛方案，及总体设计评审方案，按照1.2元电价核算的内部项目评审报告。2. 哈汽工作进展2.7 中科院八达岭1MW槽式光热项目此项目为国家863计划中槽式集热、发电系统试验平台研究及示范系统的子课题1MW槽式太阳能热发电蒸

7、汽发生系统开发，哈汽负责蒸汽发生系统的系统设计及设备制造，8月份中科院电工研究所与哈汽已经签订合同，9月份已经提供业主初设方案，目前设计制造工作正在有序进行。2.8 阿根廷萨尔塔20MW槽式太阳能热发电项目萨尔塔项目可研报告已经完成，目前正在等待项目资金到位。2.9 阿根廷圣地亚哥20MW槽式太阳能热发电项目项目前期方案设计阶段。2. 哈汽工作进展3.1 STA简介 STA公司是具有国际先进水平的能源设计公司，是由西班牙能源环境技术研究中心（CIEMAT）及阿尔梅里亚太阳能平台(PSA)共同创建。西班牙“阿尔梅里亚太阳能平台(PSA)”是世界上最大的聚光太阳能辐射研究、开发与测试中心。3. 技

8、术合作3.2 技术引进3. 技术合作4. 系统配置4. 系统配置5.1 系统组成镜场布置图镜场冲洗路线图镜场回路示意图支架基础示意图5. 镜场系统防风墙后的压力场分布带有防风墙部署的镜场的风速分布位于集热管的第一行中的背面侧的低压力区域无防风墙镜场的风速分布 5.2 槽式太阳能镜场有限元分析5. 镜场系统5.3 系统重要部件支架支架支撑臂扭矩管和支撑臂装配图支架支撑塔图单元数量中部支撑塔10末端支撑塔1驱动器塔1扭矩管12HCE支撑36共享支撑1支撑臂1685. 镜场系统每半个SCA的热膨胀半个SCA端点的热膨胀（mm）SCA1244.47SCA1256.16SCA2267.69SCA2278

9、.99SCA3290.07SCA3300.93SCA4311.5SCA4321.98最后SCA一半和所考虑的半个SCA之间的长度差(mm)由于每个SCA的长度差造成的高度损失(mm)SCA179.522.00SCA167.831.46SCA256.301.01SCA245.000.64SCA333.920.36SCA323.060.17SCA412.410.05SCA40.000.00由于SCA不同的热膨胀造成的高度损失5.4 热膨胀对SCA的影响分析5. 镜场系统5.5 风载对SCA的影响分析5.5.1 风载对SCA位移的影响分析在风速14米/秒下第一个12m模块的扭转角度在风速14米/秒下

10、第二个12m模块的扭转角度风载对扭矩管位移的影响5. 镜场系统在风速14米/秒下第三个12m模块的扭转角度在风速14米/秒下第四个12m模块的扭转角度在风速14米/秒下第五个12m模块的扭转角度在风速14米/秒下第六个12m模块的扭转角度5. 镜场系统5.5.2 风载对SCA动力效应的有限元分析3秒后，处于驻留位置的一面镜子的风速分布6秒后，处于驻留位置的一面镜子的风速分布3秒后，处于驻留位置的一面镜子的风速分布6秒后，处于驻留位置的一面镜子的风速分布5. 镜场系统5.5.3 风载对SCA平均几何溢出的影响分析5. 镜场系统5. 镜场系统5.5.4 风载对SCA产生的应力影响5.5.4.1 风

11、载对SCA的应力影响 外镜的应力分布 内镜的应力分布内镜外镜外镜最大应力14 MPa18 MPa5. 镜场系统5.5.4.2 几何溢出对SCA的应力影响由于SP3在Y轴上的偏差，外镜上的应力分布由于SP4在Y轴上的偏差，外镜上的应力分布由于SP1在Y轴上的偏差，外镜上的应力分布由于SP2在Y轴上的偏差，外镜上的应力分布5. 镜场系统5.6 运行工况5. 镜场系统DN270过热器蒸发器预热器过热器蒸发器预热器再热器再热器6.1 系统组成加热汽轮机给加热汽轮机给水到准饱和状水到准饱和状态，供给蒸发态，供给蒸发器器加热准饱和水，加热准饱和水，生成饱和蒸汽，生成饱和蒸汽，供给过热器供给过热器加热高压缸

12、来加热高压缸来汽，达到再热汽，达到再热参数，供给汽参数，供给汽轮机低压缸轮机低压缸加热饱和蒸加热饱和蒸汽，生成过汽，生成过热蒸汽，供热蒸汽，供给汽轮机高给汽轮机高压缸压缸预热预热器器蒸发蒸发器器再热再热器器过热过热器器 蒸汽发生系统换热器由两列换热器组成，每一列换热器承担50%负荷，保证了系统更经济，运行更安全、更稳定。6. 蒸汽发生系统6.2 系统重要部件6.2.1 预热器预热器壳侧管侧工质Therminol VP-1水进口出口进口出口工质温度315.51300.88247.9304设计温度（）400400400400设计压力（bar）2525120120压损（bar）允许0.50.5蒸发器

13、壳侧管侧工质水/汽Therminol VP-1进口出口进口出口工质温度304308.07378.73315.51设计温度（）400400400400设计压力（bar）1201202525压损（bar）允许0.10.45.2.2 蒸汽发生器型式： U形管表面式换热器型式： 釜式+U形管表面式6. 蒸汽发生系统6.2.3 过热器过热器壳侧管侧工质Therminol VP-1蒸汽进口出口进口出口工质温度393378.73308.07383设计温度（）400400400400设计压力（bar）2525120120压损（bar）允许0.80.66.2.4 再热器再热器壳侧管侧工质Therminol VP

14、-1蒸汽进口出口进口出口工质温度393218.5201.83383设计温度（）400400400400设计压力（bar）25252525压损（bar）允许1.71.2型式： U形管表面式型式： U形管表面式+多管式6. 蒸汽发生系统6.3 运行工况6. 蒸汽发生系统膨胀溢流系统导热油主泵蒸汽发生系统镜场el.热盐罐油盐换热器冷盐罐7.1 系统组成系统由储盐罐、油盐换热器和熔盐泵等组成。功能：在光照好的情况下将热量储存起来；在夜间或者太阳辐射不足时，向蒸汽发生系统提供热量，延长发电时间。7. 储热系统7.2 系统重要部件7.2.1 储盐罐 7.2.2 油盐换热器 储盐罐工质60%NaNO3+40

15、KNO3工质温度范围286-386设计温度（）400设计压力（bar）0.02油盐换热器壳侧管侧工质盐油进口出口进口出口设计温度（）400400400400设计压力（bar）25252525压损（bar）允许0.70.7 系统采用六个油盐换热器串联。油盐换热器的功能是双向的，即将冷罐来的盐与热的导热油换热后储存在热罐中，实现储热功能，或者将热罐来的盐与冷油换热，提高油温，冷却的盐汇入到冷罐中，实现放热功能。储盐罐根据系统用盐量来确定其具体尺寸。设计成双罐形式，一个冷罐，一个热罐。两罐采用相同尺寸。7. 储热系统7.3 运行工况 7. 储热系统膨胀罐溢流罐溢流罐8.1 系统组成组成：由膨胀罐、溢

16、流罐、溢流泵等组成。功能：维持换热系统中的导热油压力，吸收导热油由于温度变化而引起膨胀或收缩的体积。溢流罐收容膨胀罐溢出的导热油、向膨胀罐补充导热油膨胀罐收容和补充导热油变化的体积溢流泵连接膨胀罐和溢流罐，将溢流罐的导热油补充给膨胀罐8. 膨胀溢流系统8.2 系统重要部件8.2.1 膨胀罐项目单位参数工质 导热油工质温度范围38-293工质密度kg/m31068（常温）设计温度400设计压力bar12.58.2.2 溢流罐项目单位参数工质 导热油工质温度范围38-293工质密度kg/m31068（常温）设计温度400设计压力bar12.58. 膨胀溢流系统8.3 运行方案8. 膨胀溢流系统9.

17、1 系统组成组成：闪蒸罐、导热油凝结罐、低沸点杂质分离罐、过滤器、废油罐、循环泵、冷却器功能：净化导热油杂质、调节膨胀罐压力 低沸点杂质回收低沸点分离罐、冷却器、低沸点杂质回收罐和过滤器导热油回收导热油凝结罐、冷却器、导热油回收泵和导热油循环泵高沸点杂质回收闪蒸罐和废油储存罐9. 净化系统闪蒸罐导热油凝结罐低沸点分离罐废油罐低沸点回收罐残余导热油回收罐导热油储存罐9.2 系统重要部件 闪蒸罐 导热油凝结罐 低沸点杂质分离罐闪蒸罐单位参数工质 导热油工质温度范围38-293工质密度kg/m31068设计温度400设计压力bar9.5导热油凝结罐单位参数工质 HTF工质温度范围38-293工质密度

18、kg/m31068设计温度400设计压力bar3.5低沸点杂质分离罐单位参数工质 HTF工质温度范围38-293工质密度kg/m31068设计温度400设计压力bar3.59. 净化系统9.3 运行方案 9. 净化系统10. 防凝系统由防凝锅炉、防凝泵组成功能：当机组长时间停机时，防止导热油凝固； 防凝泵夜间驱动导热油低速循环 ；也可以作为备用能源发电。燃烧天然气，加热导热油达到防凝和发电的目的防凝锅炉1将加热的导热油输送到其他系统，或者夜间维持镜场系统导热油低速运转，达到防凝和发电目的防凝泵2防凝系统10. 防凝系统辅机系统汽轮机带动电动机发电，实现热能转化为机械能汽轮机 再汽机排汽口建立真空，提高汽机循环的热效率。(2)回收工质，形成