槽式光熱發(fā)電技術(shù)介紹2014年12月R4

1、哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司2014年12月目錄目錄哈汽簡(jiǎn)介哈汽工作進(jìn)展技術(shù)合作系統(tǒng)配置鏡場(chǎng)系統(tǒng)蒸汽發(fā)生系統(tǒng)儲(chǔ)熱系統(tǒng)膨脹溢流系統(tǒng)凈化系統(tǒng)防凝系統(tǒng)汽輪機(jī) 哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司（原哈爾濱汽輪機(jī)廠）是我國(guó)一五期間由蘇聯(lián)援建的156項(xiàng)重點(diǎn)工程中之一。1956年動(dòng)工興建，1958年投產(chǎn)，是以設(shè)計(jì)、制造大型火電汽輪機(jī)、核電汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、工業(yè)用汽輪機(jī)、風(fēng)機(jī)、船用汽輪機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)為主的大型骨干企業(yè)。公 司 占 地 面 積 3 9 5 3 6 平 方 米 ， 已 形 成30000MW的年綜合生產(chǎn)能力，目前，公司員工5700余人，其中各類專業(yè)技術(shù)人員1800余人，新世紀(jì)百千萬(wàn)人才工程國(guó)家級(jí)人選1人，政府特

2、殊津貼專家14人，研究員級(jí)高級(jí)工程師18人，高級(jí)工程師300余人，工程師500余人，技師、高級(jí)技師等高技能人才1000余人，博士、碩士研究生140余人，擁有主要生產(chǎn)設(shè)備1629臺(tái)，其中大、精、尖設(shè)備293臺(tái)，數(shù)控設(shè)備63臺(tái)。這些具有世界先進(jìn)水平的大型精密設(shè)備，為制造大型、優(yōu)質(zhì)發(fā)電設(shè)備提供了可靠的技術(shù)保證。1.1 哈汽公司概況1. 哈汽公司簡(jiǎn)介1.2 哈汽輔機(jī)工程公司哈汽輔機(jī)工程公司哈爾濱汽輪機(jī)廠輔機(jī)工程有限公司是哈爾濱汽輪機(jī)廠的全資子公司，專業(yè)從事火電機(jī)組、核電機(jī)組、 聯(lián)合循環(huán)機(jī)組等汽輪機(jī)輔機(jī)及光熱發(fā)電領(lǐng)域的換熱設(shè)備及系統(tǒng)的研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、安裝、營(yíng)銷、生產(chǎn)、 現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)等相關(guān)工作。公司具有國(guó)家

3、 I、II、III 類壓力容器設(shè)計(jì)制造資格和美國(guó) ASME U 設(shè)計(jì)制造資質(zhì)。輔機(jī)公司下屬換熱研究所主要承擔(dān)新產(chǎn)品開發(fā)及現(xiàn)有設(shè)計(jì)的優(yōu)化設(shè)計(jì)研究工作，學(xué)科方向包括兩相 流換熱研究、流體力學(xué)研究、結(jié)構(gòu)力學(xué)研究，能獨(dú)立采用 ABAQUS、 ANSYS、STAR-CD 等軟件平臺(tái)完成大 型設(shè)備強(qiáng)度、流場(chǎng)分析設(shè)計(jì)研究，并可實(shí)現(xiàn) Fortran、VB 等語(yǔ)言環(huán)境下的應(yīng)用軟件開發(fā)。目前換熱研究 所主要承擔(dān)的新產(chǎn)品為核電汽水分離再熱器 MSR、海水淡化主設(shè)備及系統(tǒng)、光熱發(fā)電蒸發(fā)及儲(chǔ)熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)技術(shù)及產(chǎn)品研發(fā)。1. 哈汽公司簡(jiǎn)介1.3 生產(chǎn)、檢測(cè)設(shè)備260數(shù)控落地鏜銑中心數(shù)控鏜床大型數(shù)控輪槽銑床大型數(shù)控龍門銑床

4、五坐標(biāo)四軸聯(lián)動(dòng)銑床數(shù)控葉片加工中心1. 哈汽公司簡(jiǎn)介深孔鉆數(shù)控多頭鉆床卷板機(jī)數(shù)控切割機(jī)管孔倒角機(jī)切邊機(jī)1. 哈汽公司簡(jiǎn)介1.3 生產(chǎn)、檢測(cè)設(shè)備 火力發(fā)電蒸汽輪機(jī) 核能發(fā)電蒸汽輪機(jī) 燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)汽輪機(jī) 艦船動(dòng)力用燃?xì)?、蒸汽汽輪機(jī) 軸流風(fēng)機(jī)及工業(yè)汽輪機(jī) 控制保護(hù)系統(tǒng)（DCS、DEH、TSI、ETS及其服務(wù)） 主要本體輔機(jī)（凝汽器、高、低壓加熱器等） 重型燃?xì)廨啓C(jī)及燃?jí)簷C(jī)組 太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)設(shè)備 海水淡化設(shè)備1.4 主要產(chǎn)品1. 哈汽公司簡(jiǎn)介1. 哈汽公司簡(jiǎn)介1.4 主要產(chǎn)品 核電汽水分離器海水淡化MED系統(tǒng) 凝汽器空冷排汽裝置低壓加熱器1. 哈汽公司簡(jiǎn)介1.4 主要產(chǎn)品2.1 中廣核德令哈5

5、0MW槽式光熱項(xiàng)目配合業(yè)主開展項(xiàng)目前期工作，提供儲(chǔ)能換熱系統(tǒng)、動(dòng)力島初步設(shè)計(jì)方案，目前，正在籌備鏡場(chǎng)EPC總包方案。2.2 青海格爾木200MW二次反射塔式項(xiàng)目哈汽與703研究所共同設(shè)計(jì)，現(xiàn)已經(jīng)完成可研報(bào)告，近期正在組織技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)及技術(shù)難點(diǎn)攻克等工作。2.3 703研究所實(shí)驗(yàn)回路哈汽與703研究所共同完成槽式鏡場(chǎng)及換熱系統(tǒng)2個(gè)回路實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)，用于鏡場(chǎng)系統(tǒng)、換熱系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)，和一些驗(yàn)證性工作，目前項(xiàng)目方案正在評(píng)審中。2. 哈汽工作進(jìn)展2.4 大豐1MW風(fēng)-光互補(bǔ)發(fā)電項(xiàng)目大豐項(xiàng)目是哈電集團(tuán)投資建設(shè)，一期風(fēng)電-海水淡化項(xiàng)目已經(jīng)建設(shè)完成，二期光熱發(fā)電-海水淡化項(xiàng)目正在建設(shè)中。2.5 中控10MW

6、熔鹽塔項(xiàng)目中控熔鹽塔項(xiàng)目為一期10MW水塔項(xiàng)目的二期改造工程，項(xiàng)目前期，哈汽配合業(yè)主完成技術(shù)路線確定，出具初步方案，現(xiàn)階段，我公司已經(jīng)給出優(yōu)化后的詳細(xì)方案，并報(bào)價(jià)，等待業(yè)主對(duì)方案和報(bào)價(jià)的評(píng)審。并著手項(xiàng)目投標(biāo)工作的前期準(zhǔn)備。2.6 華電金塔50MW項(xiàng)目項(xiàng)目初期，哈汽給業(yè)主提供項(xiàng)目?jī)?chǔ)能換熱系統(tǒng)、動(dòng)力島等的初步設(shè)計(jì)方案，用于華電內(nèi)部項(xiàng)目評(píng)審，8月份，我公司完成第二版儲(chǔ)能換熱系統(tǒng)、動(dòng)力島方案，及總體設(shè)計(jì)評(píng)審方案，按照1.2元電價(jià)核算的內(nèi)部項(xiàng)目評(píng)審報(bào)告。2. 哈汽工作進(jìn)展2.7 中科院八達(dá)嶺1MW槽式光熱項(xiàng)目此項(xiàng)目為國(guó)家863計(jì)劃中槽式集熱、發(fā)電系統(tǒng)試驗(yàn)平臺(tái)研究及示范系統(tǒng)的子課題1MW槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電蒸

7、汽發(fā)生系統(tǒng)開發(fā)，哈汽負(fù)責(zé)蒸汽發(fā)生系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)及設(shè)備制造，8月份中科院電工研究所與哈汽已經(jīng)簽訂合同，9月份已經(jīng)提供業(yè)主初設(shè)方案，目前設(shè)計(jì)制造工作正在有序進(jìn)行。2.8 阿根廷薩爾塔20MW槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電項(xiàng)目薩爾塔項(xiàng)目可研報(bào)告已經(jīng)完成，目前正在等待項(xiàng)目資金到位。2.9 阿根廷圣地亞哥20MW槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電項(xiàng)目項(xiàng)目前期方案設(shè)計(jì)階段。2. 哈汽工作進(jìn)展3.1 STA簡(jiǎn)介 STA公司是具有國(guó)際先進(jìn)水平的能源設(shè)計(jì)公司，是由西班牙能源環(huán)境技術(shù)研究中心（CIEMAT）及阿爾梅里亞太陽(yáng)能平臺(tái)(PSA)共同創(chuàng)建。西班牙“阿爾梅里亞太陽(yáng)能平臺(tái)(PSA)”是世界上最大的聚光太陽(yáng)能輻射研究、開發(fā)與測(cè)試中心。3. 技

8、術(shù)合作3.2 技術(shù)引進(jìn)3. 技術(shù)合作4. 系統(tǒng)配置4. 系統(tǒng)配置5.1 系統(tǒng)組成鏡場(chǎng)布置圖鏡場(chǎng)沖洗路線圖鏡場(chǎng)回路示意圖支架基礎(chǔ)示意圖5. 鏡場(chǎng)系統(tǒng)防風(fēng)墻后的壓力場(chǎng)分布帶有防風(fēng)墻部署的鏡場(chǎng)的風(fēng)速分布位于集熱管的第一行中的背面?zhèn)鹊牡蛪毫^(qū)域無(wú)防風(fēng)墻鏡場(chǎng)的風(fēng)速分布 5.2 槽式太陽(yáng)能鏡場(chǎng)有限元分析5. 鏡場(chǎng)系統(tǒng)5.3 系統(tǒng)重要部件支架支架支撐臂扭矩管和支撐臂裝配圖支架支撐塔圖單元數(shù)量中部支撐塔10末端支撐塔1驅(qū)動(dòng)器塔1扭矩管12HCE支撐36共享支撐1支撐臂1685. 鏡場(chǎng)系統(tǒng)每半個(gè)SCA的熱膨脹半個(gè)SCA端點(diǎn)的熱膨脹（mm）SCA1244.47SCA1256.16SCA2267.69SCA2278

9、.99SCA3290.07SCA3300.93SCA4311.5SCA4321.98最后SCA一半和所考慮的半個(gè)SCA之間的長(zhǎng)度差(mm)由于每個(gè)SCA的長(zhǎng)度差造成的高度損失(mm)SCA179.522.00SCA167.831.46SCA256.301.01SCA245.000.64SCA333.920.36SCA323.060.17SCA412.410.05SCA40.000.00由于SCA不同的熱膨脹造成的高度損失5.4 熱膨脹對(duì)SCA的影響分析5. 鏡場(chǎng)系統(tǒng)5.5 風(fēng)載對(duì)SCA的影響分析5.5.1 風(fēng)載對(duì)SCA位移的影響分析在風(fēng)速14米/秒下第一個(gè)12m模塊的扭轉(zhuǎn)角度在風(fēng)速14米/秒下

10、第二個(gè)12m模塊的扭轉(zhuǎn)角度風(fēng)載對(duì)扭矩管位移的影響5. 鏡場(chǎng)系統(tǒng)在風(fēng)速14米/秒下第三個(gè)12m模塊的扭轉(zhuǎn)角度在風(fēng)速14米/秒下第四個(gè)12m模塊的扭轉(zhuǎn)角度在風(fēng)速14米/秒下第五個(gè)12m模塊的扭轉(zhuǎn)角度在風(fēng)速14米/秒下第六個(gè)12m模塊的扭轉(zhuǎn)角度5. 鏡場(chǎng)系統(tǒng)5.5.2 風(fēng)載對(duì)SCA動(dòng)力效應(yīng)的有限元分析3秒后，處于駐留位置的一面鏡子的風(fēng)速分布6秒后，處于駐留位置的一面鏡子的風(fēng)速分布3秒后，處于駐留位置的一面鏡子的風(fēng)速分布6秒后，處于駐留位置的一面鏡子的風(fēng)速分布5. 鏡場(chǎng)系統(tǒng)5.5.3 風(fēng)載對(duì)SCA平均幾何溢出的影響分析5. 鏡場(chǎng)系統(tǒng)5. 鏡場(chǎng)系統(tǒng)5.5.4 風(fēng)載對(duì)SCA產(chǎn)生的應(yīng)力影響5.5.4.1 風(fēng)

11、載對(duì)SCA的應(yīng)力影響 外鏡的應(yīng)力分布 內(nèi)鏡的應(yīng)力分布內(nèi)鏡外鏡外鏡最大應(yīng)力14 MPa18 MPa5. 鏡場(chǎng)系統(tǒng)5.5.4.2 幾何溢出對(duì)SCA的應(yīng)力影響由于SP3在Y軸上的偏差，外鏡上的應(yīng)力分布由于SP4在Y軸上的偏差，外鏡上的應(yīng)力分布由于SP1在Y軸上的偏差，外鏡上的應(yīng)力分布由于SP2在Y軸上的偏差，外鏡上的應(yīng)力分布5. 鏡場(chǎng)系統(tǒng)5.6 運(yùn)行工況5. 鏡場(chǎng)系統(tǒng)DN270過(guò)熱器蒸發(fā)器預(yù)熱器過(guò)熱器蒸發(fā)器預(yù)熱器再熱器再熱器6.1 系統(tǒng)組成加熱汽輪機(jī)給加熱汽輪機(jī)給水到準(zhǔn)飽和狀水到準(zhǔn)飽和狀態(tài)，供給蒸發(fā)態(tài)，供給蒸發(fā)器器加熱準(zhǔn)飽和水，加熱準(zhǔn)飽和水，生成飽和蒸汽，生成飽和蒸汽，供給過(guò)熱器供給過(guò)熱器加熱高壓缸

12、來(lái)加熱高壓缸來(lái)汽，達(dá)到再熱汽，達(dá)到再熱參數(shù)，供給汽參數(shù)，供給汽輪機(jī)低壓缸輪機(jī)低壓缸加熱飽和蒸加熱飽和蒸汽，生成過(guò)汽，生成過(guò)熱蒸汽，供熱蒸汽，供給汽輪機(jī)高給汽輪機(jī)高壓缸壓缸預(yù)熱預(yù)熱器器蒸發(fā)蒸發(fā)器器再熱再熱器器過(guò)熱過(guò)熱器器 蒸汽發(fā)生系統(tǒng)換熱器由兩列換熱器組成，每一列換熱器承擔(dān)50%負(fù)荷，保證了系統(tǒng)更經(jīng)濟(jì)，運(yùn)行更安全、更穩(wěn)定。6. 蒸汽發(fā)生系統(tǒng)6.2 系統(tǒng)重要部件6.2.1 預(yù)熱器預(yù)熱器殼側(cè)管側(cè)工質(zhì)Therminol VP-1水進(jìn)口出口進(jìn)口出口工質(zhì)溫度315.51300.88247.9304設(shè)計(jì)溫度（）400400400400設(shè)計(jì)壓力（bar）2525120120壓損（bar）允許0.50.5蒸發(fā)器

13、殼側(cè)管側(cè)工質(zhì)水/汽Therminol VP-1進(jìn)口出口進(jìn)口出口工質(zhì)溫度304308.07378.73315.51設(shè)計(jì)溫度（）400400400400設(shè)計(jì)壓力（bar）1201202525壓損（bar）允許0.10.45.2.2 蒸汽發(fā)生器型式： U形管表面式換熱器型式： 釜式+U形管表面式6. 蒸汽發(fā)生系統(tǒng)6.2.3 過(guò)熱器過(guò)熱器殼側(cè)管側(cè)工質(zhì)Therminol VP-1蒸汽進(jìn)口出口進(jìn)口出口工質(zhì)溫度393378.73308.07383設(shè)計(jì)溫度（）400400400400設(shè)計(jì)壓力（bar）2525120120壓損（bar）允許0.80.66.2.4 再熱器再熱器殼側(cè)管側(cè)工質(zhì)Therminol VP

14、-1蒸汽進(jìn)口出口進(jìn)口出口工質(zhì)溫度393218.5201.83383設(shè)計(jì)溫度（）400400400400設(shè)計(jì)壓力（bar）25252525壓損（bar）允許1.71.2型式： U形管表面式型式： U形管表面式+多管式6. 蒸汽發(fā)生系統(tǒng)6.3 運(yùn)行工況6. 蒸汽發(fā)生系統(tǒng)膨脹溢流系統(tǒng)導(dǎo)熱油主泵蒸汽發(fā)生系統(tǒng)鏡場(chǎng)el.熱鹽罐油鹽換熱器冷鹽罐7.1 系統(tǒng)組成系統(tǒng)由儲(chǔ)鹽罐、油鹽換熱器和熔鹽泵等組成。功能：在光照好的情況下將熱量?jī)?chǔ)存起來(lái)；在夜間或者太陽(yáng)輻射不足時(shí)，向蒸汽發(fā)生系統(tǒng)提供熱量，延長(zhǎng)發(fā)電時(shí)間。7. 儲(chǔ)熱系統(tǒng)7.2 系統(tǒng)重要部件7.2.1 儲(chǔ)鹽罐 7.2.2 油鹽換熱器 儲(chǔ)鹽罐工質(zhì)60%NaNO3+40

15、KNO3工質(zhì)溫度范圍286-386設(shè)計(jì)溫度（）400設(shè)計(jì)壓力（bar）0.02油鹽換熱器殼側(cè)管側(cè)工質(zhì)鹽油進(jìn)口出口進(jìn)口出口設(shè)計(jì)溫度（）400400400400設(shè)計(jì)壓力（bar）25252525壓損（bar）允許0.70.7 系統(tǒng)采用六個(gè)油鹽換熱器串聯(lián)。油鹽換熱器的功能是雙向的，即將冷罐來(lái)的鹽與熱的導(dǎo)熱油換熱后儲(chǔ)存在熱罐中，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)熱功能，或者將熱罐來(lái)的鹽與冷油換熱，提高油溫，冷卻的鹽匯入到冷罐中，實(shí)現(xiàn)放熱功能。儲(chǔ)鹽罐根據(jù)系統(tǒng)用鹽量來(lái)確定其具體尺寸。設(shè)計(jì)成雙罐形式，一個(gè)冷罐，一個(gè)熱罐。兩罐采用相同尺寸。7. 儲(chǔ)熱系統(tǒng)7.3 運(yùn)行工況 7. 儲(chǔ)熱系統(tǒng)膨脹罐溢流罐溢流罐8.1 系統(tǒng)組成組成：由膨脹罐、溢

16、流罐、溢流泵等組成。功能：維持換熱系統(tǒng)中的導(dǎo)熱油壓力，吸收導(dǎo)熱油由于溫度變化而引起膨脹或收縮的體積。溢流罐收容膨脹罐溢出的導(dǎo)熱油、向膨脹罐補(bǔ)充導(dǎo)熱油膨脹罐收容和補(bǔ)充導(dǎo)熱油變化的體積溢流泵連接膨脹罐和溢流罐，將溢流罐的導(dǎo)熱油補(bǔ)充給膨脹罐8. 膨脹溢流系統(tǒng)8.2 系統(tǒng)重要部件8.2.1 膨脹罐項(xiàng)目單位參數(shù)工質(zhì) 導(dǎo)熱油工質(zhì)溫度范圍38-293工質(zhì)密度kg/m31068（常溫）設(shè)計(jì)溫度400設(shè)計(jì)壓力bar12.58.2.2 溢流罐項(xiàng)目單位參數(shù)工質(zhì) 導(dǎo)熱油工質(zhì)溫度范圍38-293工質(zhì)密度kg/m31068（常溫）設(shè)計(jì)溫度400設(shè)計(jì)壓力bar12.58. 膨脹溢流系統(tǒng)8.3 運(yùn)行方案8. 膨脹溢流系統(tǒng)9.

17、1 系統(tǒng)組成組成：閃蒸罐、導(dǎo)熱油凝結(jié)罐、低沸點(diǎn)雜質(zhì)分離罐、過(guò)濾器、廢油罐、循環(huán)泵、冷卻器功能：凈化導(dǎo)熱油雜質(zhì)、調(diào)節(jié)膨脹罐壓力 低沸點(diǎn)雜質(zhì)回收低沸點(diǎn)分離罐、冷卻器、低沸點(diǎn)雜質(zhì)回收罐和過(guò)濾器導(dǎo)熱油回收導(dǎo)熱油凝結(jié)罐、冷卻器、導(dǎo)熱油回收泵和導(dǎo)熱油循環(huán)泵高沸點(diǎn)雜質(zhì)回收閃蒸罐和廢油儲(chǔ)存罐9. 凈化系統(tǒng)閃蒸罐導(dǎo)熱油凝結(jié)罐低沸點(diǎn)分離罐廢油罐低沸點(diǎn)回收罐殘余導(dǎo)熱油回收罐導(dǎo)熱油儲(chǔ)存罐9.2 系統(tǒng)重要部件 閃蒸罐 導(dǎo)熱油凝結(jié)罐 低沸點(diǎn)雜質(zhì)分離罐閃蒸罐單位參數(shù)工質(zhì) 導(dǎo)熱油工質(zhì)溫度范圍38-293工質(zhì)密度kg/m31068設(shè)計(jì)溫度400設(shè)計(jì)壓力bar9.5導(dǎo)熱油凝結(jié)罐單位參數(shù)工質(zhì) HTF工質(zhì)溫度范圍38-293工質(zhì)密度kg/m31068設(shè)計(jì)溫度400設(shè)計(jì)壓力bar3.5低沸點(diǎn)雜質(zhì)分離罐單位參數(shù)工質(zhì) HTF工質(zhì)溫度范圍38-293工質(zhì)密度kg/m31068設(shè)計(jì)溫度400設(shè)計(jì)壓力bar3.59. 凈化系統(tǒng)9.3 運(yùn)行方案 9. 凈化系統(tǒng)10. 防凝系統(tǒng)由防凝鍋爐、防凝泵組成功能：當(dāng)機(jī)組長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)時(shí)，防止導(dǎo)熱油凝固； 防凝泵夜間驅(qū)動(dòng)導(dǎo)熱油低速循環(huán)