5月28日,2025第十二屆中國國際光熱大會暨CSPPLAZA年會在浙江杭州盛大召開,常州龍騰光熱科技股份有限公司(簡稱:龍騰光熱)總經理俞科出席會議并作《第三代槽式光熱技術與裝備的產業化發展與展望》的主題演講。
圖:俞科
演(yan)講從裝備制造和電站技(ji)術角度切入,分為(wei)第二代槽式龍騰國(guo)產化技(ji)術在(zai)首批(pi)示范(fan)電站的性能(neng)表(biao)現,第三代熔鹽大槽國(guo)產化技(ji)術突(tu)破以及對于龍騰槽式技(ji)術降本路徑及應用前(qian)景展望三個板塊。
龍騰第二代槽式——在首批示范電站的性能表現
▋項目應用場景
1.國家首批并網光熱示范項目:烏拉特中旗10萬千瓦10小時儲熱槽式電站
項目裝(zhuang)機10萬(wan)(wan)千(qian)瓦,儲熱時(shi)長10h,集熱面積約115萬(wan)(wan)㎡。運行期間最(zui)高(gao)光(guang)(guang)熱轉換(huan)效(xiao)率(lv)(lv)達77.8%;汽輪機為單缸高(gao)壓機組,最(zui)高(gao)熱電(dian)轉換(huan)效(xiao)率(lv)(lv)達41.5%,設計效(xiao)率(lv)(lv)為40.5%;設計純光(guang)(guang)熱年發(fa)電(dian)量3.3億kWh,2023年全年發(fa)電(dian)量3.3億kWh;單月最(zui)高(gao)發(fa)電(dian)量5230萬(wan)(wan)kWh,單日(ri)最(zui)高(gao)發(fa)電(dian)量221.6萬(wan)(wan)kWh;連續12個月電(dian)站純光(guang)(guang)熱最(zui)高(gao)發(fa)電(dian)量(2023.6至2024.5)3.42億kWh,等效(xiao)利用小時(shi)數(shu)3420h。
俞(yu)科表示,電(dian)站(zhan)自2021年試運行以來,累計發電(dian)量12.67億kWh,按照(zhao)國(guo)家(jia)首批光熱示范項目1.15元(yuan)/kWh補(bu)貼電(dian)價,目前(qian)該項目收入約(yue)有14.6億元(yuan),整個電(dian)站(zhan)EPC造(zao)價在28億元(yuan)左右,相當于成本(ben)回收一(yi)半,至今安全穩定(ding)運行、無重大故障(zhang)停機。
2.孤網獨立光熱+光伏一體化項目:西藏扎布耶項目
項(xiang)目總裝機為(wei)40MW槽式光熱+35MW光伏+20MW/40MWh電(dian)化學(xue)儲(chu)(chu)能,光熱儲(chu)(chu)熱時長16h,集熱面積約(yue)62萬㎡,目前(qian)項(xiang)目正處于分島調(diao)試(shi)。
據(ju)俞科介(jie)紹,該(gai)項目是完全(quan)離網(wang)型(xing)獨立(li)光熱(re)+光伏一體化混合電(dian)(dian)站,為鹽湖提(ti)鋰(li)工廠提(ti)供熱(re)電(dian)(dian)聯產(chan)的解決方案,其鹵水(shui)(shui)濃縮不再靠(kao)鹽灘曬鹽,主要(yao)依(yi)賴光熱(re)提(ti)供大規模(mo)(mo)蒸汽,直接調節(jie)鹵水(shui)(shui)濃度,實現規模(mo)(mo)化生(sheng)產(chan)。該(gai)項目光熱(re)部分可(ke)以做到熱(re)電(dian)(dian)完全(quan)解耦,換熱(re)器產(chan)生(sheng)蒸汽,同時汽輪機可(ke)以做全(quan)功率調節(jie),區別于(yu)常規的熱(re)電(dian)(dian)聯產(chan),不是以熱(re)定電(dian)(dian)的系統。
3.綠色清潔的光熱工業供熱項目:啤酒廠槽式太陽能蒸汽項目
2024年(nian),龍騰光熱(re)(re)打造了(le)一個工業化的脫碳應用(yong)場景,利用(yong)光熱(re)(re)集熱(re)(re)器(qi)和天然氣鍋爐聯(lian)合運行,槽式集熱(re)(re)器(qi)生產175℃飽和蒸汽,用(yong)于(yu)啤酒廠的生產工藝蒸汽,項目已(yi)于(yu)2024年(nian)10月(yue)投產。
俞科表示(shi),該項(xiang)目是(shi)一個(ge)比較有意(yi)義的(de)應用場(chang)景(jing)探索,項(xiang)目投運后,預計年(nian)供汽3000噸(dun),年(nian)節約(yue)天(tian)然氣(qi)23萬Nm3,年(nian)減排437噸(dun),在緩解企(qi)業用熱壓力的(de)同時,可助力企(qi)業實現(xian)綠色低碳(tan)轉型(xing)。
▋海外市場突破——迪拜Noor energy 1項目
今年2月份,經過(guo)長達數月嚴格的(de)(de)(de)工廠和技術審(shen)查,龍騰光(guang)(guang)熱(re)(re)成功打(da)破(po)壟(long)斷,成為全球第(di)二家(jia)(中(zhong)(zhong)國唯一)為迪拜Noor energy 1項(xiang)目(mu)(世界上規模最大的(de)(de)(de)光(guang)(guang)熱(re)(re)發(fa)電項(xiang)目(mu))提供(gong)集熱(re)(re)管(guan)核心部(bu)件的(de)(de)(de)供(gong)應商,未(wei)來可服(fu)務于(yu)業主單位旗下全球的(de)(de)(de)光(guang)(guang)熱(re)(re)項(xiang)目(mu)。目(mu)前,龍騰光(guang)(guang)熱(re)(re)的(de)(de)(de)首批高溫真空(kong)集熱(re)(re)管(guan)產品已經投入項(xiang)目(mu)運行,助(zhu)力全球最大光(guang)(guang)熱(re)(re)項(xiang)目(mu)實(shi)現中(zhong)(zhong)國光(guang)(guang)熱(re)(re)核心部(bu)件的(de)(de)(de)突破(po)。
項(xiang)目(mu)由3臺200MW導熱油槽式和一臺100MW熔鹽塔式以(yi)及250MW光伏(fu)構成,槽式項(xiang)目(mu)集熱面積(ji)約3×270萬(wan)㎡,儲(chu)熱時長為13.5h。值得一提,該項(xiang)目(mu)是目(mu)前第(di)二代槽式技術的巔峰(feng)之作,電(dian)價為7.3美分/kWh,折合(he)人民(min)幣0.5元/kWh左右。
俞科表示,迪拜(bai)資(zi)源條件(jian)更(geng)(geng)接近低緯度地(di)區,其(qi)單(dan)個200MW項目鏡面面積超過280萬㎡,按照國內80萬㎡對應(ying)100MW,若采用(yong)大(da)容量(liang)汽輪機規模已(yi)可達350MW單(dan)機。由此說明,槽(cao)式光熱部署大(da)鏡場大(da)機組并(bing)不存在(zai)(zai)技術(shu)問題,在(zai)(zai)國外已(yi)有大(da)量(liang)成(cheng)熟(shu)(shu)應(ying)用(yong)。國產(chan)化槽(cao)式裝備已(yi)經(jing)成(cheng)熟(shu)(shu),結合中國的電(dian)力建設能(neng)力,能(neng)在(zai)(zai)全球更(geng)(geng)大(da)幅度的降低成(cheng)本。
▋塔槽對比
槽式技術的特點
據俞科介(jie)紹,槽(cao)式技(ji)術具備短光程、真空(kong)絕(jue)熱(re)、高攔截(jie)率的特點,且槽(cao)式電站(zhan)性(xing)能由槽(cao)式集熱(re)器單個回路(lu)決定,鏡(jing)場由無數個回路(lu)并聯構成、互不干擾。因(yin)此在(zai)開發新(xin)技(ji)術時,會先建設一(yi)個商業化示范(fan)槽(cao)式回路(lu),該回路(lu)的運(yun)行情(qing)況便意味著(zhu)批量(liang)化部署時,只要控制(zhi)好(hao)產(chan)品與安裝質量(liang),電站(zhan)就能達(da)到預期性(xing)能,所(suo)以(yi)調試耗時較(jiao)短。
俞科(ke)表示,槽(cao)式(shi)(shi)和塔式(shi)(shi)技術本(ben)質上最大區別在于(yu)槽(cao)式(shi)(shi)是短光程(cheng)聚(ju)(ju)光設(she)備并聯,塔式(shi)(shi)是變(bian)焦距的長光程(cheng)聚(ju)(ju)光集成系統(tong)。
此處引入(ru)一(yi)個光程衰(shuai)減的(de)概念:大氣(qi)的(de)沿程衰(shuai)減作(zuo)用是造成太(tai)陽能(neng)損失的(de)一(yi)個重(zhong)要(yao)因(yin)素,包括水汽(qi)、沙(sha)塵(chen)、氣(qi)溶膠等對光線有散射和吸收效果,反(fan)射光的(de)光程越長,衰(shuai)減越嚴重(zhong)。
如上圖所示,相關論文對(dui)光(guang)程(cheng)衰(shuai)(shuai)減進行了計算(存在地區差異,僅作參考),能(neng)見度23km情(qing)況下,光(guang)程(cheng)為1500米時,衰(shuai)(shuai)減量近(jin)20%,光(guang)程(cheng)衰(shuai)(shuai)減是非技術能(neng)夠解決的因素(su),塔頂(ding)吸收(shou)(shou)器(qi)實際上接收(shou)(shou)到(dao)的反射光(guang)線能(neng)量與DNI測(ce)(ce)量儀能(neng)接收(shou)(shou)到(dao)的是不同的,但對(dui)于槽式(shi)光(guang)熱系統(tong)來說,光(guang)程(cheng)只有2-3米,其衰(shuai)(shuai)減量小于0.5%,接近(jin)DNI測(ce)(ce)量數據,槽式(shi)和塔式(shi)最(zui)大的區別(bie)便(bian)在于此(ci)。
關(guan)于能(neng)(neng)(neng)見度(du)的表(biao)述:按照霾的分級(ji)標準,能(neng)(neng)(neng)見度(du)5-10km屬于輕微(wei)灰霾;浮塵(chen)天氣下,能(neng)(neng)(neng)見度(du)通常在1-10km之間;當空氣中水(shui)汽(qi)含量較多形成輕霧時,能(neng)(neng)(neng)見度(du)下降到1-10km。
國內(nei)大(da)部分的(de)光(guang)熱項目(mu)位于沙(sha)戈荒地區,能見度5km條(tiao)件下(xia),槽式反射光(guang)程(cheng)大(da)概在2-3m,衰(shuai)減(jian)0.9%,塔(ta)式光(guang)程(cheng)1500米時(shi)衰(shuai)減(jian)超50%,1000m時(shi)衰(shuai)減(jian)為43.02%,數(shu)據表明沙(sha)塵(chen)天(tian)氣下(xia),塔(ta)式吸收器實際接收到的(de)反射能量與輻(fu)射儀的(de)測量值存在較大(da)差異,是由光(guang)程(cheng)損耗造成的(de)。
▋第一批光熱示范項目實際性能表現
俞(yu)科表(biao)示,通過研究首(shou)批示范項目(mu)的實(shi)際運行(xing)情況發現,塔式光熱項目(mu)存在達產率差(cha)異(yi)大或達不(bu)到預(yu)期發電量(liang)的情況。
此處(chu)引(yin)入單位集(ji)熱(re)面積發電量(kWh/㎡)的(de)概念。國內(nei)現在(zai)有一(yi)個定(ding)義,100MW電站標(biao)配(pei)80萬㎡的(de)集(ji)熱(re)面積,根據度電成本(ben)可以配(pei)置更大的(de)集(ji)熱(re)面積。
就行業相關(guan)方(fang)普遍關(guan)注的(de)“單(dan)(dan)位集熱(re)面(mian)(mian)積造價(jia)是多少?一(yi)平米多少錢?”的(de)問題,俞科表示:“一(yi)輛續航(hang)(hang)300km的(de)新能源汽車與續航(hang)(hang)600km的(de)汽車價(jia)格(ge)是不一(yi)樣的(de),因此單(dan)(dan)位集熱(re)面(mian)(mian)積發電量不一(yi)樣,對應投資也(ye)有所不同(tong)。”
考慮到塔式(shi)調(diao)試(shi)期較長,采(cai)用歷平均發(fa)(fa)(fa)電(dian)量比較不(bu)合適,所以取最(zui)高運(yun)行年發(fa)(fa)(fa)電(dian)量作為數據參考,按(an)照年、月(yue)、日統計最(zui)高單位集熱面積發(fa)(fa)(fa)電(dian)量。
由上表可見,年最高單位集熱面積發電量,烏拉特(te)項(xiang)目為287kWh/㎡,塔式電站平均值為187kWh/㎡,其中,德(de)令哈項(xiang)目最高,為281kWh/㎡;
日最高單位集熱面積發電(dian)量(liang),烏拉特項目為(wei)1.93kWh/㎡,塔式電(dian)站平均值為(wei)1.72kWh/㎡,其中,德(de)令(ling)哈項目達2.08kWh/㎡;
月最高單位集熱面(mian)(mian)積發(fa)電量(liang),烏(wu)拉(la)特項目(mu)由于(yu)是南(nan)北向布置,秋季月最高單位集熱面(mian)(mian)積發(fa)電量(liang)最高,為(wei)(wei)45.4Wh/㎡,塔式電站(zhan)平均值為(wei)(wei)24.6kWh/㎡,其中,德令哈(ha)項目(mu)達34kWh/㎡。
俞科表示,上述項目(mu)(mu)中,哈密(mi)電(dian)站廠址的風(feng)壓在0.6kN/㎡,屬(shu)于(yu)典型的高風(feng)速地區;敦煌(huang)項目(mu)(mu)位(wei)于(yu)沙(sha)漠地區,風(feng)壓為0.53kN/㎡;格爾木項目(mu)(mu)位(wei)于(yu)戈壁,有沙(sha)塵天氣;共和電(dian)站附近是(shi)塔拉灘,水汽(qi)較大,夏季云多;德令哈項目(mu)(mu)選址條件較好(hao),目(mu)(mu)前運行最為穩(wen)定。
通過數據匯總統計和分析,可得出如下(xia)結論:塔式(shi)系(xi)(xi)統在(zai)實際運行中受大(da)風、云(yun)遮、沙塵等氣象(xiang)條件擾動(dong)很大(da),科學選址是(shi)(shi)塔式(shi)系(xi)(xi)統穩定運行和達產的(de)關鍵。此外,在(zai)高(gao)風速、沙塵地(di)區建設塔式(shi)電(dian)站應更科學地(di)評估目標發(fa)電(dian)量,充分考慮光(guang)程衰減、天氣的(de)影響,避免投產后的(de)性能跟預(yu)期存在(zai)較大(da)的(de)差異,槽式(shi)技術因為是(shi)(shi)短光(guang)程聚(ju)焦(jiao)系(xi)(xi)統不太存在(zai)這方面干擾。
▋槽式技術的優勢
俞科(ke)(ke)團隊將第二代(dai)(dai)槽(cao)(cao)式(shi)、第三(san)代(dai)(dai)槽(cao)(cao)式(shi),與當前水(shui)平塔(ta)(ta)式(shi)進行(xing)了(le)初(chu)步分(fen)析,槽(cao)(cao)式(shi)本身運(yun)行(xing)穩(wen)定(ding)(反射光程短,抗(kang)風能(neng)(neng)力強)、光熱(re)轉換效率(lv)高(gao)、占地面積少、爬坡期短,達產快,主要原因(yin)為槽(cao)(cao)式(shi)是(shi)(shi)(shi)(shi)裝備系統,塔(ta)(ta)式(shi)是(shi)(shi)(shi)(shi)集(ji)成系統,單個槽(cao)(cao)式(shi)集(ji)熱(re)器就能(neng)(neng)決定(ding)電站運(yun)行(xing)性能(neng)(neng),但(dan)是(shi)(shi)(shi)(shi)塔(ta)(ta)式(shi)電站每面定(ding)日(ri)鏡(jing)效率(lv)不(bu)同(tong),所有定(ding)日(ri)鏡(jing)和吸收器耦合(he)運(yun)行(xing)之后才(cai)能(neng)(neng)構成整體(ti)性能(neng)(neng),這是(shi)(shi)(shi)(shi)典型的(de)不(bu)同(tong),因(yin)此,俞科(ke)(ke)認為槽(cao)(cao)式(shi)和塔(ta)(ta)式(shi)沒有明顯優劣之分(fen),而是(shi)(shi)(shi)(shi)在不(bu)同(tong)廠(chang)址環境的(de)地區發(fa)揮(hui)的(de)性能(neng)(neng)不(bu)同(tong)。
從上表可見,第(di)三代熔鹽槽(cao)可明(ming)顯提(ti)升光(guang)電效(xiao)(xiao)率,但為什么(me)未在(zai)5.8米常規槽(cao)上使(shi)用(yong)熔鹽直(zhi)接(jie)循環技(ji)術呢?對此俞(yu)科解釋道(dao),這(zhe)是因(yin)為隨(sui)著(zhu)溫(wen)度升高(gao)熱損會隨(sui)之增加,若在(zai)5.8米槽(cao)上使(shi)用(yong)熔鹽技(ji)術,光(guang)熱轉換效(xiao)(xiao)率將有所降(jiang)低,因(yin)此需要(yao)用(yong)大槽(cao)提(ti)高(gao)聚光(guang)比彌(mi)補這(zhe)部(bu)分熱損,從而提(ti)高(gao)光(guang)電效(xiao)(xiao)率,第(di)三代槽(cao)式年單(dan)位集熱面積發電量將突(tu)破300kWh/㎡,在(zai)320kWh/㎡左右(存在(zai)地區資源和緯(wei)度差異)。
龍騰第三代槽式——光熱技術與裝備的技術突破
談到槽(cao)式(shi)(shi)光熱(re)技(ji)術的(de)(de)發展(zhan)歷程,俞科介紹,全球范圍(wei)內第(di)(di)一代槽(cao)式(shi)(shi)技(ji)術最長(chang)運行已超過30年,數據記(ji)錄最長(chang)、經驗最豐富,可切(qie)實指導槽(cao)式(shi)(shi)電站(zhan)的(de)(de)實際(ji)運行。第(di)(di)一代槽(cao)式(shi)(shi)項目基本為美國和西(xi)班牙建(jian)設的(de)(de)大批以導熱(re)油為介質(zhi)、不(bu)帶儲能(neng)的(de)(de)電站(zhan)。
第二代槽式(shi)技術實現(xian)了(le)商業化(hua)、規模(mo)化(hua)發展,商業化(hua)電(dian)站單體(ti)鏡場規模(mo)接近(jin)300萬(wan)平米,單體(ti)汽輪機容(rong)量200MW。值(zhi)得一提的(de)是,迪拜項目采用的(de)是8.2m開口的(de)大槽,性(xing)能有較大提升(sheng)。
第三代(dai)槽(cao)式技(ji)術(shu)的(de)(de)熔(rong)鹽集熱管、大開口(kou)槽(cao)、柔性連接等設備均(jun)已(yi)(yi)國產化,解(jie)決了導熱油系統帶來的(de)(de)投(tou)資略高(gao)的(de)(de)問題,集熱面積可達350萬㎡左右,采(cai)用大開口(kou)熔(rong)鹽槽(cao)式技(ji)術(shu)的(de)(de)商業化電站(zhan)目前已(yi)(yi)在路上。
俞科表示(shi),大(da)幅面反射鏡(jing)鏡(jing)、低熱(re)損(sun)集熱(re)管、高溫(wen)熔鹽與管道材料等下一代技(ji)術(shu)(shu)已(yi)突破,采用(yong)新(xin)型高溫(wen)熔鹽或(huo)高性能寬溫(wen)域(yu)熔鹽作為(wei)一體化介質,配套亞臨界/超(chao)臨界機組(zu)(zu)或(huo)超(chao)臨界二氧化碳機組(zu)(zu)的第四(si)代槽式光熱(re)發電技(ji)術(shu)(shu)已(yi)具雛形,其(qi)中14米超(chao)大(da)熔鹽槽技(ji)術(shu)(shu)預計2026年(nian)進行(xing)商(shang)(shang)業(ye)化示(shi)范,2028年(nian)走向商(shang)(shang)業(ye)化。
▋第三代槽式技術——國外發展現狀
據俞科介紹,第三(san)代槽(cao)(cao)最早是(shi)意大利Archimede熔(rong)鹽(yan)槽(cao)(cao)試驗(yan)回路及2010年(nian)(nian)(nian)的投運的Archimede熔(rong)鹽(yan)槽(cao)(cao)+天然氣(qi)聯合循環項目(mu);后續阿本戈(ge)公司在(zai)2008年(nian)(nian)(nian)1月-2013年(nian)(nian)(nian)12月對熔(rong)鹽(yan)槽(cao)(cao)進(jin)行(xing)了系(xi)統(tong)化開(kai)發和研究;美國(guo)能源部(bu)也在(zai)2017-2021年(nian)(nian)(nian)支持“SMART”槽(cao)(cao)式(shi)熔(rong)鹽(yan)示范項目(mu)研究;2022年(nian)(nian)(nian)初葡(pu)萄(tao)牙évora先進(jin)熔(rong)鹽(yan)槽(cao)(cao)式(shi)試驗(yan)回路EMSP則投入運行(xing)。2024年(nian)(nian)(nian)11月,龍(long)騰光(guang)熱(re)正式(shi)被(bei)接(jie)受為(wei)EMSP后續項目(mu)提供高溫真空熔(rong)鹽(yan)集熱(re)管(guan),標志著(zhu)中國(guo)光(guang)熱(re)核心(xin)部(bu)件已(yi)經達到世(shi)界(jie)領(ling)先水平。
▋龍騰光熱技術發展路徑
龍騰光熱(re)(re)入(ru)行最初接觸的(de)就是第二(er)代槽式集(ji)(ji)熱(re)(re)器(qi),因此(ci)第一代聚(ju)(ju)光器(qi)開(kai)口(kou)(kou)寬(kuan)度為(wei)5.8米,采用(yong)常規導熱(re)(re)油(you),典型應用(yong)有烏拉特、扎布耶項目。第二(er)代聚(ju)(ju)光器(qi)采用(yong)開(kai)口(kou)(kou)寬(kuan)度8.6米的(de)空間框架(jia)設(she)(she)(she)計,單個集(ji)(ji)熱(re)(re)器(qi)設(she)(she)(she)計功率為(wei)5.8米開(kai)口(kou)(kou)集(ji)(ji)熱(re)(re)器(qi)的(de)2個回路級別,因此(ci)回路數量將(jiang)削減一半,地基、管(guan)道(dao)、跟蹤系統也隨之削減,所(suo)以第二(er)代聚(ju)(ju)光器(qi)成(cheng)本下降較(jiao)(jiao)為(wei)明顯(xian)。第三(san)代集(ji)(ji)熱(re)(re)器(qi)目前處于設(she)(she)(she)計階(jie)段,開(kai)口(kou)(kou)大(da)于12米,采用(yong)大(da)幅面(mian)的(de)反射鏡設(she)(she)(she)計,集(ji)(ji)熱(re)(re)器(qi)設(she)(she)(she)計功率超14.5MWth,效率提升較(jiao)(jiao)大(da)。
▋龍騰ROYALTROUGH?RT86系列大槽集熱器
RT86集熱器采用龍(long)騰自有專利——可擴(kuo)展管結構(gou)連(lian)接(jie)技術構(gou)建(jian)的集熱器支(zhi)架系(xi)統,單個(ge)節(jie)點抗拉力在20-40噸,開口(kou)擴(kuo)展到14米(mi)時節(jie)點管徑會擴(kuo)大(da),單個(ge)節(jie)點承載力增強,使用這種節(jie)點技術進行結構(gou)優(you)化,能(neng)夠將(jiang)重量均(jun)分至每個(ge)節(jie)點管件上,從而降(jiang)低整體集熱器的重量。
▋龍騰RT86系列大槽集熱器的產業化進展
設計理念與可行性的研究(jiu):2019.10-2020.5
連接節點ETFH關鍵(jian)技術問題的(de)解決:2020.5-2022.11
集熱器設計理(li)念落實至具體結構的實現:2021.10-2023.1
數(shu)值(zhi)仿真(zhen)模擬及風洞實驗驗證:2022.10至今
生產專機的(de)研發(fa)和生產工(gong)藝的(de)定(ding)型:2023.2-2023.10
大槽樣機(ji)試制及車間內測(ce)試:2023.3-2024.3
大槽室外示范回(hui)路的(de)建成運行及室外性(xing)能測試:2023.8至今
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▋實際抗風性能驗證
據俞科介(jie)紹,位(wei)于巴(ba)(ba)彥(yan)淖爾園區(qu)內的臨河示范回路(lu)自2024年5月底起至今已持續運(yun)行(xing)滿一年,整套設(she)備(bei)運(yun)行(xing)正常。巴(ba)(ba)彥(yan)淖爾是典型的高風(feng)速(su)地區(qu),集熱器(qi)自投(tou)入運(yun)行(xing)以來持續監測運(yun)行(xing)數據,為(wei)了獲取高風(feng)速(su)運(yun)行(xing)數據現場未設(she)置擋風(feng)墻。
集熱(re)器(qi)保護狀(zhuang)態中,實測最大陣風(feng)(feng)(feng)風(feng)(feng)(feng)速約(yue)18m/s(2025.4.11),等(deng)效(xiao)(xiao)安裝擋風(feng)(feng)(feng)墻風(feng)(feng)(feng)速約(yue)26m/s。集熱(re)器(qi)運(yun)行狀(zhuang)態中,實測最大陣風(feng)(feng)(feng)風(feng)(feng)(feng)速約(yue)13.6m/s(2025.3.11),等(deng)效(xiao)(xiao)安裝擋風(feng)(feng)(feng)墻風(feng)(feng)(feng)速約(yue)19m/s,已經包含完整(zheng)運(yun)行包線,完全超過(guo)了國(guo)際上集熱(re)器(qi)設計等(deng)效(xiao)(xiao)運(yun)行風(feng)(feng)(feng)速14m/s的性能要(yao)求。
俞科(ke)分(fen)享(xiang)道,目前加(jia)載實(shi)驗數據與有(you)限元分(fen)析和現場測得數據基本吻(wen)合,龍騰(teng)光熱可(ke)以做到不同風速條(tiao)件下,使(shi)用現有(you)模(mo)型進(jin)行結構(gou)優化。
▋集熱器SCE攔截率檢測
槽式(shi)有一個關(guan)鍵指標叫攔截率,集(ji)熱管(guan)安(an)裝之(zhi)后,如(ru)何調整集(ji)熱器(qi)安(an)裝的(de)精度,使攔截率達到設計值,是(shi)決定(ding)槽式(shi)最終性能的(de)關(guan)鍵因素。另外(wai),反射(she)鏡反射(she)率、集(ji)熱管(guan)的(de)吸收率、集(ji)熱管(guan)透過率、集(ji)熱管(guan)高溫發射(she)率等(deng)綜合決定(ding)集(ji)熱器(qi)性能。
根據國際第三(san)方權威機(ji)構CSP Services檢測結果,RT86集熱(re)器的攔(lan)截率(lv)(lv)為:80管(guan)平均攔(lan)截率(lv)(lv)達97.2%,90管(guan)平均攔(lan)截率(lv)(lv)達98.1%。
RT86集熱(re)器達(da)到了預期設(she)計(ji)的組(zu)裝(zhuang)(zhuang)光(guang)學精度(du),總裝(zhuang)(zhuang)工裝(zhuang)(zhuang)的調試和部件(jian)裝(zhuang)(zhuang)配流(liu)程已經(jing)驗證,具備規(gui)模(mo)化商(shang)業部署的條(tiao)件(jian),剩下的就是(shi)安裝(zhuang)(zhuang)過程的質(zhi)量控制。
▋熔鹽槽柔性連接技術的研發突破
柔性連(lian)接(jie)是槽式集(ji)熱(re)(re)器(qi)回路中(zhong)的關鍵(jian)部件,直接(jie)影響槽式集(ji)熱(re)(re)器(qi)回路運行的可靠(kao)性和穩定(ding)性。
俞科表(biao)示,對于導(dao)熱(re)(re)油(you)集(ji)熱(re)(re)器,目前(qian)大(da)規模的(de)(de)商用(yong)(yong)方案(an)為球形(xing)接(jie)頭(tou)組合,但對于高溫(wen)熔(rong)鹽槽式集(ji)熱(re)(re)器,國際(ji)上尚無經濟可(ke)用(yong)(yong)的(de)(de)商用(yong)(yong)解決(jue)方案(an)。經過(guo)多年(nian)的(de)(de)攻關(guan),中廣(guang)核的(de)(de)多姿態柔性軟管方案(an)已經取得很好的(de)(de)成果。龍騰光熱(re)(re)采用(yong)(yong)“平面旋轉接(jie)頭(tou)+軟管”的(de)(de)方案(an),經過(guo)多年(nian)的(de)(de)開發和(he)測試,選擇(ze)出最合適的(de)(de)密封材料(liao)和(he)密封結構形(xing)式,目前(qian)的(de)(de)模擬工(gong)況樣(yang)機試驗也得到了(le)令(ling)人(ren)滿意的(de)(de)初步結果:
同(tong)時(shi)平(ping)(ping)面旋轉接頭(tou)配置注(zhu)(zhu)射(she)閥設(she)計,可(ke)用于在線加(jia)注(zhu)(zhu)密(mi)封(feng)填料(liao),便于日后(hou)電站無需(xu)停(ting)機(ji)即(ji)可(ke)進行(xing)加(jia)注(zhu)(zhu)填料(liao)的(de)密(mi)封(feng)維(wei)護(hu)。后(hou)續擬將“平(ping)(ping)面旋轉頭(tou)+軟管(guan)”方案在臨河熔(rong)鹽槽回路(lu)上實裝運行(xing)以(yi)完(wan)善商業化條件的(de)運行(xing)數據(ju)。目前(qian)龍騰(teng)光熱在內蒙、中廣(guang)核在青(qing)海兩地的(de)商業化熔(rong)鹽槽示范系統都已經開展建設(she),將為國產(chan)化熔(rong)鹽槽式技術推廣(guang)積(ji)累(lei)寶貴的(de)運行(xing)經驗。
▋RT86大槽的下一步技術研發儲備
在RT86大(da)(da)槽(cao)集(ji)熱器設計(ji)的(de)基(ji)礎(chu)上,采(cai)用大(da)(da)幅面(mian)反射鏡(單(dan)片鏡片2.4×7.9米(mi))形成RT86G2集(ji)熱器,大(da)(da)幅減(jian)少了光學支撐(cheng)點數量(liang)并保持鏡面(mian)整體面(mian)形精度(du),減(jian)少了支架結(jie)構復雜(za)性(xing)和組裝工時,為下一代超大(da)(da)槽(cao)集(ji)熱器的(de)設計(ji)奠定基(ji)礎(chu)。采(cai)用最新技術制(zhi)造的(de)大(da)(da)幅面(mian)夾膠反射鏡的(de)樣品(pin)已經下線(xian),規(gui)模化(hua)級別的(de)中(zhong)試(shi)生(sheng)產線(xian)正在設計(ji)中(zhong),預(yu)計(ji)在2026年實(shi)現量(liang)產。
龍騰槽式技術展望——槽式光熱降本路徑
▋第三代槽式技術350MW單機或多機組光熱基地——大開口集熱器+熔鹽介質
主要目(mu)標:第三代槽(cao)式(shi)技術打開了技術降(jiang)本空間,產業規模化釋放了降(jiang)本潛力,目(mu)標電價0.6-0.45元/kWh
主要措施:
1.多機組的規模化效應:通過多機組光熱電站基地的(de)(de)(de)(de)規(gui)模化效應(ying),能(neng)夠增(zeng)加(jia)采(cai)(cai)購量(liang)訂(ding)單(dan)(dan)(dan),有利(li)于(yu)供應(ying)鏈的(de)(de)(de)(de)穩(wen)定、連續(xu)生產,從而降低設備采(cai)(cai)購單(dan)(dan)(dan)位(wei)成本;能(neng)夠攤薄設計費、管理費等(deng)間接費用,降低項目的(de)(de)(de)(de)單(dan)(dan)(dan)位(wei)初(chu)投資;能(neng)夠通過規(gui)模化的(de)(de)(de)(de)集(ji)中管理、運(yun)行和維護效應(ying),降低電站的(de)(de)(de)(de)單(dan)(dan)(dan)位(wei)運(yun)維成本。
2.完善的標準化制造和裝配技術:進(jin)一步完善設備部件的標準化生產(chan)與(yu)加工流程,保證連續生產(chan)的穩定性(xing),降低采購成本;統一并固化現場裝(zhuang)配方式和質量檢驗方法,提高(gao)裝(zhuang)配效率,與(yu)大規模鏡場匹(pi)配,進(jin)一步降低安(an)裝(zhuang)成本;
3.規模化采用超低熱損集熱管、雙玻反射鏡等新型技術:超(chao)低(di)熱損集熱管(guan)技(ji)術(shu)進(jin)一步降(jiang)低(di)發射(she)(she)率(lv),減少(shao)集熱管(guan)的輻射(she)(she)散熱損失,提高(gao)(gao)鏡場(chang)的有(you)效(xiao)集熱量。雙玻反(fan)(fan)(fan)射(she)(she)鏡采用PVD技(ji)術(shu)可(ke)以提高(gao)(gao)鏡面(mian)反(fan)(fan)(fan)射(she)(she)率(lv),提高(gao)(gao)鏡場(chang)的集熱能力;減少(shao)超(chao)白(bai)玻璃用量,有(you)效(xiao)降(jiang)低(di)反(fan)(fan)(fan)射(she)(she)鏡的生產制造成本;增強(qiang)反(fan)(fan)(fan)射(she)(she)鏡耐候性,延(yan)長壽(shou)命,降(jiang)低(di)運維成本。這(zhe)些技(ji)術(shu)最終能夠實現鏡場(chang)的降(jiang)本增效(xiao)。
▋下一代槽式技術600MW單機組或多機組光熱基地——超大開口集熱器+寬溫域熔鹽+超臨界蒸汽/sCO2機組
主要目標:進一步提(ti)升熱機效率、降低部署成(cheng)本(ben),可直接(jie)光熱-煤電(dian)(dian)耦合(he),目標電(dian)(dian)價0.5-0.35元/kWh
主要措施:
1.超大開口集熱器:槽式集(ji)(ji)熱(re)器(qi)的開(kai)口(kou)尺寸進一(yi)(yi)步增(zeng)大至12m以(yi)(yi)上,集(ji)(ji)熱(re)回路數量進一(yi)(yi)步減少,相應(ying)地(di),液(ye)壓驅動系統(tong)、LOC控制系統(tong)、柔性連接(jie)、立柱地(di)基、進出(chu)口(kou)閥門(men)、集(ji)(ji)熱(re)管(guan)數量、導熱(re)油管(guan)道及保溫數量等都可以(yi)(yi)進一(yi)(yi)步減少。超(chao)大開(kai)口(kou)集(ji)(ji)熱(re)器(qi)能夠(gou)支持(chi)單體鏡場規模(mo)實現500萬平米或以(yi)(yi)上級(ji)別;
2.新型寬溫域熔鹽或高溫熔鹽:經過前兩(liang)個階段驗證熔鹽(yan)槽的(de)(de)(de)(de)可靠性,下一階段行業研發(fa)的(de)(de)(de)(de)新型寬(kuan)溫(wen)域熔鹽(yan)或高溫(wen)熔鹽(yan)均可在熔鹽(yan)槽上使用(yong)。寬(kuan)溫(wen)域熔鹽(yan)作為傳儲熱(re)一體化(hua)介質,可以進一步拓寬(kuan)系統的(de)(de)(de)(de)工(gong)作溫(wen)度范圍(wei),簡化(hua)電站設計、減(jian)少運行模式、降低初投資(zi)及(ji)運維成本(ben)、減(jian)少熔鹽(yan)用(yong)量(liang)、提高汽(qi)輪機效率等方面的(de)(de)(de)(de)優勢;
3.超臨界蒸汽機組/sCO2機組:在使(shi)用新型(xing)寬溫(wen)域熔鹽(yan)(yan)或高溫(wen)熔鹽(yan)(yan)的基(ji)礎上,主蒸(zheng)汽(qi)的參(can)數(shu)能(neng)夠進一步提(ti)高,從而可匹(pi)配傳統(tong)火電(dian)的600萬千瓦(wa)級別(bie)的超(chao)臨界蒸(zheng)汽(qi)輪機機組(zu)實現耦(ou)合發展,或與(yu)中期超(chao)臨界二氧化碳(tan)sCO2機組(zu)匹(pi)配,進一步提(ti)高電(dian)站的發電(dian)效率,進一步降低單位千瓦(wa)造(zao)價和運(yun)行維護成本。
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