除(chu)此(ci)之(zhi)外,還(huan)需要對(dui)吸熱器(qi)表面熱力分(fen)布(bu)進(jin)行優化。吸熱器(qi)非(fei)常(chang)特殊,往(wang)往(wang)是(shi)(shi)北(bei)進(jin)南出(chu)的(de)(de)(de)(de)結構。在靠(kao)近北(bei)邊(bian)的(de)(de)(de)(de)吸熱器(qi)模塊溫(wen)度通常(chang)非(fei)常(chang)低,熔鹽進(jin)口(kou)溫(wen)度大概是(shi)(shi)290度左(zuo)右,而靠(kao)近南側(ce)的(de)(de)(de)(de)話估(gu)計(ji)是(shi)(shi)565度左(zuo)右,這對(dui)表面熱流分(fen)布(bu)就(jiu)提出(chu)非(fei)常(chang)高的(de)(de)(de)(de)要求。如果我們熱流分(fen)布(bu)不合理,往(wang)往(wang)就(jiu)會導致(zhi)(zhi)超溫(wen)的(de)(de)(de)(de)問(wen)(wen)題(ti),往(wang)往(wang)會導致(zhi)(zhi)變負荷的(de)(de)(de)(de)情況(kuang)下(xia)吸熱器(qi)受損(sun)的(de)(de)(de)(de)問(wen)(wen)題(ti)。所以這些(xie)問(wen)(wen)題(ti),一定要慎重考慮。對(dui)吸熱器(qi)在風速變化條件(jian)下(xia),還(huan)有(you)環境溫(wen)度這些(xie)因素的(de)(de)(de)(de)影響,對(dui)吸熱器(qi)整(zheng)個效率的(de)(de)(de)(de)影響,這些(xie)都(dou)要深(shen)入(ru)的(de)(de)(de)(de)研(yan)究。因為太陽(yang)能(neng)發電是(shi)(shi)一種比(bi)較特殊的(de)(de)(de)(de)發電方(fang)式(shi),它不可能(neng)一直都(dou)是(shi)(shi)在這種額定負荷的(de)(de)(de)(de)工(gong)況(kuang)下(xia)工(gong)作,或許設計(ji)點(dian)的(de)(de)(de)(de)工(gong)況(kuang)下(xia)工(gong)作時間并(bing)不是(shi)(shi)那么(me)多,那么(me)偏離(li)這個設計(ji)點(dian),它的(de)(de)(de)(de)效率是(shi)(shi)怎(zen)么(me)樣(yang)的(de)(de)(de)(de)呢(ni)?有(you)風的(de)(de)(de)(de)條件(jian)下(xia)是(shi)(shi)怎(zen)么(me)樣(yang)的(de)(de)(de)(de)呢(ni)?這些(xie)都(dou)必(bi)須經(jing)過深(shen)入(ru)的(de)(de)(de)(de)研(yan)究才可以。
結(jie)構方(fang)面(mian)。杭(hang)鍋太陽能(neng)吸(xi)熱(re)(re)器(qi)(qi)是(shi)采用模(mo)塊化的(de)(de)(de)(de)(de)(de)設計(ji)(ji),因(yin)(yin)為(wei)模(mo)塊化的(de)(de)(de)(de)(de)(de)設計(ji)(ji),大(da)(da)部(bu)(bu)分工(gong)作(zuo)放在了制(zhi)造(zao)廠來進(jin)行(xing),這(zhe)樣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)話(hua)(hua)就可(ke)以大(da)(da)大(da)(da)減少在現場(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)安(an)裝工(gong)作(zuo)量,縮(suo)短(duan)現場(chang)安(an)裝工(gong)期(qi)(qi)。尤其對首批示(shi)范項目(mu)來說(shuo),工(gong)期(qi)(qi)是(shi)非常緊張(zhang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。只(zhi)有(you)進(jin)行(xing)模(mo)塊化的(de)(de)(de)(de)(de)(de)設計(ji)(ji),才可(ke)能(neng)比較(jiao)快地把吸(xi)熱(re)(re)器(qi)(qi)調整到適宜運(yun)行(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)狀態。吸(xi)熱(re)(re)器(qi)(qi)采用的(de)(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)柔性結(jie)構的(de)(de)(de)(de)(de)(de)設計(ji)(ji),因(yin)(yin)為(wei)吸(xi)熱(re)(re)器(qi)(qi)在冷熱(re)(re)態會承受比較(jiao)大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)溫度變(bian)化,因(yin)(yin)此結(jie)構應(ying)該采用柔性設計(ji)(ji)。對吸(xi)熱(re)(re)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)支架和導(dao)向都要有(you)特(te)殊的(de)(de)(de)(de)(de)(de)考(kao)慮(lv)(lv)。如果考(kao)慮(lv)(lv)不好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)話(hua)(hua),應(ying)力(li)集中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)話(hua)(hua),應(ying)力(li)超(chao)過(guo)了吸(xi)熱(re)(re)器(qi)(qi)局部(bu)(bu)承受范圍(wei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)話(hua)(hua)就有(you)可(ke)能(neng)會影響吸(xi)熱(re)(re)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)安(an)全運(yun)行(xing)。考(kao)慮(lv)(lv)合理(li)變(bian)形與應(ying)力(li)下吸(xi)熱(re)(re)器(qi)(qi)抗(kang)變(bian)負荷熱(re)(re)沖擊的(de)(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)力(li)。吸(xi)熱(re)(re)器(qi)(qi)設計(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)標準參(can)考(kao)ASME/API高溫疲(pi)勞蠕變(bian)相關標準來進(jin)行(xing)。除(chu)此之外,管(guan)(guan)屏隨著吸(xi)熱(re)(re)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)容量越來越大(da)(da),管(guan)(guan)屏的(de)(de)(de)(de)(de)(de)寬(kuan)度會越來越寬(kuan),我們怎么(me)能(neng)保(bao)證同(tong)一個管(guan)(guan)屏里面(mian)中(zhong)間的(de)(de)(de)(de)(de)(de)管(guan)(guan)速和邊上管(guan)(guan)速的(de)(de)(de)(de)(de)(de)流(liu)量均勻?這(zhe)些方(fang)面(mian)也要經過(guo)比較(jiao)深入的(de)(de)(de)(de)(de)(de)研究(jiu)(jiu)。我們和高校做(zuo)(zuo)這(zhe)種不同(tong)結(jie)構應(ying)力(li)和疲(pi)勞性能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)相關測試,都要做(zuo)(zuo)比較(jiao)深入的(de)(de)(de)(de)(de)(de)研究(jiu)(jiu)。
吸(xi)(xi)熱(re)器(qi)(qi)的(de)涂層是一(yi)個(ge)非常關(guan)鍵的(de)影響吸(xi)(xi)熱(re)器(qi)(qi)效率的(de)因素。涂層的(de)工(gong)藝不光(guang)決定(ding)了吸(xi)(xi)熱(re)器(qi)(qi)的(de)吸(xi)(xi)收率,還可能決定(ding)涂層的(de)壽命。我們在工(gong)廠里(li)(li)面(mian)做過比較多的(de)試驗(yan),來(lai)確保吸(xi)(xi)熱(re)器(qi)(qi)處于一(yi)個(ge)比較好的(de)性能狀態(tai)。吸(xi)(xi)熱(re)器(qi)(qi)就(jiu)簡單介(jie)紹(shao)到(dao)這里(li)(li),下(xia)面(mian)簡單介(jie)紹(shao)一(yi)下(xia)熔鹽換熱(re)器(qi)(qi)SGS系統,大家(jia)都比較清楚這個(ge)。包括過熱(re)器(qi)(qi)、再熱(re)器(qi)(qi),蒸發器(qi)(qi)以及預熱(re)器(qi)(qi)。
設(she)(she)計(ji)SGS系(xi)統(tong)(tong)需(xu)(xu)要(yao)(yao)解(jie)決哪(na)些(xie)問(wen)(wen)題(ti)?我們認為(wei)主要(yao)(yao)需(xu)(xu)要(yao)(yao)解(jie)決這(zhe)些(xie)問(wen)(wen)題(ti):第一(yi)(yi),SGS系(xi)統(tong)(tong)里面工質(zhi)和(he)(he)熔(rong)(rong)鹽溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)變(bian)化范圍都(dou)是(shi)(shi)(shi)非常(chang)寬,熔(rong)(rong)鹽的(de)(de)(de)變(bian)化溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)范圍往往從290-565度(du),接近300度(du)的(de)(de)(de)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)變(bian)化范圍。而工質(zhi)的(de)(de)(de)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)變(bian)化范圍從240、250度(du)到550度(du)左(zuo)右(you),接近300度(du)左(zuo)右(you)的(de)(de)(de)變(bian)化。這(zhe)么(me)寬幅的(de)(de)(de)變(bian)化和(he)(he)傳統(tong)(tong)的(de)(de)(de)高壓設(she)(she)計(ji)是(shi)(shi)(shi)不一(yi)(yi)樣的(de)(de)(de),這(zhe)就(jiu)需(xu)(xu)要(yao)(yao)對(dui)大(da)溫(wen)(wen)(wen)(wen)差(cha)設(she)(she)計(ji)有(you)一(yi)(yi)定(ding)的(de)(de)(de)特(te)殊要(yao)(yao)求,這(zhe)是(shi)(shi)(shi)第一(yi)(yi)個。第二個,換(huan)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)器也需(xu)(xu)要(yao)(yao)響應頻繁啟停的(de)(de)(de)要(yao)(yao)求,當然現(xian)(xian)在隨著儲熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)容量(liang)設(she)(she)計(ji)得越來越大(da),我們可(ke)以考慮讓SGS系(xi)統(tong)(tong)連續運(yun)(yun)(yun)行(xing)(xing)。但是(shi)(shi)(shi)換(huan)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)系(xi)統(tong)(tong)還(huan)是(shi)(shi)(shi)要(yao)(yao)經歷頻繁的(de)(de)(de)啟停過程。從長(chang)遠(yuan)來看(kan),光熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)之所以優(you)(you)于別(bie)的(de)(de)(de)可(ke)再生能(neng)(neng)源,一(yi)(yi)個很(hen)重要(yao)(yao)的(de)(de)(de)因素(su)就(jiu)是(shi)(shi)(shi)儲熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)能(neng)(neng)力和(he)(he)調和(he)(he)能(neng)(neng)力,如果期望(wang)光熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)電(dian)站一(yi)(yi)直穩(wen)定(ding)的(de)(de)(de)運(yun)(yun)(yun)行(xing)(xing),我認為(wei)電(dian)網可(ke)能(neng)(neng)是(shi)(shi)(shi)不太現(xian)(xian)實的(de)(de)(de)。除(chu)此之外(wai),還(huan)要(yao)(yao)對(dui)SGS系(xi)統(tong)(tong)在大(da)流量(liang)、低溫(wen)(wen)(wen)(wen)壓下面的(de)(de)(de)換(huan)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)特(te)性進行(xing)(xing)針(zhen)對(dui)性設(she)(she)計(ji),尤其(qi)是(shi)(shi)(shi)油水(shui)換(huan)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)系(xi)統(tong)(tong),它的(de)(de)(de)換(huan)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)非常(chang)小,我們什么(me)樣的(de)(de)(de)結構才(cai)能(neng)(neng)做到換(huan)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)器設(she)(she)計(ji)的(de)(de)(de)最優(you)(you)呢?這(zhe)些(xie)都(dou)是(shi)(shi)(shi)很(hen)值得研究(jiu)的(de)(de)(de)問(wen)(wen)題(ti)。除(chu)了這(zhe)些(xie)之外(wai),還(huan)需(xu)(xu)要(yao)(yao)考慮熔(rong)(rong)鹽和(he)(he)導熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)油疏放特(te)性的(de)(de)(de)問(wen)(wen)題(ti),尤其(qi)是(shi)(shi)(shi)熔(rong)(rong)鹽,防凝措施一(yi)(yi)定(ding)要(yao)(yao)跟(gen)上。在上述(shu)因素(su)基礎(chu)上,我們還(huan)要(yao)(yao)考慮吸熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)器的(de)(de)(de)制造成(cheng)本和(he)(he)運(yun)(yun)(yun)行(xing)(xing)成(cheng)本的(de)(de)(de)優(you)(you)化,運(yun)(yun)(yun)行(xing)(xing)成(cheng)本也是(shi)(shi)(shi)電(dian)站收益(yi)的(de)(de)(de)重要(yao)(yao)部(bu)分,只有(you)控制好(hao)運(yun)(yun)(yun)行(xing)(xing)成(cheng)本,電(dian)站才(cai)能(neng)(neng)有(you)比較好(hao)的(de)(de)(de)收益(yi)。
杭鍋的換(huan)(huan)(huan)熱(re)(re)產品包括(kuo)油水換(huan)(huan)(huan)熱(re)(re)器(qi)、鹽(yan)水換(huan)(huan)(huan)熱(re)(re)器(qi)、油鹽(yan)換(huan)(huan)(huan)熱(re)(re)器(qi),這(zhe)些都是可以做的,它們可以用到熔(rong)鹽(yan)塔(ta)式技(ji)術里(li)面(mian),也可以用到導熱(re)(re)油槽式里(li)面(mian)。換(huan)(huan)(huan)熱(re)(re)器(qi)結構(gou)形式的選擇,前面(mian)所說(shuo)的這(zhe)些因素,比如說(shuo)大(da)溫差的特性(xing),那么它對換(huan)(huan)(huan)熱(re)(re)器(qi)的結構(gou)形式就(jiu)提出(chu)了比較高的要求。除(chu)此之外,還要選擇換(huan)(huan)(huan)熱(re)(re)器(qi)的材(cai)質,換(huan)(huan)(huan)熱(re)(re)器(qi)的流程,殼側(ce)和(he)管(guan)側(ce)工(gong)質的選擇,還有疏鹽(yan)結構(gou)這(zhe)些。
儲(chu)(chu)(chu)罐(guan)(guan)需要解決的(de)(de)(de)(de)問(wen)(wen)題(ti)(ti)(ti)就(jiu)是(shi)(shi)運(yun)行溫(wen)(wen)(wen)(wen)度和(he)冷態溫(wen)(wen)(wen)(wen)度存在著比較大(da)的(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)(wen)(wen)差,應力(li)怎么解決。第二個是(shi)(shi)儲(chu)(chu)(chu)罐(guan)(guan)底(di)座(zuo)的(de)(de)(de)(de)散(san)熱特性和(he)基礎支(zhi)(zhi)撐(cheng)的(de)(de)(de)(de)問(wen)(wen)題(ti)(ti)(ti),底(di)座(zuo)的(de)(de)(de)(de)散(san)熱對儲(chu)(chu)(chu)罐(guan)(guan)來說是(shi)(shi)一(yi)個非常大(da)的(de)(de)(de)(de)考驗。如果(guo)散(san)熱比較大(da),集(ji)熱系統收集(ji)到的(de)(de)(de)(de)熱量(liang)有不少通(tong)過(guo)儲(chu)(chu)(chu)罐(guan)(guan)散(san)掉(diao)了,那是(shi)(shi)非常不經濟的(de)(de)(de)(de)。有一(yi)些儲(chu)(chu)(chu)罐(guan)(guan)每(mei)天的(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)(wen)(wen)降很(hen)大(da),這種方式是(shi)(shi)肯定不行。我們(men)很(hen)大(da)程度上(shang)認為就(jiu)是(shi)(shi)底(di)座(zuo)保溫(wen)(wen)(wen)(wen)這一(yi)塊一(yi)定要做好。罐(guan)(guan)體的(de)(de)(de)(de)保溫(wen)(wen)(wen)(wen)和(he)罐(guan)(guan)頂(ding)的(de)(de)(de)(de)保溫(wen)(wen)(wen)(wen)是(shi)(shi)相對容易的(de)(de)(de)(de),但(dan)是(shi)(shi)罐(guan)(guan)底(di)和(he)罐(guan)(guan)體的(de)(de)(de)(de)支(zhi)(zhi)撐(cheng)結構怎么好得(de)(de)結合起來?這是(shi)(shi)值得(de)(de)大(da)家(jia)深入(ru)研究的(de)(de)(de)(de)問(wen)(wen)題(ti)(ti)(ti)。儲(chu)(chu)(chu)罐(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)預熱方案(an)和(he)伴(ban)(ban)熱設計也很(hen)重要,今天有很(hen)多專家(jia)介(jie)紹了預熱方案(an),預熱方案(an)如果(guo)不均勻的(de)(de)(de)(de)話,會對罐(guan)(guan)壁,罐(guan)(guan)頂(ding)造成傷害(hai)。伴(ban)(ban)熱也是(shi)(shi)這樣,如果(guo)伴(ban)(ban)熱做得(de)(de)不好,可能會帶(dai)來局部(bu)的(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)(wen)(wen)差和(he)應力(li)問(wen)(wen)題(ti)(ti)(ti)。以前(qian)都(dou)認為罐(guan)(guan)子(zi)的(de)(de)(de)(de)技術含量(liang)有可能沒有像吸熱器難度這么大(da),但(dan)是(shi)(shi)現在從國(guo)外的(de)(de)(de)(de)運(yun)營經驗表明儲(chu)(chu)(chu)罐(guan)(guan)也有很(hen)多沒解決的(de)(de)(de)(de)問(wen)(wen)題(ti)(ti)(ti),必(bi)須要花(hua)功夫來解決上(shang)面(mian)的(de)(de)(de)(de)這些問(wen)(wen)題(ti)(ti)(ti)。
儲罐(guan)的(de)(de)罐(guan)頂,罐(guan)底設(she)計(ji),我剛才已經強調過了(le),保溫設(she)計(ji)、性能(neng),儲罐(guan)的(de)(de)預(yu)熱、伴(ban)熱設(she)計(ji)還有熔鹽(yan)的(de)(de)均流與混合設(she)計(ji)。
除了(le)上面(mian)的(de)(de)這些主要(yao)熱力設(she)備之外,還應(ying)該重(zhong)視(shi)熔鹽管(guan)道的(de)(de)設(she)計。換(huan)熱平臺上面(mian)SGS系(xi)統上也(ye)有很復雜的(de)(de)管(guan)道,這些管(guan)道要(yao)通過(guo)專門(men)的(de)(de)軟件進行三維的(de)(de)模擬(ni),盡(jin)量避免(mian)應(ying)力集中,盡(jin)量避免(mian)死區。配套件,熔鹽換(huan)熱系(xi)統很多(duo)專業性介紹(shao)就不(bu)(bu)再多(duo)說了(le)。這是(shi)管(guan)道做(zuo)的(de)(de)設(she)計軟件,就不(bu)(bu)再詳細介紹(shao)了(le)。這是(shi)50MW、100MW吸(xi)熱器的(de)(de)設(she)計。
我(wo)想特(te)別強調的是我(wo)剛才說的幾點。一個(ge)是吸熱器的設計(ji)需(xu)要和鏡場的設計(ji)聯(lian)合(he)起來進(jin)行(xing)。結構和材料(liao)也(ye)是一個(ge)必須要認(ren)真(zhen)考慮的問題。第(di)二個(ge),吸熱器應該采(cai)用模(mo)塊(kuai)(kuai)化設計(ji)。我(wo)們推薦的是模(mo)塊(kuai)(kuai)化。今天(tian)也(ye)有同行(xing)專家介紹整體吊裝方(fang)案(an),到(dao)底(di)哪(na)個(ge)方(fang)案(an)最(zui)優,哪(na)個(ge)方(fang)案(an)成本最(zui)優?這些可能還需(xu)要很多專家來研究。這是SGS系統(tong)的布置、儲(chu)罐的布置、儲(chu)罐的模(mo)擬。
時間很(hen)有限,我介紹得比較粗略,大家(jia)感(gan)興趣的話可以(yi)會后(hou)再認(ren)真交流(liu),也歡迎大家(jia)到杭鍋去參觀訪問。