在塔式系统中,以熔融盐作为传热介质,能否达到超临界蒸汽参数?如果换热器中,熔融盐与水"因故"相遇,将会出现什么情况?会爆炸吗?如何避免?
【微话题】(2017-002期)以熔融盐作为传热介质的塔式电站,能否达到超临界蒸汽参数?换热器中,如熔融盐遇水会出现什么情况?会爆炸吗?如何避免?
微友观点1:
水的临界点大约是22MPa,374℃,超过这个温度和压力就是超临界,熔盐温度可以达到565℃,因此,过热蒸汽温度可以达到540℃,但太阳能热发电的汽轮机功率都比较小,一般蒸汽压力也就是12MPa左右,达不到超临界的要求。
关于高温熔盐与水“因故相遇”问题,其实没有那么可怕,水的压力远大于熔盐压力,因此肯定是水进入熔盐,导致熔盐管道压力暴增,只要通过增加高温爆破膜作为泄压点即可,在泄压点附近做好熔盐喷射防护措施以及承接熔盐池,同时加设熔盐紧急停车系统,确保在事故发生时熔盐系统可以安全停车。
镜场不能无限制做大,因为做大后既有技术难度(高精度定日镜控制太难),也有镜场效率问题,单个镜场要做到500MW很难。两个100MW镜场,汇聚高温熔盐,管道有几公里长。此外,还面临镜场越大,镜场效率越低; 高温熔盐远距离输送也是很难的,同时热损失也是很大的,在经济上不划算。
个人认为:现在过热蒸汽温度达到530℃没有一点问题,但压力要达到22MPa有问题,因为汽轮机太小了;使用熔盐系统要做到超临界很难,所以讨论熔盐系统能否做到超临界和亚临界没有实际意义。通过各种手段千方百计提高100MW左右汽轮机的效率,以及应对频繁启停的现实,才是汽轮机厂家必须要重视的事情。
微友观点2:
现在560℃的熔盐温度做超临界还是有点低。二元盐差不多能达到620℃,发生相变之后,盐也废了。所以个人认为,超临界不光是要有足够的压力,还要有温度,否则意义不大。560℃和540℃的端差理论设计没有问题,但应用到实践中还是不好弄,故认为,超临界机组较低的参数也得24mpa、540℃。
至于镜场规模还需要与汽轮机的参数配合,不然如此小的端差,再考虑到DNI的波动,以及电站容量,只能“呵呵”(很难做得到)了。
微友观点3:
现在美国要发展的2GW电站是10塔并联,但蒸汽参数没看到。至于实践,太阳能要大发展还得靠过硬的控制技术。
微友观点4:
超临界水蒸气发电通常的汽轮机功率要求比较大。目前美国的ivpanah电站的最大单个机组是133MW,相比于火力电站的600-1000MW小很多。未来多个大塔的熔盐如果实现高效汇集,可能可以实现。
从实践经验来看:超临界二氧化碳发电如果技术攻克,倒是有望小型化;目前不太可能实现超临界水蒸气发电,因为从总体上效益上讲,还是不经济。
微友观点5:
最小的超临界机组,我见过10万的,不过经济性未必好!
微友观点6:
盐水因故相遇的事故案例在化工领域出现过,只是造成熔盐管道内压力增加致使熔盐回流,没有出现其他更大的破坏。正如上述所说,可以在盐侧管路增加泄压装置并配合紧急疏盐系统,同时做好紧急停车,就可以很好的防范风险。