本實用新型涉及太陽能技術領域,特別是一種能控制工質流量的蒸發器。
背景技術:
太陽能熱發電技術已有幾十年的歷史,形式也多種多樣,太陽光能儲熱工質把熱能儲存起來,然后再利用儲熱工質與氟利昂工質的換熱產生蒸汽推動汽輪機發電是其中一種。白天利用太陽光熱將290℃的低溫熔鹽加熱到565℃的高溫熔鹽,部分再與氟利昂工質進行換熱產生過熱蒸汽推動汽輪機發電,另外部分熔鹽用儲熱罐存儲起來,白天太陽能輻射不好的時候或晚上,將儲熱罐中的熔鹽與氟利昂工質進行換熱產生過熱蒸汽推動汽輪機發電,實現發電功率穩定輸出。熔鹽儲熱發電的蒸汽發生系統借鑒了火力發電系統的鍋爐形式,在蒸發段利用蒸發器,熔鹽走管程,氟利昂工質在殼程汽化,并利用蒸發器頂部產生氟利昂蒸汽,用來給發電裝置發電。弊端是由于蒸發器是密封的,看不到內部氟利昂的液位位置,蒸發器的流量也不可控。
技術實現要素:
本實用新型所要解決的技術問題是提供一種能夠控制工質流量的蒸發器,它能監測工質的溫度、流量、壓力及液位。
解決上述技術問題所采用的技術方案是:
一種能控制工質流量的蒸發器,包括密封的蒸發器殼體、螺旋管形換熱管、PLC控制器、第一變頻器和第二變頻器;
所述螺旋管形換熱管的入口和出口分別設置在所述蒸發器殼體的左側外壁上,且與蒸發器殼體的左側外壁密封連接;入口經熔鹽泵與熱鹽罐相連通,出口與冷鹽罐相連通;
在所述蒸發器殼體的右側設有液位計,所述液位計的上端口和下端口分別通過蒸發器殼體的上延伸管和下延伸管與蒸發器殼體相連通,所述液位計上設有液位傳送器;
在所述蒸發器殼體的頂端設有工質出口,在工質出口的管路上分別設有壓力傳感器、流量傳感器和溫度傳感器,在工質出口的管路末端設有出口調節閥;
在所述蒸發器殼體的底端設有工質入口,在工質入口的管路上設有工質泵;
所述壓力傳感器、流量傳感器、溫度傳感器和液位傳送器的輸出端分別接所述PLC控制器的相應端口;所述第一變頻器和第二變頻器的控制輸入端分別接所述PLC控制器相應的控制輸出端;所述第一變頻器的控制輸出端接工質泵的相應控制輸入端,所述第二變頻器的控 制輸出端接熔鹽泵的相應控制輸入端。
上述蒸發器,所述螺旋管形換熱管的外壁設有環形葉片。
上述蒸發器,所述環形葉片的外邊緣到螺旋管形換熱管外壁的距離為4~6mm;所述環形葉片間的間距為9~11mm。
上述蒸發器,所述螺旋管形換熱管為銅換熱管。
上述蒸發器,所述液位計為磁性翻板液位計。
上述蒸發器,還包括計算機和顯示器;所述顯示器經計算機接PLC控制器相應端口。
本實用新型在蒸發器上安裝有液位傳感器,工質出口的管路上分別安裝壓力傳感器、流量傳感器和溫度傳感器,各傳感器將液位、溫度、壓力和流量信號發送給PLC控制器,PLC控制器輸出信號控制變頻器,進而控制工質泵和熔鹽泵的流量,以維持蒸發器溫度、壓力和液位穩定;蒸發器加負荷,蒸發器出口調節閥開大,此時蒸汽流量增加,蒸發器溫度、壓力下降,氟利昂液位下降,傳感器將測量信號反饋給PLC控制器,PLC控制器通過變頻器控制工質泵和熔鹽泵提高負荷,增加氟利昂和熔鹽打量以維持液位、溫度穩定,以保證產氣量增加;本實用新型采用設有環形葉片銅螺旋管形換熱管,導熱性好換熱面積大,換熱效率得到提高;本實用新型的傳感器測得的液位值、溫度值、壓力值和流量值可通過計算機顯示到顯示器上。
附圖說明
圖1為本實用新型結構示意圖;
圖2為A部局部放大圖;
圖3為PLC控制電路原理框圖。
圖中各標號分別表示為:1、蒸發器殼體,1-1、上延伸管,1-2、下延伸管,1-3、工質出口,1-4、工質入口,2、螺旋管形換熱管,2-1、入口,2-2、出口,2-3、環形葉片,3、溫度傳感器,6、液位計,10、熱鹽罐,11、冷鹽罐,12、熔鹽泵,13、工質泵,14、出口調節閥。
具體實施方式
下面結合附圖1-3和實施例對本實用新型做詳細說明。
本實施例包括密封的蒸發器殼體1、螺旋管形換熱管2、PLC控制器、第一變頻器和第二變頻器;所述螺旋管形換熱管2的入口2-1和出口2-2分別設置在所述蒸發器殼體1的左側外壁上,且與蒸發器殼體1的左側外壁密封連接;入口2-1經熔鹽泵12與熱鹽罐10相連通,出口2-2與冷鹽罐11相連通;在所述蒸發器殼體1的右側設有液位計6,所述液位計6的上端口和下端口分別通過蒸發器殼體1的上延伸管1-1和下延伸管1-2與蒸發器殼體1相連通,所述液位計6上設有液位傳送器;在所述蒸發器殼體1的頂端設有工質出口1-3,在工質出口1-3的管路上分別設有壓力傳感器、流量傳感器和溫度傳感器,在工質出口1-3的管路末端設有出口 調節閥14;在所述蒸發器殼體1的底端設有工質入口1-4,在工質入口1-4的管路上設有工質泵13;所述壓力傳感器5、流量傳感器4、溫度傳感器3和液位傳送器7的輸出端分別接所述PLC控制器的相應端口;所述第一變頻器和第二變頻器的控制輸入端分別接所述PLC控制器相應的控制輸出端;所述第一變頻器的控制輸出端接工質泵13的相應控制輸入端,所述第二變頻器的控制輸出端接熔鹽泵12的相應控制輸入端。
所述螺旋管形換熱管2的外壁設有環形葉片2-3。
所述環形葉片2-3的外邊緣到螺旋管形換熱管2外壁的距離為4~6mm;所述環形葉片2-3間的間距為9~11mm。
本實用新型的蒸發器還包括計算機和顯示器;所述顯示器經計算機接PLC控制器相應端口。
在正常生產中,殼程使用的介質為氟利昂(R123)工質,管程使用的介質為熱熔鹽。工質流量由工質泵控制,熱熔鹽流量由熱鹽泵控制,兩泵均為由變頻器控制。變頻器輸出的電源頻率,改變工質泵或熱鹽泵轉速,從而使工質泵或熱鹽泵根據求自動調節供給量。
本實用新型較普通換熱器進行了改進,提高了換熱效率。管程為DN32銅管,總長度如果為25m,普通銅管換熱面積2.5m2,新型銅管外增加寬5mm的環形葉片間隔10mm布置,共2500片,總面積約0.5m2,總換熱面積變為增加到3m2,換熱效率提高20%。
本實用新型的蒸發器上安裝有液位傳感器,工質出口的管路上分別安裝壓力傳感器、流量傳感器和溫度傳感器,各傳感器將液位、溫度、壓力和流量信號發送給PLC控制器,PLC控制器輸出信號控制變頻器,進而控制工質泵和熔鹽泵的流量,以維持蒸發器溫度、壓力和液位穩定;蒸發器加負荷,蒸發器出口調節閥開大,此時蒸汽流量增加,蒸發器溫度、壓力下降,氟利昂液位下降,傳感器將測量信號反饋給PLC控制器,PLC控制器通過變頻器控制工質泵和熔鹽泵提高負荷,增加氟利昂和熔鹽打量以維持液位、溫度穩定,以保證產氣量增加。
本實用新型采用設有環形葉片銅螺旋管形換熱管,導熱性好換熱面積大,換熱效率得到提高;本實用新型的傳感器測得的液位值、溫度值、壓力值和流量值可通過計算機顯示到顯示器上。