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(zhuang)備制造(zao)和(he)電(dian)站(zhan)技術(shu)(shu)角度(du)切入,分為第二代(dai)槽式(shi)龍騰(teng)國(guo)產化技術(shu)(shu)在首(shou)批示范電(dian)站(zhan)的性(xing)能表現,第三(san)代(dai)熔(rong)鹽大(da)槽國(guo)產化技術(shu)(shu)突(tu)破以及對(dui)于(yu)龍騰(teng)槽式(shi)技術(shu)(shu)降(jiang)本路徑及應用前(qian)景展望三(san)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(xiang)目裝機(ji)10萬千(qian)瓦,儲(chu)熱(re)(re)時長10h,集熱(re)(re)面積約115萬㎡。運行期間(jian)最高光(guang)熱(re)(re)轉換(huan)效(xiao)(xiao)率達77.8%;汽輪機(ji)為(wei)(wei)單缸高壓機(ji)組,最高熱(re)(re)電(dian)(dian)轉換(huan)效(xiao)(xiao)率達41.5%,設(she)計效(xiao)(xiao)率為(wei)(wei)40.5%;設(she)計純光(guang)熱(re)(re)年發(fa)(fa)電(dian)(dian)量(liang)3.3億(yi)kWh,2023年全年發(fa)(fa)電(dian)(dian)量(liang)3.3億(yi)kWh;單月最高發(fa)(fa)電(dian)(dian)量(liang)5230萬kWh,單日最高發(fa)(fa)電(dian)(dian)量(liang)221.6萬kWh;連(lian)續(xu)12個(ge)月電(dian)(dian)站純光(guang)熱(re)(re)最高發(fa)(fa)電(dian)(dian)量(liang)(2023.6至(zhi)2024.5)3.42億(yi)kWh,等效(xiao)(xiao)利(li)用小時數3420h。
俞科表示,電(dian)站自2021年試(shi)運行以(yi)來,累計(ji)發電(dian)量(liang)12.67億kWh,按照國(guo)家首批光(guang)熱示范項(xiang)目(mu)1.15元(yuan)(yuan)/kWh補貼電(dian)價,目(mu)前該項(xiang)目(mu)收入約有14.6億元(yuan)(yuan),整個電(dian)站EPC造(zao)價在28億元(yuan)(yuan)左右,相當于成本回收一半,至今安全(quan)穩定運行、無(wu)重大故障停(ting)機。
2.孤網獨立光熱+光伏一體化項目:西藏扎布耶項目
項目(mu)總裝(zhuang)機為40MW槽式光熱(re)(re)+35MW光伏+20MW/40MWh電化(hua)學儲能,光熱(re)(re)儲熱(re)(re)時長(chang)16h,集熱(re)(re)面積約62萬㎡,目(mu)前(qian)項目(mu)正處于分島調(diao)試。
據俞科介(jie)紹,該項(xiang)目是完全離網型獨(du)立光熱(re)(re)+光伏(fu)一體(ti)化混合電(dian)(dian)(dian)站,為鹽(yan)湖提鋰工廠提供熱(re)(re)電(dian)(dian)(dian)聯產(chan)的(de)解決方案,其鹵(lu)水濃縮不再靠鹽(yan)灘曬鹽(yan),主要依賴光熱(re)(re)提供大規(gui)(gui)模蒸(zheng)汽,直接調(diao)節鹵(lu)水濃度,實現規(gui)(gui)模化生產(chan)。該項(xiang)目光熱(re)(re)部分可(ke)(ke)以做到熱(re)(re)電(dian)(dian)(dian)完全解耦,換熱(re)(re)器產(chan)生蒸(zheng)汽,同(tong)時汽輪(lun)機可(ke)(ke)以做全功率調(diao)節,區別于常規(gui)(gui)的(de)熱(re)(re)電(dian)(dian)(dian)聯產(chan),不是以熱(re)(re)定電(dian)(dian)(dian)的(de)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,龍騰光(guang)熱打造了一個工業化的脫(tuo)碳應用(yong)場景,利用(yong)光(guang)熱集熱器和天(tian)然氣鍋爐聯合運(yun)行,槽式集熱器生產175℃飽和蒸汽,用(yong)于(yu)(yu)啤酒(jiu)廠的生產工藝蒸汽,項目(mu)已于(yu)(yu)2024年10月投產。
俞科表(biao)示,該項目是(shi)一個比較(jiao)有意義的(de)應用(yong)場景探索,項目投運后,預計年(nian)(nian)供汽3000噸,年(nian)(nian)節約(yue)天然氣23萬Nm3,年(nian)(nian)減排437噸,在緩(huan)解企業用(yong)熱壓(ya)力(li)的(de)同時,可助力(li)企業實現綠色低(di)碳(tan)轉型。
▋海外市場突破——迪拜Noor energy 1項目
今年2月份,經過長達數月嚴格(ge)的(de)(de)工廠(chang)和技(ji)術審查,龍騰光(guang)熱(re)(re)(re)成功打破壟斷,成為全球(qiu)(qiu)第二家(中國唯一)為迪拜Noor energy 1項(xiang)目(mu)(mu)(mu)(mu)(世界上規模最大(da)的(de)(de)光(guang)熱(re)(re)(re)發電項(xiang)目(mu)(mu)(mu)(mu))提供(gong)集熱(re)(re)(re)管(guan)核心部(bu)件的(de)(de)供(gong)應(ying)商,未來可(ke)服務(wu)于業主單位旗下全球(qiu)(qiu)的(de)(de)光(guang)熱(re)(re)(re)項(xiang)目(mu)(mu)(mu)(mu)。目(mu)(mu)(mu)(mu)前,龍騰光(guang)熱(re)(re)(re)的(de)(de)首批高溫真空(kong)集熱(re)(re)(re)管(guan)產品(pin)已經投(tou)入項(xiang)目(mu)(mu)(mu)(mu)運行,助力全球(qiu)(qiu)最大(da)光(guang)熱(re)(re)(re)項(xiang)目(mu)(mu)(mu)(mu)實現中國光(guang)熱(re)(re)(re)核心部(bu)件的(de)(de)突破。
項(xiang)目(mu)由3臺200MW導(dao)熱油槽式(shi)和一臺100MW熔(rong)鹽塔式(shi)以及250MW光伏構成(cheng),槽式(shi)項(xiang)目(mu)集熱面積(ji)約(yue)3×270萬㎡,儲熱時長(chang)為13.5h。值得一提(ti),該項(xiang)目(mu)是目(mu)前第二代槽式(shi)技術的巔峰之作,電價為7.3美分/kWh,折合人民幣(bi)0.5元/kWh左右。
俞科表示(shi),迪拜資(zi)源條件更接近(jin)低(di)緯度(du)地區(qu),其單個200MW項目(mu)鏡面(mian)面(mian)積(ji)超(chao)過280萬(wan)㎡,按照國內80萬(wan)㎡對應100MW,若(ruo)采用大(da)容量汽輪機規模(mo)已可達350MW單機。由此說(shuo)明(ming),槽式光熱部署大(da)鏡場大(da)機組并不存在技術(shu)問題,在國外已有大(da)量成(cheng)熟應用。國產化槽式裝備已經成(cheng)熟,結合中國的電力建設能力,能在全(quan)球更大(da)幅度(du)的降低(di)成(cheng)本(ben)。
▋塔槽對比
槽式技術的特點
據俞科介紹,槽式(shi)(shi)技術(shu)具備短光程(cheng)、真空絕熱(re)、高攔截率的特(te)點,且(qie)槽式(shi)(shi)電(dian)站(zhan)性能(neng)由槽式(shi)(shi)集熱(re)器單個回路決(jue)定,鏡場(chang)由無數(shu)個回路并聯構成、互不干擾。因此在開(kai)發新技術(shu)時,會(hui)先建設一個商業化(hua)(hua)示范槽式(shi)(shi)回路,該回路的運行情況便意味著批量(liang)化(hua)(hua)部署時,只要控制好(hao)產品與(yu)安裝質量(liang),電(dian)站(zhan)就能(neng)達(da)到預期性能(neng),所以調試耗時較短。
俞科表示(shi),槽(cao)式和塔(ta)(ta)式技術本質上最大區別(bie)在于槽(cao)式是(shi)短光程聚光設備(bei)并聯,塔(ta)(ta)式是(shi)變焦距的長光程聚光集成系統(tong)。
此處(chu)引入一個(ge)光程衰(shuai)減的(de)(de)概念:大氣的(de)(de)沿程衰(shuai)減作用(yong)是造成太(tai)陽能(neng)損失的(de)(de)一個(ge)重要因素,包(bao)括(kuo)水汽、沙(sha)塵、氣溶膠等對光線有散射和吸收效果,反射光的(de)(de)光程越長,衰(shuai)減越嚴重。
如上(shang)圖所示,相(xiang)關(guan)論文對(dui)光(guang)程(cheng)衰減進行了計算(存在(zai)地區差異,僅作(zuo)參(can)考),能(neng)(neng)見(jian)度(du)23km情況(kuang)下(xia),光(guang)程(cheng)為1500米時,衰減量近20%,光(guang)程(cheng)衰減是(shi)非技術(shu)能(neng)(neng)夠解決的(de)因素,塔(ta)頂吸收(shou)器實際上(shang)接收(shou)到的(de)反射光(guang)線(xian)能(neng)(neng)量與DNI測(ce)量儀能(neng)(neng)接收(shou)到的(de)是(shi)不同(tong)的(de),但(dan)對(dui)于(yu)槽式光(guang)熱系統(tong)來說(shuo),光(guang)程(cheng)只有(you)2-3米,其衰減量小(xiao)于(yu)0.5%,接近DNI測(ce)量數據,槽式和塔(ta)式最大(da)的(de)區別(bie)便在(zai)于(yu)此。
關于(yu)能見度(du)(du)(du)的表述:按照霾的分級標準,能見度(du)(du)(du)5-10km屬于(yu)輕(qing)微灰霾;浮塵天氣下(xia),能見度(du)(du)(du)通常(chang)在1-10km之間;當空氣中(zhong)水汽(qi)含量較多(duo)形成輕(qing)霧時,能見度(du)(du)(du)下(xia)降(jiang)到1-10km。
國內大(da)部分的光(guang)熱項(xiang)目位于沙(sha)(sha)戈荒地區,能見度5km條件下,槽式反(fan)射(she)光(guang)程(cheng)大(da)概在2-3m,衰減(jian)(jian)0.9%,塔式光(guang)程(cheng)1500米(mi)時衰減(jian)(jian)超50%,1000m時衰減(jian)(jian)為43.02%,數據(ju)表明沙(sha)(sha)塵天氣(qi)下,塔式吸收(shou)器實(shi)際接收(shou)到(dao)的反(fan)射(she)能量與輻射(she)儀的測量值存在較大(da)差異(yi),是由光(guang)程(cheng)損耗造成的。
▋第一批光熱示范項目實際性能表現
俞(yu)科(ke)表示(shi)(shi),通過(guo)研究首批示(shi)(shi)范項目(mu)的實(shi)際運行情況發現,塔式光熱項目(mu)存在達(da)產率差異大或(huo)達(da)不到預期發電(dian)量的情況。
此處(chu)引入單位集(ji)(ji)熱面(mian)積(ji)發電量(kWh/㎡)的概(gai)念(nian)。國內現在有一(yi)個定(ding)義(yi),100MW電站標(biao)配(pei)80萬㎡的集(ji)(ji)熱面(mian)積(ji),根據度(du)電成本可以配(pei)置(zhi)更(geng)大的集(ji)(ji)熱面(mian)積(ji)。
就行業相關(guan)方普遍關(guan)注(zhu)的(de)“單位集(ji)熱面積(ji)造(zao)價是多(duo)少?一(yi)(yi)平米多(duo)少錢?”的(de)問(wen)題(ti),俞科(ke)表示:“一(yi)(yi)輛(liang)續航300km的(de)新能源(yuan)汽車與續航600km的(de)汽車價格是不(bu)(bu)一(yi)(yi)樣的(de),因此(ci)單位集(ji)熱面積(ji)發電量不(bu)(bu)一(yi)(yi)樣,對應投資也有所不(bu)(bu)同。”
考慮到(dao)塔式(shi)調試期較長,采用歷平均(jun)發(fa)電(dian)量(liang)(liang)比較不合適,所以取(qu)最(zui)高運行年(nian)發(fa)電(dian)量(liang)(liang)作為數據(ju)參考,按照(zhao)年(nian)、月、日(ri)統計最(zui)高單位集熱面(mian)積發(fa)電(dian)量(liang)(liang)。
由上表(biao)可見,年最(zui)高(gao)單位集熱面積(ji)發電(dian)(dian)量,烏(wu)拉特項(xiang)目為(wei)287kWh/㎡,塔式電(dian)(dian)站(zhan)平均值為(wei)187kWh/㎡,其(qi)中,德(de)令哈(ha)項(xiang)目最(zui)高(gao),為(wei)281kWh/㎡;
日(ri)最高單位集熱面積發電量(liang),烏拉特項目為1.93kWh/㎡,塔式(shi)電站平(ping)均值為1.72kWh/㎡,其中,德令哈(ha)項目達2.08kWh/㎡;
月最(zui)高單(dan)(dan)位(wei)集熱面積(ji)發電量(liang),烏拉特項(xiang)(xiang)目由于是南北向布置(zhi),秋(qiu)季月最(zui)高單(dan)(dan)位(wei)集熱面積(ji)發電量(liang)最(zui)高,為45.4Wh/㎡,塔式(shi)電站平均值為24.6kWh/㎡,其中,德令(ling)哈項(xiang)(xiang)目達34kWh/㎡。
俞科(ke)表示,上述項目(mu)(mu)中,哈(ha)密電站廠址的風(feng)壓(ya)在0.6kN/㎡,屬(shu)于典型的高(gao)風(feng)速(su)地(di)區;敦煌項目(mu)(mu)位于沙漠地(di)區,風(feng)壓(ya)為(wei)0.53kN/㎡;格爾木(mu)項目(mu)(mu)位于戈壁,有(you)沙塵天(tian)氣;共和電站附近是塔拉灘,水汽較大(da),夏季云(yun)多;德令哈(ha)項目(mu)(mu)選址條件較好,目(mu)(mu)前運行最為(wei)穩定。
通過數據匯總統計(ji)和分析,可(ke)得出如下結論(lun):塔(ta)式系統在實際運行中受大(da)風、云(yun)遮、沙塵(chen)等氣(qi)象條件擾動(dong)很大(da),科學(xue)選址(zhi)是(shi)塔(ta)式系統穩定運行和達產的關鍵。此外,在高風速、沙塵(chen)地(di)區建設塔(ta)式電站應(ying)更科學(xue)地(di)評估目標發(fa)電量,充分考(kao)慮光(guang)程(cheng)衰減、天氣(qi)的影響,避免(mian)投產后的性能跟預期存在較大(da)的差(cha)異,槽(cao)式技術因為(wei)是(shi)短光(guang)程(cheng)聚焦系統不太(tai)存在這(zhe)方面干擾。
▋槽式技術的優勢
俞(yu)科團隊將第(di)二代(dai)槽式(shi)(shi)、第(di)三代(dai)槽式(shi)(shi),與當前水(shui)平塔(ta)(ta)式(shi)(shi)進行(xing)(xing)了初步分析(xi),槽式(shi)(shi)本(ben)身(shen)運行(xing)(xing)穩定(反射光程短(duan),抗風能力強)、光熱轉換效率高、占(zhan)地面積(ji)少、爬坡期短(duan),達(da)產快,主要原因為(wei)槽式(shi)(shi)是(shi)裝備系統,塔(ta)(ta)式(shi)(shi)是(shi)集成系統,單個槽式(shi)(shi)集熱器(qi)就能決定電(dian)站(zhan)運行(xing)(xing)性能,但是(shi)塔(ta)(ta)式(shi)(shi)電(dian)站(zhan)每面定日鏡(jing)(jing)效率不同(tong),所有定日鏡(jing)(jing)和吸(xi)收器(qi)耦(ou)合(he)運行(xing)(xing)之(zhi)后才能構成整體性能,這是(shi)典型的不同(tong),因此,俞(yu)科認為(wei)槽式(shi)(shi)和塔(ta)(ta)式(shi)(shi)沒有明顯優劣之(zhi)分,而是(shi)在不同(tong)廠址環境的地區發揮的性能不同(tong)。
從上表可見,第三(san)代熔鹽(yan)(yan)槽可明(ming)顯提(ti)升光(guang)電(dian)(dian)效(xiao)率(lv),但為(wei)(wei)什么未在5.8米常規槽上使(shi)用熔鹽(yan)(yan)直接循環技術(shu)呢?對(dui)此俞(yu)科解(jie)釋道,這是因為(wei)(wei)隨(sui)著溫度(du)升高熱損(sun)會隨(sui)之增加,若在5.8米槽上使(shi)用熔鹽(yan)(yan)技術(shu),光(guang)熱轉換效(xiao)率(lv)將有(you)所降低,因此需要用大槽提(ti)高聚光(guang)比彌(mi)補這部(bu)分熱損(sun),從而提(ti)高光(guang)電(dian)(dian)效(xiao)率(lv),第三(san)代槽式年(nian)單位集熱面積發(fa)電(dian)(dian)量將突破300kWh/㎡,在320kWh/㎡左(zuo)右(you)(存在地(di)區資源和緯度(du)差異(yi))。
龍騰第三代槽式——光熱技術與裝備的技術突破
談到槽(cao)(cao)式(shi)光熱技(ji)術的(de)發展歷程,俞科介紹,全球范圍內第(di)一代槽(cao)(cao)式(shi)技(ji)術最長(chang)運行已超過30年,數據(ju)記錄最長(chang)、經驗最豐富,可切實(shi)指導槽(cao)(cao)式(shi)電(dian)站(zhan)的(de)實(shi)際運行。第(di)一代槽(cao)(cao)式(shi)項目基本為(wei)美(mei)國和西(xi)班牙建設的(de)大批以導熱油為(wei)介質、不(bu)帶儲能的(de)電(dian)站(zhan)。
第二代槽式技(ji)術實現了(le)商業化、規(gui)模化發(fa)展,商業化電(dian)站單(dan)體鏡(jing)場規(gui)模接(jie)近300萬平米,單(dan)體汽輪機容量200MW。值(zhi)得一提的是,迪拜項目采(cai)用(yong)的是8.2m開口(kou)的大槽,性(xing)能有較大提升(sheng)。
第三代槽式(shi)技(ji)術(shu)的熔鹽集(ji)熱管、大開(kai)口槽、柔性(xing)連接(jie)等設備均(jun)已(yi)國產化(hua),解決了導熱油系統帶來的投資(zi)略高的問題,集(ji)熱面積可達350萬㎡左(zuo)右,采用大開(kai)口熔鹽槽式(shi)技(ji)術(shu)的商(shang)業化(hua)電站目前已(yi)在路上。
俞(yu)科表示(shi),大幅(fu)面反(fan)射鏡(jing)鏡(jing)、低熱(re)(re)損集熱(re)(re)管、高溫(wen)熔(rong)(rong)鹽(yan)與管道(dao)材料等下(xia)一(yi)代(dai)技術已突破(po),采用新型(xing)高溫(wen)熔(rong)(rong)鹽(yan)或高性能寬溫(wen)域熔(rong)(rong)鹽(yan)作為一(yi)體(ti)化介質,配套亞臨(lin)界(jie)/超臨(lin)界(jie)機(ji)組或超臨(lin)界(jie)二(er)氧化碳機(ji)組的(de)第(di)四代(dai)槽式光熱(re)(re)發電(dian)技術已具雛(chu)形,其中14米超大熔(rong)(rong)鹽(yan)槽技術預計(ji)2026年進行商(shang)(shang)業化示(shi)范,2028年走向商(shang)(shang)業化。
▋第三代槽式技術——國外發展現狀
據俞(yu)科介紹,第三代槽(cao)最早(zao)是意大利(li)Archimede熔(rong)(rong)鹽(yan)槽(cao)試(shi)驗回路(lu)及2010年的(de)投(tou)運的(de)Archimede熔(rong)(rong)鹽(yan)槽(cao)+天然氣聯合循環項目;后續(xu)阿本戈公司(si)在2008年1月(yue)(yue)(yue)-2013年12月(yue)(yue)(yue)對熔(rong)(rong)鹽(yan)槽(cao)進行了系統化開發和研(yan)究;美國能源(yuan)部(bu)也在2017-2021年支持(chi)“SMART”槽(cao)式熔(rong)(rong)鹽(yan)示范項目研(yan)究;2022年初葡萄牙évora先進熔(rong)(rong)鹽(yan)槽(cao)式試(shi)驗回路(lu)EMSP則投(tou)入運行。2024年11月(yue)(yue)(yue),龍騰(teng)光(guang)熱正式被(bei)接受為(wei)EMSP后續(xu)項目提供(gong)高溫真空熔(rong)(rong)鹽(yan)集(ji)熱管,標志著中國光(guang)熱核心部(bu)件已(yi)經達到世界領(ling)先水(shui)平。
▋龍騰光熱技術發展路徑
龍騰光熱入(ru)行(xing)最(zui)初接觸的就是第(di)(di)二(er)代槽式集(ji)(ji)(ji)熱器(qi),因此(ci)第(di)(di)一代聚光器(qi)開(kai)口寬(kuan)度為(wei)5.8米,采(cai)用常規導熱油(you),典型應用有烏拉特、扎布耶項目(mu)。第(di)(di)二(er)代聚光器(qi)采(cai)用開(kai)口寬(kuan)度8.6米的空(kong)間框架設(she)(she)計(ji),單個集(ji)(ji)(ji)熱器(qi)設(she)(she)計(ji)功(gong)(gong)率為(wei)5.8米開(kai)口集(ji)(ji)(ji)熱器(qi)的2個回(hui)路級別,因此(ci)回(hui)路數量將(jiang)削減一半,地基、管道(dao)、跟蹤系(xi)統也隨之(zhi)削減,所(suo)以第(di)(di)二(er)代聚光器(qi)成(cheng)本(ben)下降較(jiao)為(wei)明顯(xian)。第(di)(di)三代集(ji)(ji)(ji)熱器(qi)目(mu)前處于設(she)(she)計(ji)階段(duan),開(kai)口大(da)于12米,采(cai)用大(da)幅面的反(fan)射鏡(jing)設(she)(she)計(ji),集(ji)(ji)(ji)熱器(qi)設(she)(she)計(ji)功(gong)(gong)率超14.5MWth,效率提(ti)升較(jiao)大(da)。
▋龍騰ROYALTROUGH?RT86系列大槽集熱器
RT86集(ji)熱器(qi)采(cai)用龍騰自有專利——可擴展管結構連(lian)接技術構建的集(ji)熱器(qi)支架系統,單個節點(dian)(dian)(dian)抗拉力(li)在20-40噸,開(kai)口擴展到14米時節點(dian)(dian)(dian)管徑會擴大,單個節點(dian)(dian)(dian)承載(zai)力(li)增(zeng)強,使(shi)用這種(zhong)節點(dian)(dian)(dian)技術進行結構優化,能夠將重(zhong)量(liang)均分至每個節點(dian)(dian)(dian)管件上,從而降低(di)整體集(ji)熱器(qi)的重(zhong)量(liang)。
▋龍騰RT86系列大槽集熱器的產業化進展
設計(ji)理念與可行性的研(yan)究:2019.10-2020.5
連接節(jie)點ETFH關鍵技術問題(ti)的(de)解決:2020.5-2022.11
集(ji)熱器設計理念落實至具體結構的實現(xian):2021.10-2023.1
數值仿真模擬及風洞實驗(yan)驗(yan)證:2022.10至今(jin)
生(sheng)產(chan)專(zhuan)機的研發(fa)和生(sheng)產(chan)工藝的定型:2023.2-2023.10
大槽樣機試制及車(che)間(jian)內測試:2023.3-2024.3
大(da)槽室(shi)外示(shi)范回路(lu)的建成運行及室(shi)外性能測試:2023.8至今
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▋實際抗風性能驗證
據俞科介紹(shao),位于(yu)巴彥淖爾(er)園區內(nei)的臨河(he)示范(fan)回路自2024年5月(yue)底起至(zhi)今已持續(xu)運(yun)(yun)(yun)行(xing)(xing)(xing)滿一年,整套設備運(yun)(yun)(yun)行(xing)(xing)(xing)正常。巴彥淖爾(er)是典型的高風速(su)地區,集熱(re)器自投入運(yun)(yun)(yun)行(xing)(xing)(xing)以來持續(xu)監測運(yun)(yun)(yun)行(xing)(xing)(xing)數據,為了獲(huo)取高風速(su)運(yun)(yun)(yun)行(xing)(xing)(xing)數據現場未設置擋(dang)風墻(qiang)。
集(ji)熱器(qi)(qi)保(bao)護狀態中(zhong),實測最大(da)陣(zhen)風風速約18m/s(2025.4.11),等(deng)(deng)效安裝擋風墻風速約26m/s。集(ji)熱器(qi)(qi)運(yun)行狀態中(zhong),實測最大(da)陣(zhen)風風速約13.6m/s(2025.3.11),等(deng)(deng)效安裝擋風墻風速約19m/s,已經包含完整運(yun)行包線,完全超過了國際上集(ji)熱器(qi)(qi)設計等(deng)(deng)效運(yun)行風速14m/s的性能要(yao)求。
俞(yu)科分享道,目前加載(zai)實(shi)驗數(shu)據與有(you)(you)限元分析和(he)現(xian)場測得數(shu)據基(ji)本吻合,龍騰光熱可以做到不同風速(su)條件下,使用(yong)現(xian)有(you)(you)模型進行(xing)結構優化。
▋集熱器SCE攔截率檢測
槽式(shi)有一個(ge)關鍵指(zhi)標叫攔截(jie)率,集(ji)(ji)熱(re)(re)管安裝之后,如何調整集(ji)(ji)熱(re)(re)器安裝的精(jing)度(du),使攔截(jie)率達(da)到設計值,是決定槽式(shi)最終性(xing)能的關鍵因素(su)。另(ling)外,反射鏡反射率、集(ji)(ji)熱(re)(re)管的吸收率、集(ji)(ji)熱(re)(re)管透過(guo)率、集(ji)(ji)熱(re)(re)管高溫發射率等綜合決定集(ji)(ji)熱(re)(re)器性(xing)能。
根(gen)據國際第三方權威機構(gou)CSP Services檢測(ce)結果,RT86集(ji)熱器(qi)的攔截(jie)率(lv)為(wei):80管平均攔截(jie)率(lv)達97.2%,90管平均攔截(jie)率(lv)達98.1%。
RT86集熱器達到了(le)預期設計的組裝(zhuang)光學(xue)精度(du),總(zong)裝(zhuang)工裝(zhuang)的調試(shi)和部(bu)(bu)件裝(zhuang)配流程已經驗(yan)證,具備(bei)規模化商業部(bu)(bu)署(shu)的條件,剩下的就是安裝(zhuang)過程的質量(liang)控制。
▋熔鹽槽柔性連接技術的研發突破
柔(rou)性(xing)連接是槽(cao)(cao)式集熱器回路中的關鍵部件,直接影響槽(cao)(cao)式集熱器回路運行的可靠性(xing)和穩定性(xing)。
俞(yu)科表示,對于導熱(re)(re)油集熱(re)(re)器(qi),目(mu)前(qian)大規模的(de)(de)(de)(de)商(shang)用(yong)方案為球形(xing)(xing)接頭組合(he),但對于高溫熔鹽槽式集熱(re)(re)器(qi),國際上尚無經濟可(ke)用(yong)的(de)(de)(de)(de)商(shang)用(yong)解決方案。經過多(duo)年的(de)(de)(de)(de)攻關,中廣核的(de)(de)(de)(de)多(duo)姿態柔性軟管方案已(yi)經取得(de)很好(hao)的(de)(de)(de)(de)成果。龍騰光熱(re)(re)采用(yong)“平面旋(xuan)轉(zhuan)接頭+軟管”的(de)(de)(de)(de)方案,經過多(duo)年的(de)(de)(de)(de)開發和測試,選擇出最合(he)適(shi)的(de)(de)(de)(de)密(mi)封(feng)(feng)材料(liao)和密(mi)封(feng)(feng)結構形(xing)(xing)式,目(mu)前(qian)的(de)(de)(de)(de)模擬工況樣機試驗也得(de)到了令人滿意的(de)(de)(de)(de)初(chu)步結果:
同時平面(mian)旋(xuan)轉(zhuan)接頭配(pei)置注射(she)閥設計(ji),可用(yong)于在(zai)線加注密封填料,便(bian)于日(ri)后(hou)電站(zhan)無(wu)需停機(ji)即可進行(xing)加注填料的(de)密封維護。后(hou)續(xu)擬將“平面(mian)旋(xuan)轉(zhuan)頭+軟(ruan)管”方案在(zai)臨(lin)河熔(rong)鹽(yan)槽回(hui)路上實(shi)裝(zhuang)運(yun)(yun)行(xing)以完善商業化條件(jian)的(de)運(yun)(yun)行(xing)數據。目(mu)前龍騰光熱在(zai)內蒙、中廣核在(zai)青海(hai)兩地的(de)商業化熔(rong)鹽(yan)槽示范系統都已經開展(zhan)建設,將為國產化熔(rong)鹽(yan)槽式技術推廣積累寶貴的(de)運(yun)(yun)行(xing)經驗。
▋RT86大槽的下一步技術研發儲備
在(zai)RT86大(da)槽(cao)(cao)集熱器設計(ji)的(de)(de)基礎(chu)上,采用(yong)(yong)大(da)幅(fu)面反(fan)射(she)鏡(jing)(單片(pian)(pian)鏡(jing)片(pian)(pian)2.4×7.9米)形成RT86G2集熱器,大(da)幅(fu)減少了光學支(zhi)撐點數(shu)量(liang)并保持鏡(jing)面整體面形精度,減少了支(zhi)架結構復雜(za)性和組裝(zhuang)工時,為下一代(dai)超大(da)槽(cao)(cao)集熱器的(de)(de)設計(ji)奠定基礎(chu)。采用(yong)(yong)最新(xin)技術制造的(de)(de)大(da)幅(fu)面夾膠(jiao)反(fan)射(she)鏡(jing)的(de)(de)樣品(pin)已經下線,規(gui)模(mo)化(hua)級別的(de)(de)中(zhong)試生(sheng)產(chan)(chan)線正在(zai)設計(ji)中(zhong),預計(ji)在(zai)2026年實現量(liang)產(chan)(chan)。
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
主要目標(biao):第三代(dai)槽式技(ji)術打開了技(ji)術降本空間(jian),產業規模化釋放了降本潛力,目標(biao)電價0.6-0.45元(yuan)/kWh
主要措施:
1.多機組的規模化效應:通過多機組光熱(re)電站基地的規(gui)模化(hua)效應(ying),能夠(gou)增加(jia)采購量訂單,有利于供(gong)應(ying)鏈的穩定(ding)、連(lian)續(xu)生產,從(cong)而降低設備采購單位成(cheng)本(ben);能夠(gou)攤薄設計費(fei)、管理費(fei)等間(jian)接費(fei)用,降低項(xiang)目的單位初投資;能夠(gou)通過規(gui)模化(hua)的集中(zhong)管理、運行和維護效應(ying),降低電站的單位運維成(cheng)本(ben)。
2.完善的標準化制造和裝配技術:進一(yi)步完善設(she)備部(bu)件(jian)的標準(zhun)化生(sheng)產(chan)與加工流程,保(bao)證連續生(sheng)產(chan)的穩定(ding)性,降低采購成本(ben);統一(yi)并固(gu)化現場裝配方式(shi)和質量檢驗(yan)方法,提高(gao)裝配效率,與大規模鏡場匹配,進一(yi)步降低安裝成本(ben);
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)(di)熱(re)(re)損(sun)(sun)集(ji)(ji)熱(re)(re)管(guan)技(ji)術(shu)進(jin)一步降(jiang)低(di)(di)發射率,減少(shao)集(ji)(ji)熱(re)(re)管(guan)的(de)輻射散熱(re)(re)損(sun)(sun)失,提(ti)高鏡(jing)場(chang)的(de)有效(xiao)集(ji)(ji)熱(re)(re)量(liang)。雙(shuang)玻反射鏡(jing)采用(yong)PVD技(ji)術(shu)可以(yi)提(ti)高鏡(jing)面反射率,提(ti)高鏡(jing)場(chang)的(de)集(ji)(ji)熱(re)(re)能(neng)力(li);減少(shao)超(chao)白玻璃用(yong)量(liang),有效(xiao)降(jiang)低(di)(di)反射鏡(jing)的(de)生(sheng)產制造成(cheng)本;增強反射鏡(jing)耐候(hou)性,延(yan)長(chang)壽(shou)命(ming),降(jiang)低(di)(di)運維成(cheng)本。這些技(ji)術(shu)最終能(neng)夠實現鏡(jing)場(chang)的(de)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(bu)提升熱機效率、降低部(bu)署成本,可直接光熱-煤電耦合(he),目標電價0.5-0.35元/kWh
主要措施:
1.超大開口集熱器:槽(cao)式集(ji)熱(re)器的(de)開口(kou)尺寸進(jin)(jin)一步(bu)增(zeng)大(da)至(zhi)12m以上(shang),集(ji)熱(re)回路數量(liang)進(jin)(jin)一步(bu)減少(shao),相應地,液壓驅動系統、LOC控制(zhi)系統、柔性連接、立柱地基、進(jin)(jin)出口(kou)閥(fa)門(men)、集(ji)熱(re)管數量(liang)、導熱(re)油管道及保溫數量(liang)等(deng)都可以進(jin)(jin)一步(bu)減少(shao)。超大(da)開口(kou)集(ji)熱(re)器能夠(gou)支持單體(ti)鏡(jing)場規模實現(xian)500萬(wan)平(ping)米或(huo)以上(shang)級別;
2.新型寬溫域熔鹽或高溫熔鹽:經過前兩個階段驗證熔(rong)(rong)鹽(yan)(yan)(yan)槽(cao)的可(ke)靠性,下一階段行(xing)(xing)業研發的新型寬(kuan)(kuan)溫域熔(rong)(rong)鹽(yan)(yan)(yan)或高(gao)溫熔(rong)(rong)鹽(yan)(yan)(yan)均可(ke)在(zai)熔(rong)(rong)鹽(yan)(yan)(yan)槽(cao)上使用(yong)(yong)。寬(kuan)(kuan)溫域熔(rong)(rong)鹽(yan)(yan)(yan)作(zuo)為傳(chuan)儲熱一體化(hua)介質,可(ke)以進一步(bu)拓寬(kuan)(kuan)系(xi)統的工作(zuo)溫度范圍(wei),簡化(hua)電站設(she)計、減少(shao)運行(xing)(xing)模式、降低(di)初投資及運維成(cheng)本、減少(shao)熔(rong)(rong)鹽(yan)(yan)(yan)用(yong)(yong)量、提高(gao)汽輪機效率等(deng)方面(mian)的優勢;
3.超臨界蒸汽機組/sCO2機組:在使用(yong)新型寬溫域(yu)熔鹽或高溫熔鹽的(de)基礎(chu)上,主蒸汽的(de)參數能夠(gou)進一(yi)步提(ti)高,從(cong)而可匹配傳統火電(dian)的(de)600萬千(qian)瓦級別的(de)超臨界蒸汽輪機(ji)(ji)機(ji)(ji)組實現耦合發展(zhan),或與中期超臨界二氧(yang)化碳sCO2機(ji)(ji)組匹配,進一(yi)步提(ti)高電(dian)站的(de)發電(dian)效率(lv),進一(yi)步降(jiang)低單位千(qian)瓦造價和運行維護(hu)成本。
2025第十二(er)屆中國國際光熱大會(hui)暨CSPPLAZA年會(hui)5月28-29日在浙江杭(hang)州盛大召開(kai),大會(hui)由CSPPLAZA光熱發電平臺聯合(he)浙江可勝技(ji)術(shu)股(gu)份有(you)限公(gong)司共同(tong)主辦,龍(long)騰光熱作為大會(hui)鉆石贊(zan)助商(shang)鼎力(li)支持,大會(hui)主題為“在進化中重塑競爭力(li)”,共有(you)來(lai)自(zi)海內外約900名代表(biao)出席本屆大會(hui)。