兆阳光热如何突破DSG技术体系？

　　▌高达200倍的聚光倍率：HLIACS聚光集热系统不但能够充分利用较低的DNI辐照资源，还可以在较大幅度的光照条件变化环境中，始终保持很高的聚光集热效率，从而实现大范围的流量调节，较易维持蒸汽参数稳定，避免输出温度压力随光照变化快速波动，这有些类似在复杂路况情况下，大排量汽车操控性更好些安全性更高些的情况。多回路并联的实际运行测试表明，即使在复杂的多云天气下也可方便地实现输出参数基本稳定。调试实践证明：一般天气条件下，均可实现13MPa、450℃的蒸汽参数，并且投入回路越多，系统控制运行越稳定。

值得一提的是，水工质体系具有朴素安全的基本特点，即使特殊情况下个别回路的输出参数出现较大幅度地升高（例如大幅超温100℃或压力急剧上升等等），其也有充足的反应调整时间，水工质不存在过热分解的不良后果；同时，目前DSG系统的设计温度点远低于常规火电的运行温度，材料及设备设计冗余量充足，不易损坏；单个回路的超温过热蒸汽汇入主蒸汽管道后会迅速稀释降温，对整体输出参数影响极小；多回路并联运行时，能相互抵消参数波动，有利于实现在多云等复杂光照条件下的稳定输出；超压对空释放安全、清洁，几乎无经济损失等等，系统管控相对简单安全，易于掌握。

但如果采用导热油或熔盐传热工质，情况会有很大不同，因这些工质材料耐温有限，基本都已工作在接近上限许用的温度点，允许的温度波动范围很小，稍不留意就会过温分解，即使已经对各回路的一致性进行了精细调节，在稍微特殊的环境条件下或者运行操作稍有偏差时，仍难避免出现波动过温问题，对运行管控水平要求很高，一般认为过温分解现象难以完全避免，对传热工质的使用寿命以及度电成本影响很大；特别是特殊情况下的紧急排放更是极易发生汽化爆燃危险或造成环境污染问题，隐患很大。

▌接收器位置固定：管路伸缩膨胀补偿输出结构设计简单成熟，同时方便进行各类机械结构设计，以减弱振动、辅助自由伸缩、控制真空集热管弯曲度等，保证集热系统的长期可靠运行。

▌CPC二次高倍聚光设计，能够显著改善吸热管圆周能流分布均匀性、降低环温差，再进一步配合内部均温设计，可大幅改善真空集热管工作状态，增强换热效果。

▌线性聚光集热体系的能流密度在长度方向上分布均匀，除特殊的情况外，完全可以按照预热、蒸发、过热各段的焓增量数值设计相同比例的功能段长度，而不需对聚光状态动态调整，通常各种光照条件下都能维持预热蒸发焓与过热焓值的基本稳定比例关系，天然简单可靠，从原理上基本避免了过热度不足或超温损毁的情况；并且，兆阳光热DSG体系还对预热蒸发两段进行了优化合并设计，进一步降低成本、提高可靠性。

▌预热蒸发段设置汽水分离装置，维持较多的预热蒸发段循环水量，通过特殊的管内结构保证蒸发换热状态稳定及管温稳定，有效避免了振动水锤和材料疲劳破坏现象，确保器件结构长期安全。再加上HLIACS聚光集热系统的单个回路对应镜场面积超过一万平方米，汽水分离装置及配套管路阀门经济成熟、管理简单，此项设计的摊销成本很低，经多回路各种光照气候条件下长期实际运行证明，该设计经济耐用、运行安全可靠。

图：集热系统中设置的汽水分离装置

▌过热段增强换热及均温设计：针对入口干度稳定的饱和蒸汽，在过热段设计了增强换热及径向均温的内部结构，有效降低压降、保障过热段的换热效果和器件安全，保证系统稳定性，实现输出合格过热蒸汽的目标。

▌大规模混凝土固态储热系统，进一步平滑稳定蒸汽参数。镜场聚光集热产生的蒸汽既可以在晴朗天气时段，由旁路分出部分汽量直推汽轮机，也可以把较复杂光照时段或参数不够稳定的蒸汽全部送往大规模混凝土固态储热系统进行分类储存，汽轮机则可以由储热系统输出单元产生的参数稳定的蒸汽进行推动，这是实现充分利用各类光照资源、确保持续稳定发电输出的系统性关键环节。

▌系列实用化专利设计，进一步保证系统稳定高效运行。为了保证DSG系统的长期高效运行，HLIACS系统还采取了一系列实用性很强的工程设计：

▶CPC二次反射镜设计有散热降温结构，确保高倍辐照条件下的常年使用寿命；

▶开发了集热器CPC二次反射镜和真空集热管的自动清扫车，定期擦拭清扫CPC镜片和真空集热管玻璃管壁，在无损伤情况下，保证反射透射效率，避免局部过热损坏；

▶真空集热管非有效接收段的增强防护及反射利用设计，保证真空集热管使用安全并有效提高聚光集热效率；

▶防冻系统和镜场启动预热系统联合节能设计，将汽轮机余热与镜场防冻系统的加热需求相结合，有效利用低品位能量，显著降低镜场防冻系统的伴生电耗；电站启动及预热系统的综合设计可以显著缩短镜场启动时间，实现防冻、预热和正常运行模式的启动平滑过渡，大幅减少每日投入启动时间，提升聚光集热效率。

兆阳光热DSG技术体系是在对国际上既有的DSG光热电站进行深入分析研究的基础上，结合直流锅炉热力系统的设计经验，利用HLIACS聚光集热系统的优势，经过近十年的研发、测试，历经小规模到大规模的实际验证，初步形成了较为完善的设计、制造和安装调试体系。从原理验证、工程完善到运行控制各方面逐项证明了该技术体系的可靠性和经济性优势。

位于河北省张北县的15MW光热发电项目已经证明了兆阳光热DSG技术体系的可行性，实际运行测试结果与设计目标一致，通过对设计、建设、调试运行中获得的各项技术经济指标数据进行详细总结分析表明，该DSG体系在安全可靠、简单实用方面远优于其它技术路线，且在大型示范项目中传热系统建设运行成本能够比传统传热技术体系下降接近一半，这对于降低建设运行风险、提高投资回报，推动光热产业稳健、可持续大规模发展具有重要促进作用。

注：关于DSG技术发展的重大技术障碍：难以配套长时间大规模的储热系统，兆阳光热通过其独创的固态混凝土储热系统予以有效解决。对该储热技术的深度报道即将在近期刊出，敬请关注。