一种增大热电厂供暖季调峰能力的供热系统技术方案

本实用新型专利技术保护一种增大热电厂供暖季调峰能力的供热系统，包含热泵、储罐、热网加热器、三路蓄热管路和三路放热管路，热泵设置于热网加热器的入水管路上，第一放热管路连接于热泵入口之前和储罐的底部，第二放热管路连接于热泵出口之后和储罐的上部，第三放热管路连接热网加热器出口管路和第二放热管路上，第一蓄热管路与第一放热管路并联，第二蓄热管路连接在第一放热管路和第二放热管路上，第三蓄热管路与第三放热管路并联，各管路上设置控制阀门，通过不同阀门的启闭，形成不同的通路，从而实现根据使用需求进行放热、蓄热，参与调峰。

【技术实现步骤摘要】
一种增大热电厂供暖季调峰能力的供热系统
本技术涉及一种增大热电厂供暖季调峰能力的供热系统。
技术介绍
目前我国尤其北方地区，火电机组装机容量过剩，目前很多地区对冬季供热机组提出了调峰要求，而在采暖季节电网对机组的调峰要求与“以热定电”的供热模式、风电消纳之间的矛盾日益突出。为解决这一问题，各供热机组需要通过技术改造使其既具备一定的调峰能力，又能够满足供热的需求。大部分热电厂是燃煤机组，在传统“以热定电”的模式下，为保证一定的供热量，必须保证一定的抽蒸汽量，进而要求机组有一定的主蒸汽进汽量，这就限制了发电量不可能过低。而在调峰要求下降低发电负荷，必然降低机组的供热量。同时在夜里，电网要接受更多的“清洁能源”风电，也要求火电机组降低发电负荷。这就需要采用新的技术措施来实现机组在降低发电负荷的同时，保证供热能力，保障民生。目前可供选择的实现降低发电能力同时保证供热方案有以下几种，但各有缺点：（1）分流部分进入汽轮机的主蒸汽或者再热蒸汽汽量，降低汽轮机做功能力，将分流的蒸汽减温减压后去热网站供热。这种方案造成高品质蒸汽的低级利用，没有实现能源梯级利用，利用效率不高，相当于高效率的电站锅炉部分当作供热锅炉使用；（2）高背压供热机组，提高汽轮机排汽压力，用热网循环水冷却汽机排汽，吸收排汽热量，提高供热能力。此方案受背压限制，出凝汽器水温度不高，仍受制于机组抽汽提高供热温度，热量平衡困难。另外还有存在诸如冷端运行安全性、低压转子适应性、对于超临界机组进入精处理凝结水温度过高、调峰范围小、需要的热网循环水量大等问题；（3）采用带3S离合器方案将低压缸分离或者低压缸不进气的光轴方方案。此方案主要问题的是对主机改动较大，成本、难度较大。
技术实现思路
本技术所解决的技术问题即在提供一种增大热电厂供暖季调峰能力的供热系统。本技术所采用的技术手段如下所述。一种增大热电厂供暖季调峰能力的供热系统，系统内包含热泵、储罐和热网加热器，所述热网加热器的入水管路上设置所述热泵，还包含第一至第三蓄热管路和第一至第三放热管路；所述第一放热管路一端连接于热泵的入口之前，另一端连接于储罐的底部；所述第二放热管路一端连接于热泵的出口之后，另一端连接于储罐的上部；所述第三放热管路一端连接热网加热器的出口管路，另一端连接于第二放热管路上；所述第一蓄热管路与第一放热管路并联；所述第二蓄热管路一端连接于第一放热管路上，另一端连接于第二放热管路上；所述第三蓄热管路与第三放热管路并联；所述第一至第三蓄热管路和第一至第三放热管路上均设置阀门。所述第一放热管路上设有第一放热阀和冷水升压泵；所述第二放热管路上设有第二放热阀；所述第三放热管路与第二放热管路交点位于第二放热阀与储罐之间，所述第三放热管路上设有第三放热阀和热水升压泵；所述第一蓄热管路上设第一蓄热阀；所述第二蓄热管路与第一放热管路上的交点位于冷水升压泵与第一放热阀之间，第二蓄热管路与第二放热管路的交点位于第二放热阀与储罐之间；所述第三蓄热管路上设置第三蓄热阀。所述冷水升压泵之前设置冷水升压泵前阀门，所述热水升压泵之后设置热水升压泵后阀门。所述热网加热器的入水管路为热网循环水回水管路，热网加热器入水口前设置热网循环水泵，所述热网加热器出水管路为热网循环水供水管路。本技术所产生的有益效果如下。由于电网的调峰要求，机组存在白天发电负荷高，夜晚发电负荷低的情况，在机组负荷高时，机组可抽汽能力大，热泵提取机组循环水的热量与抽汽供热量之和高于机组额定供热量，“多余”的热量部分，存于热水储罐，此时热水储罐处于“蓄热”状态。同时目前火电富裕，不用担心蓄热对机组发电能力的影响。当夜里机组负荷低时，机组自身可供抽取蒸汽量少，热水储罐处于“放热”状态，即储存的高温热水从水罐流出，加上热泵提取的热量以弥补机组抽汽量的不足，以达到额定供热量。该系统通过储罐、热泵、热网加热器的耦合，既可以增大机组供热能力，又可以平衡用电波峰与波谷时期的机组供热量，实现火电机组在满足额定供热负荷的前提下同时满足电网调峰要求。以315MW机组为例，本技术可以使电负荷降低达到40%，同时对外供热能力仍可达到额定的700MW。附图说明图1为本技术的供暖系统的结构示意图。具体实施方式本技术保护一种增大热电厂供暖季调峰能力的供热系统，如图1所示，系统内包含热泵1、热水储罐2和热网加热器3。热网循环水管路回水经过热网加热器3后再返回供水，热网循环水回水管路上设置热泵1，该热泵1对热网循环水一定程度的加热，如将机组循环冷却水的热量交换给热网循环水。还包含有第一至第三蓄热管路和第一至第三放热管路。第一放热管路51一端连接于热泵1的入口之前，另一端连接于储罐2的底部。该第一放热管路51上设有第一放热阀511、冷水升压泵6。第二放热管路52一端连接于热泵1的出口之后，另一端连接于储罐2的上部。该第二放热管路52上设有第二放热阀521。第三放热管路53一端连接热网加热器3出口的热网循环水供水管路上，另一端连接在第二放热管路52上，且交点位于第二放热阀521与储罐2之间。该第三放热管路53上设有第三放热阀531、热水升压泵7。第一蓄热管路41与第一放热管路51并联，其上设第一蓄热阀411。第二蓄热管路42一端连接在第一放热管路51上，且位于冷水升压泵与第一放热阀511之间，另一端连接于第二放热管路52上，且交点位于第二放热阀521与储罐2之间。第三蓄热管路43与第三放热管路53并联，其上设置第三蓄热阀431。本系统通过不同的阀门启闭，形成不同的通路，从而实现根据使用需求进行放热、蓄热，参与调峰。具体的实施过程如下。在白天机组发电负荷高、抽汽能力足时，储罐2处于“蓄热状态”。第一蓄热阀411开启，冷水自储罐2底部的第一蓄热管路41流出，流经第一蓄热管路41与热网循环水回水汇合后进入热泵1，热网回水吸收机组凝汽器循环水热量后，进入热网加热器3，利用机组抽汽进一步提高水温至满足外网要求。第三蓄热阀431开启、同时第三放热阀531、热水升压泵及热水升压器泵后阀门71关闭，热网加热器3后引出一部分热水，流入第三蓄热管路43，经调节阀调节流量，进入储罐2的上部储存。若这部分热水温度高于储罐2的最高工作温度，则需从储罐2底部分流部分冷水与之混合降温，在这种情况下第一蓄热阀411保持开启、同时关闭第一放热阀511、开启冷水升压泵6及泵前阀门61和第二蓄热阀421，冷水经升压、调节流量与第三蓄热管路43来的热水混合至满足储罐2要求的温度。这个阶段储罐2处于冷水流出、热水流进的“蓄热状态”，机组处于发电负荷高的状态。当夜间机组参与调峰，发电负荷降低，抽汽能力不足时，储罐2处于“放热状态”。冷水升压泵6及泵前阀门61、第一放热阀511开启，第一蓄热阀411关闭，从外网回来的热网循环水回水的一部分，经连接储罐2底部的第一放热管路51进入储罐2，将罐上部的热水“排挤”出来。其余部分热网循环回水仍进入热泵1，吸收机组凝汽器循环水余热后进入热网加热器3。储罐2上部被“排挤”出来的热水，依据外供水水温的要求（如供暖季的初期和末期水温要求低，而中期水温要求高）有两路去处：一路是从第二放热管路52进入热网循环水回水管路后，与经过热泵1加热后的热网循环水汇合进入热网加本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种增大热电厂供暖季调峰能力的供热系统，其特征在于，系统内包含热泵（1）、储罐（2）和热网加热器（3），所述热网加热器（3）的入水管路上设置所述热泵（1），还包含第一至第三蓄热管路和第一至第三放热管路；所述第一放热管路（51）一端连接于热泵（1）的入口之前，另一端连接于储罐（2）的底部；所述第二放热管路（52）一端连接于热泵（1）的出口之后，另一端连接于储罐（2）的上部；所述第三放热管路（53）一端连接热网加热器（3）的出口管路，另一端连接于第二放热管路（52）上；所述第一蓄热管路（41）与第一放热管路（51）并联；所述第二蓄热管路（42）一端连接于第一放热管路（51）上，另一端连接于第二放热管路（52）上；所述第三蓄热管路（43）与第三放热管路（53）并联；所述第一至第三蓄热管路和第一至第三放热管路上均设置阀门。

【技术特征摘要】
1.一种增大热电厂供暖季调峰能力的供热系统，其特征在于，系统内包含热泵（1）、储罐（2）和热网加热器（3），所述热网加热器（3）的入水管路上设置所述热泵（1），还包含第一至第三蓄热管路和第一至第三放热管路；所述第一放热管路（51）一端连接于热泵（1）的入口之前，另一端连接于储罐（2）的底部；所述第二放热管路（52）一端连接于热泵（1）的出口之后，另一端连接于储罐（2）的上部；所述第三放热管路（53）一端连接热网加热器（3）的出口管路，另一端连接于第二放热管路（52）上；所述第一蓄热管路（41）与第一放热管路（51）并联；所述第二蓄热管路（42）一端连接于第一放热管路（51）上，另一端连接于第二放热管路（52）上；所述第三蓄热管路（43）与第三放热管路（53）并联；所述第一至第三蓄热管路和第一至第三放热管路上均设置阀门。2.如权利要求1所述的一种增大热电厂供暖季调峰能力的供热系统，其特征在于，所述第一放热管路（51）上设有第一放热阀（511）和冷水升压泵（6）；所述第二放热管路（52...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜树栋，袁雄俊，刘璞，孙永斌，
申请(专利权)人：中国电力工程顾问集团华北电力设计院有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11