用于抽凝式热电联产机组的储热系统技术方案

本发明专利技术提供了一种用于抽凝式热电联产机组的储热系统，包括：储热换热器、放热换热器、储热装置、循环泵和控制阀。储热换热器、储热装置、循环泵和控制阀组成储热回路；放热换热器、储热装置、循环泵和控制阀组成放热回路。其中，储热换热器与主抽汽管路的输出端联接；对于储热回路，储热回路的回路工质与主抽汽管路的输出端输出的主抽汽在储热换热器中发生换热，并存储热量于储热装置中；对于放热回路，放热回路的回路工质从储热装置中获得热量后与待加热的目标流体工质在放热换热器中发生换热。本发明专利技术提供的储热系统可以在保证电联产机组总供热负荷的前提下，提高机组电出力的可调节能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及能源利用
，具体涉及一种用于抽凝式热电联产机组的储热系统。
技术介绍
热电联产是应用能源梯级利用原理、提高能源利用效率的一种节能系统。在该系统中，煤和天然气等化石燃料燃烧加热获得的高温高压蒸汽先被用于发电，发电后的蒸汽再被用于供热。因此热电联产系统具有节约能源、减少大气污染、节约城市用地等诸多优点。现有的热电联产机组主要有背压式和抽凝式两种。其中，抽凝式机组在运行过程中，将一定温度，一定压力(如温度约为250℃，绝对压力约为0.21MPa)的过热蒸汽从汽轮机抽引至供热首站中用于加热热网水(即供热水型，多用于我国北方冬季供暖)，或直接将蒸汽输向热用户(即供蒸汽型，多用于工业用热)。此过程利用了蒸汽的余热，提高了一次能源利用效率。在供热期，为了保证供热量，热电联产机组存在最小主蒸汽量，因此蒸汽流经汽轮机的做功量存在下限。这意味着热电联产机组总存在最低发电量，即机组以“以热定电”的模式运行，限制了电出力的调节能力。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术提供一种用于抽凝式热电联产机组的储热系统，可以在保证热电联产机组总供热负荷的前提下，提高机组电出力的可调节能力。为解决上述技术问题，本专利技术提供以下技术方案：一种用于抽凝式热电联产机组的储热系统，包括：储热换热器、放热换热器、储热装置、循环泵和控制阀；其中，储热换热器、储热装置、循环泵和控制阀依次联接组成储热回路；放热换热器、储热装置、循环泵和控制阀依次联接组成放热回路；其中，储热换热器与主抽汽管路的输出端联接；对于储热回路，在控制阀的控制以及循环泵的驱动下，储热回路的回路工质与主抽汽管路的输出端输出的主抽汽在储热换热器中发生换热，并存储热量于储热装置中；对于放热回路，在控制阀的控制以及循环泵的驱动下，放热回路的回路工质从储热装置中获得热量后与待加热的目标流体工质在放热换热器中发生换热。优选地，所述系统用于供热水型抽凝式热电联产机组；相应地，所述储热换热器还与供热首站联接；其中，所述主抽汽全部在储热换热器发生换热后输出至所述供热首站；或部分在储热换热器发生换热，另一部分直接输出至所述供热首站；所述放热换热器与供热首站联接；其中，待加热的目标流体工质全部在放热换热器发生换热后输出至所述供热首站；或部分在储热换热器发生换热，另一部分直接输出至所述供热首站。优选地，所述储热换热器与所述供热首站串联联接，所述放热换热器与供热首站串联联接。优选地，所述储热换热器与所述供热首站串联联接，所述放热换热器与供热首站并联联接。优选地，所述储热换热器与所述供热首站并联联接，所述放热换热器与供热首站串联联接。优选地，所述储热换热器与所述供热首站并联联接，所述放热换热器与供热首站并联联接。优选地，所述系统用于供蒸汽型抽凝式热电联产机组；所述储热换热器与主抽汽管路的输出端联接；具体地，所述主抽汽管路的输出端设置有一个控制阀，所述控制阀的第一端与所述主抽汽管路的输出端联接，第二端通过一直通阀与用户供热端联接，第三端通过一直通阀与储热换热器联接；所述放热换热器和加热器串联联接，所述加热器用于将经过所述放热换热器输出的加热后的目标流体工质加热至目标温度。优选地，所述储热装置中的储热工质的相变温度范围为40℃～500℃。由上述技术方案可知，本专利技术提供的用于抽凝式热电联产机组的储热系统，可在汽轮机主抽汽供热量高于用户的热负荷时，利用储热回路从主抽汽管路中的蒸汽吸收部分热量，存储于储热装置中；在汽轮机主抽汽供热量低于用户的热负荷时，利用放热回路释放储热装置存储的能量。本专利技术实现了热电联产机组电出力和热出力的解耦，从而提高了热电联产机组的灵活性。附图说明为了更清楚地说明本实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1-图3是本专利技术实施例二提供的储热换热器与供热首站串联、放热换热器与供热首站串联的结构示意图；图4-图6是本专利技术实施例二提供的储热换热器与供热首站串联、放热换热器与供热首站并联的结构示意图；图7-图9是本专利技术实施例二提供的储热换热器与供热首站并联、放热换热器与供热首站串联的结构示意图；图10-图12是本专利技术实施例二提供的储热换热器与供热首站并联、放热换热器与供热首站并联的结构示意图；图13-图15是本专利技术实施例三提出的用于供蒸汽型抽凝式热电联产机组的储热系统结构示意图；图1-15中，1是供热首站，2是汽轮机抽汽，3是凝汽器或除氧器入口，4是蒸汽回路，5是热网水回水管，6是循环泵，7是热网水供水管，8是热网回路，9是供热蒸汽，10是加热器，11是水泵，12是冷水入口，13是储热换热器，14是放热换热器，15是储热装置，16是循环泵，17是控制阀，18是储热回路，19是放热回路，20和21是控制阀，22、23、24和25是直通阀。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。近十年来，随着风力、光伏等可再生能源的发展，电力系统调度对已有各电厂出力的灵活性需求日益增长。然而目前电力系统中存在的大量热电联产机组，其调节能力有限，使电力系统对可再生能源的销纳受到了很大限制。因此，亟需专利技术一种有效的热电解耦系统以提高机组电出力的灵活性。本专利技术的目的是提出一种用于提高抽凝式热电联产机组灵活性的储热系统，以实现将热电联产机组的电出力和热出力在一定程度上解耦。该系统既可用于供热水型热电联产机组，又可用于供蒸汽型热电联产机组。在保证热电联产机组总供热负荷的前提下，提高机组电出力的可调节能力。实施例一本专利技术实施例一提供了一种用于抽凝式热电联产机组的储热系统，该系统包括：储热换热器、放热换热器、储热装置、循环泵和控制阀；在本实施例中，控制阀采用三通阀实现，当然也可以采用四通阀、五通阀等能够满足需求的控制阀。其中，储热换热器、储热装置、循环泵和控制阀依次联接组成储热回路；放热换热器、储热装置、循环泵和控制阀依次联接组成放热回路；其中，储热换热器与主抽汽管路的输出端联接；对于储热回路，在控制阀的控制以及循环泵的驱动下，储热回路的回路工质与主抽汽管路的输出端输出的主抽汽在储热换热器中发生换热，并存储热量于储热装置中；对于放热回路，在控制阀的控制以及循环泵的驱动下，放热回路的回路工质从储热装置中获得热量后与待加热的目标流体工质在放热换热器中发生换热。这里，储热回路或放热回路的回路工质可以为导热油或高压水等。这里，对于供热水型热电联产机组来说，待加热的目标流体工质包括由热网水回水管流出的热网水。对于供蒸汽型热电联产机组来说，待加热的目标流体工质包括外部引入的冷水。这里，通过对控制阀以及循环泵的控制，通过储热回路进行储热，以及通过放热回路进行放热。具体地，当汽轮机主抽汽供热量高于热用户端负荷时，利用储热回路从主抽汽管路中的蒸汽吸收部分热量，存储本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于抽凝式热电联产机组的储热系统，其特征在于，包括：储热换热器、放热换热器、储热装置、循环泵和控制阀；其中，储热换热器、储热装置、循环泵和控制阀依次联接组成储热回路；放热换热器、储热装置、循环泵和控制阀依次联接组成放热回路；其中，储热换热器与主抽汽管路的输出端联接；对于储热回路，在控制阀的控制以及循环泵的驱动下，储热回路的回路工质与主抽汽管路的输出端输出的主抽汽在储热换热器中发生换热，并存储热量于储热装置中；对于放热回路，在控制阀的控制以及循环泵的驱动下，放热回路的回路工质从储热装置中获得热量后与待加热的目标流体工质在放热换热器中发生换热。

【技术特征摘要】
1.一种用于抽凝式热电联产机组的储热系统，其特征在于，包括：储热换热器、放热换热器、储热装置、循环泵和控制阀；其中，储热换热器、储热装置、循环泵和控制阀依次联接组成储热回路；放热换热器、储热装置、循环泵和控制阀依次联接组成放热回路；其中，储热换热器与主抽汽管路的输出端联接；对于储热回路，在控制阀的控制以及循环泵的驱动下，储热回路的回路工质与主抽汽管路的输出端输出的主抽汽在储热换热器中发生换热，并存储热量于储热装置中；对于放热回路，在控制阀的控制以及循环泵的驱动下，放热回路的回路工质从储热装置中获得热量后与待加热的目标流体工质在放热换热器中发生换热。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统用于供热水型抽凝式热电联产机组；相应地，所述储热换热器还与供热首站联接；其中，所述主抽汽全部在储热换热器发生换热后输出至所述供热首站；或部分在储热换热器发生换热，另一部分直接输出至所述供热首站；所述放热换热器与供热首站联接；其中，待加热的目标流体工质全部在放热换热器发生换热后输出至所述供热首站；或部分在储热换热器发生换热，另一部分直接输出至所述供热首站。3...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈群，胡康，徐飞，郝俊红，陈磊，闵勇，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11