一种利用光热实现热电解耦的系统和方法技术方案

本发明专利技术提供的一种利用光热实现热电解耦的系统和方法，它利用工质泵将冷工质储存站里的工质输送集热器，工质经集热器吸收热量形成高温流体，在泵压力作用下送入热工质储存站。通过流量控制阀控制进入换热器的热工质流量，将温度低于100℃的给水进行加热，生成温度较高的蒸汽进入换热站对热用户供热，冷却后温度低于100℃工质回流至冷工质储存站。由于供热蒸汽中一部分蒸汽来自光热系统的加热新蒸汽，减少了来自背压机的供热量，因此电负荷也同步降低，从而实现了背压式汽轮机在供热方式下参与电网调峰，可以利用工质储存站的积蓄热量调节热负荷从而调节电负荷，快速参与调频。在集热片不工作的情况下，仍可利用热工质储存站内的热工质加热给水，进行辅助供热，提供机组调峰调频能力。

A system and method of thermoelectric decoupling using photothermal

【技术实现步骤摘要】
一种利用光热实现热电解耦的系统和方法
本专利技术涉及火力发电控制系统，特别涉及利用光热实现热电解耦的系统和方法。
技术介绍
电力行业是国民经济的基础。随着我国电力用户用电需求和用电结构的变化，用电昼夜峰谷差逐渐加大，峰谷差可达发电峰值负荷的30％-40％，这给电网调峰、机组调频带来了巨大压力。对于热电联产机组来说，机组电负荷受限于供热，不能参与机组调峰，加剧了电网调峰压力，进一步加重弃风弃光局面。中国专利201210543440.2公开了一种实现太阳能光热技术和火电厂结合的热利用系统及方法，该系统采用太阳能集热器手机太阳能产生中高温热能，作为吸收式热泵的驱动热源，提取凝汽器循环水余热，替代汽轮机低加抽汽作为低加凝结水的加热热源。然而，该系统只是实现了光热资源利用，并无法对机组调峰产生帮助。中国专利201710843018.1公开了基于出力特性的熔盐塔式光热机组调峰方式的选择方法，该方法根据熔盐塔式光热机组的调峰时段与原始出力特性，计算降出力调峰与启停调峰两种调峰方法的成本，得到更经济的运行方式。上述方法不能在相同供热需求下降低汽轮机电负荷，使得背压式机组可以参与电网调峰，从而实现热电解耦。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种利用光热实现热电解耦的系统和方法以解决背压式供热机组不参与调峰、供热参数不可调等问题，从而有助于实现热电解耦。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供的一种利用光热实现热电解耦的系统它括：一用于太阳光聚焦集热的集热器；其一端与所述集热器的另一端相连的热工质储存站；一冷工质储存站，所述冷工质储存站一端通过一工质泵和一工质调节阀与所述集热器的另一端相连；以及一热交换器，其工质循环的一端与所述热工质储存站的另一端相连，另一端与所述冷工质储存站的另一端相连；另外，其水循环的一端与背压式热电联产机组的给水泵相连，以便从水泵中接收水；另一端与从背压式热电联产机组的汽轮机的排气端相连，一起送气到供热站。进一步，所述热交换器的工质循环的一端通过一流量控制阀与所述热工质储存站的另一端相连。进一步，所述热交换器的水循环的另一端通过供热出口阀与背压式热电联产机组的汽轮机的排气端相连。进一步，所述热交换器的水循环的一端与背压式热电联产机组的给水泵通过冷水阀相连。进一步，所述热交换器的两种介质有独立回路，不直接接触。进一步，所述冷水阀工质压力高于供热出口阀工质压力，冷水阀与给水泵出口或给水泵抽头相连。本专利技术还提供一种利用光热实现热电解耦的方法，它包括：利用集热器对太阳光进行聚焦集热；将热工质储存站的一端与所述集热器的一端相连；将冷工质储存站的一端通过一工质泵和一工质调节阀与所述集热器的另一端相连；将热交换器的工质循环的一端与所述热工质储存站的另一端相连，另一端与所述冷工质储存站的另一端相连；另外，将其水循环的一端与背压式热电联产机组的给水泵相连，另一端与从背压式热电联产机组的汽轮机的排气端相连，一起送汽到供热站。进一步，所述热交换器的工质循环的一端通过一流量控制阀与所述热工质储存站的另一端相连，另一端与冷工质储存站相连。进一步，所述冷水阀工质压力高于供热出口阀工质压力，冷水阀与给水泵出口或给水泵抽头相连。进一步，所述热交换器的水循环的一端与背压式热电联产机组的给水泵通过冷水阀相连以便从水泵中接收水。进一步，所述热交换器的两种介质有独立回路，不直接接触。进一步，所述冷工质储存站和热工质储存站独立配置，具有储热能力，使得所述集热片和偶数热交换器可交错投运，满足全天候调峰调频要求。进一步，所述冷工质储存站和热工质储存站的工质为沸点高于供热蒸汽温度无相变液体，优选熔盐和离子液体(kCl、kOH等)。本专利技术提供的一种利用光热实现热电解耦的方法，通过工质泵将冷工质储存站里的工质输送集热器，该工质经集热器吸收热量形成高温流体，在泵压力作用下送入热工质储存站。通过流量控制阀控制进入换热器的热工质流量，对给水进行加热，生成蒸汽进入换热站对热用户供热，冷却后的工质回流至冷工质储存站。由于一部分供热量来自光热系统的加热新蒸汽，减少了来自背压式热电联产机组的背压机的供热量，因此，电负荷也同步降低，从而实现了背压式汽轮机在供热方式下参与电网调峰。在集热器不工作的情况下，仍可利用热工质储存站内的热工质加热给水，进行辅助供热，提供机组调峰调频能力。附图说明图1是本专利技术的一种利用光热实现热电解耦的系统的结构示意图；标号说明：1、集热器；2、热工质储存站；3、流量控制阀；4、冷工质储存站；5、工质泵；6、工质调节阀；7、供热出口阀；8、热交换器；9、电站锅炉；10、汽轮机；11、发电机；12、供热站；13、热用户；14、热力循环泵；15、凝泵；16、除氧器；17、给水泵；18、加热器；19、冷水阀。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术的利用光热实现热电解耦的系统进行详细说明。参见图1，本专利技术的利用光热实现热电解耦的系统是专门应用于背压式供热机组，它主要包括集热器1、热工质储存站2、冷工质储存站4、工质泵5、热交换器8、流量控制阀3、工质调节阀6、供热出口阀7。其中，背压式供热机组由锅炉9、汽轮机10、发电机11、凝泵15、加热器16、给水泵17、加热器18组成，其中，汽轮机10排汽进入供热站1213通过热力循环泵14向热用户13供热。集热器1为太阳光聚焦集热装置，可为塔式、槽式或碟式集热片，配置旁通管路、对日跟踪系统和控制系统。集热器1的光热工质为沸点高于供热蒸汽温度的熔盐、离子液体(kCl、kOH等)。热工质储存站2与冷工质储存站4壳体上可设置安全阀和液位计，安全阀用于壳体排压，液位计用于监测储热容量。壳体均设置保温层。热工质储存站2与冷工质储存站4至于不同标高，热工质储存站2高位布置，冷工质储存站4低位布置，连接管路上设置流量控制阀3，以保证光热工质的循环流动。热交换器8为两种工质非直接接触的换热媒介，两种工质分别为用于吸收光热能量的光热工质和发电机组的给水，光热工质释放热量，温度降低，给水吸收热量，生成蒸汽。再参见图1，锅炉9、汽轮机10、发电机11、凝泵15、加热器16、给泵17、加热器18组成背压式热电联产机组，给水泵17取出一路抽水进入热交换器8生成蒸汽，与汽轮机排汽混合后进入供热站12，给水泵抽头上设置冷水阀19。热工质储存站2的一端与所述集热器1的另一端相连。冷工质储存站4一端通过一工质泵5和工质调节阀6与集热器1的另一端相连；热交换器8的工质循环的一端与热工质储存站2的另一端相连，另一端与冷工质储存站4的另一端相连；另外，其水循环的一端与背压式热电联产机组的给水泵17通过冷水阀19相连，以便水泵17中接收水；另一端与从背压式热电联产机组的汽轮机10的排气端相连，一起送气到供热站12。供热站12通过热交换器8的工质循环的一端通过流量控制阀3与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.利用光热实现热电解耦的系统，其特征在于，它包括：/n一用于太阳光聚焦集热的集热器(1)；/n其一端与所述集热器(1)的一端相连的热工质储存站(2)；/n一冷工质储存站(4)，所述冷工质储存站(4)一端通过一工质泵(5)和一工质调节阀(6)与所述集热器(1)的另一端相连；/n一热交换器(8)，其工质循环的一端与所述热工质储存站(2)的另一端相连，另一端与所述冷工质储存站(4)的另一端相连；另外，其水循环的一端与背压式热电联产机组的给水泵(17)以便水泵(17)中接收水，另一端与从背压式热电联产机组的汽轮机(10)的排气端相连，一起送气到供热站(12)。/n

【技术特征摘要】
1.利用光热实现热电解耦的系统，其特征在于，它包括：
一用于太阳光聚焦集热的集热器(1)；
其一端与所述集热器(1)的一端相连的热工质储存站(2)；
一冷工质储存站(4)，所述冷工质储存站(4)一端通过一工质泵(5)和一工质调节阀(6)与所述集热器(1)的另一端相连；
一热交换器(8)，其工质循环的一端与所述热工质储存站(2)的另一端相连，另一端与所述冷工质储存站(4)的另一端相连；另外，其水循环的一端与背压式热电联产机组的给水泵(17)以便水泵(17)中接收水，另一端与从背压式热电联产机组的汽轮机(10)的排气端相连，一起送气到供热站(12)。


2.如权利要求1所述的一种利用光热实现热电解耦的系统，其特征在于，所述热交换器(8)的工质循环的一端通过一流量控制阀(3)与所述热工质储存站(2)的另一端相连，另一端与冷工质储存站(4)相连。


3.如权利要求1所述的一种利用光热实现热电解耦的系统，其特征在于，所述热交换器(8)的水循环的另一端通过供热出口阀(7)与背压式热电联产机组的汽轮机(10)的排汽端相连。


4.如权利要求1所述的一种利用光热实现热电解耦的系统，其特征在于，所述热交换器(8)的水循环的一端与背压式热电联产机组的给水泵(17)通过冷水阀(19)相连以便从水泵(17)中接收水。


5.如权利要求1所述的一种利用光热实现热电解耦的系统，其特征在于，所述热交换器(8)的两种介质有独立回路，不直接接触。


6.如权利要求1所述的一种利用光热实现热电解耦的系统，其特征在于，所述冷水阀(19)工质压力高于供热出口阀(7)工质压力，冷水阀(19)与给水泵(17)出口或给水泵(17)抽头相连。


7.一种利用光热实现热电解耦的方法，其特征在于，它包括：
利用集热器(1)对太阳...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄晨，武广富，黄素华，王健，沈丛奇，
申请(专利权)人：上海明华电力技术工程有限公司，上海电力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31