火力发电厂高温高压蒸汽加热熔盐储能系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种火力发电厂高温高压蒸汽加热熔盐储能系统。该储能系统，包括常规火力发电系统、蒸汽加热熔盐系统和熔盐储热系统。所述常规火力发电系统为再热蒸汽机组；所述蒸汽加热熔盐系统由五种换热器组成，分别与火力发电系统和熔盐储热系统连接，实现火力发电系统高温高压蒸汽和熔盐储热系统的热交换功能。本实用新型专利技术通过高温高压蒸汽加热熔盐储能系统，将火力发电系统高品味蒸汽储存起来，也可旁路掉汽轮机入口蒸汽，实现完全热电解耦，有利于火力发电系统灵活性运行和深度调峰，同时保证了锅炉和汽轮发电机组安全运行。

【技术实现步骤摘要】
火力发电厂高温高压蒸汽加热熔盐储能系统
本专利技术涉及储能
，具体涉及一种火力发电厂高温高压蒸汽加热熔盐储能系统。
技术介绍
为践行绿色发展理念，近年来中国能源结构迅速向新能源转型，风能、太阳能等新能源比例的快速增长，对火电机组参与调峰的次数及对其品质的要求均大幅提高。另一方面，由于经济发展导致用电量峰谷差的日益增大，而中国北方多采用热电联产机组保证冬季供热，用电峰谷差和供暖季热电矛盾急剧恶化。由于火电机组仍是中国最主要的基础发点方式，因此电网不断提高标准，要求火电机组能快速响应负荷变化。开发热电解耦技术，有利于火力发电系统灵活性调峰和宽负荷运行，保证电网安全运行。因熔盐储能系统已被广泛用于太阳能热发电系统中，并且具备大规模商业化应用的能力，国内已有学者提出火力发电厂熔盐储热技术。中国专利CN107401430A、CN108534576A分别公开了《用于火力发电厂电力热力双调峰的蓄热系统》和《一种火电机组电力调峰用的熔盐储能系统》，白天利用汽轮机抽汽加热熔盐，将热能储存起来。中国专利CN108316980A、CN110206603A、CN110207092A分别公开了《一种火电机组熔盐蓄热放热调峰系统》、《一种基于蒸汽加热熔盐蓄热的火电机组热电解耦系统及方法》和《一种基于蒸汽全热加热熔盐蓄热的火电机组发电调峰系统及方法》，从锅炉再热器出口抽取部分高温再热蒸汽，在熔盐蓄热系统与熔盐进行热交换，完成熔盐储热。中国专利《CN106885232A》公开了《一种适用于火电机组深度调峰的液态储能系统》，采用高压主蒸汽或高温再热蒸汽其中的一种加热熔盐系统实现储热，放热后的蒸汽继续回汽轮机做功或回锅炉再热系统。中国专利《CN108426238A》、《CN108548168A》分别公开了《一种利用主蒸汽加热的火电厂熔盐蓄热供热系统》和《一种利用主蒸汽加热的火电厂熔盐蓄热调峰系统》，抽取一部分主蒸汽与熔盐进行热交换，实现储热。(只能抽取小部分主蒸汽，因再热蒸汽变少)。中国专利《CN208418894U》公开了《一种电厂深度调峰与灵活性改造的熔盐储能供热系统》，抽取一部分高压主蒸汽和一部分再热蒸汽分别与熔盐进行热交换，高压主蒸汽换热后变成低温高压主蒸汽，与汽轮机二段抽气混合后进入再热器，再热蒸汽换热后变成低温再热蒸汽用于供热。(只能抽取少量主蒸汽，否则低温高压主蒸汽会导致再热器超压；必须要有供热负荷才能实现储热；不能利用高温蒸汽相变加热，大部分热能供热或冷凝浪费)。中国专利《CN110006026A》公开了《一种火电厂深度调峰系统》，抽取一部分高压主蒸汽和一部分再热蒸汽分别与熔盐进行热交换，高压主蒸汽降压后换热，然后后进入再热器，再热蒸汽换热后变成低温蒸汽进入汽机低压加热器。(高压主蒸汽大幅减压导致能量损失；不能利用高温蒸汽相变加热，大部分热能供热或冷凝浪费)。目前的熔盐储热系统都与火力发电热力系统耦合性较强，储热能力较小，无法实现汽机停机的熔盐单独储能，部分熔盐储热系统储热能力受限于供热能力，部分熔盐储热系统不能储存蒸汽相变热量，导致热量浪费。
技术实现思路
为了解决以上问题，本专利技术提供一种火力发电厂高温高压蒸汽加热熔盐储能系统，通过蒸汽加热熔盐系统，既可实现汽轮机负荷部分调峰，也可不受供热限制，实现汽轮机负荷全部调峰，同时保证高品位蒸汽热能几乎全部储存，进一步提高了火力发电厂的深度调峰能力。本专利技术采用的技术方案是：一种火力发电厂高温高压蒸汽加热熔盐储能系统，包括火力发电系统、蒸汽加热熔盐系统和熔盐储热系统，其特征在于：所述火力发电系统、蒸汽加热熔盐系统和熔盐储热系统依次连接，实现火力发电系统高温高压蒸汽和熔盐储热系统的热交换功能。作为优选，所述蒸汽加热熔盐系统包括过热加热器、蒸发加热器、预热加热器A、高压水给水泵和高压给水混温装置，所述火力发电系统的高压主蒸汽经过热加热器蒸汽入口管道进入过热加热器，与过热加热器内熔盐换热，然后经过热加热器蒸汽出口管道进入蒸发加热器，与蒸发加热器内熔盐换热，凝结变成高压水后经预热加热器A高压水入口管道进入预热加热器A，变成高压过冷水，最后由高压水给水泵加压送至给水系统，实现高压蒸汽汽水循环。进一步的，所述蒸汽加热熔盐系统还包括再热加热器、预热加热器B、高温高压蒸汽连通管道和低温再热蒸汽排汽至辅汽联箱管道，所述火力发电系统的高温再热蒸汽先与部分由高温高压蒸汽连通管道而来的高压主蒸汽混合，压力升高后经再热加热器蒸汽入口管道进入再热加热器，与再热加热器内熔盐换热，然后经再热加热器蒸汽出口管道进入预热加热器B，变成低温再热蒸汽后返回至低温再热系统，高压主蒸汽带来的增量蒸汽由低温再热蒸汽排汽至辅汽联箱管道进入辅汽联箱，实现高温再热蒸汽汽水循环。更进一步的，所述熔盐储热系统的低温熔盐储热罐内低温熔盐由低温熔盐泵加压，然后分成两路熔盐，一路进入预热加热器A被加热，另一路进入预热加热器B被加热，两路熔盐混合后进入蒸发加热器，加热后再次分成两路熔盐，一路进入过热加热器被加热，另一路进入再热加热器被加热，两路熔盐混合后进入高温熔盐储热罐，实现熔盐回路的流动和储热。更进一步的，所述高温熔盐储热罐的工作温度为400℃～565℃。更进一步的，所述低温熔盐储热罐的工作温度为290℃～310℃。本专利技术取得的有益效果是：采用火力发电厂的高温高压蒸汽加热熔盐，高压主蒸汽和高温再热蒸汽同时加热熔盐，将低温熔盐加热成高温熔盐。高压主蒸汽被熔盐冷却后，变成高压凝结水，加压后返回锅炉给水系统，完成循环加热。高温再热蒸汽经被熔盐冷却后，变成低温再热蒸汽，返回锅炉再热器，完成循环加热。由此，可实现汽轮机灵活的变负荷，同时保证锅炉稳定负荷运行，也可实现停机不停炉。本专利技术具有以下优点：(1)实现锅炉和汽轮机解耦运行，提高汽轮机运行灵活性；(2)提高火力发电厂深度调峰能力，满足电网调度需求；(3)储热效率更高，直接储存高品位蒸汽热量，避免电加热的低储热效率。附图说明图1-2为本专利技术的火力发电厂高温高压蒸汽加热熔盐储能系统的流程示意图；附图标记：常规火力发电系统1、高压主蒸汽管道1.1、高温再热蒸汽管道1.2、低温再热蒸汽管道1.3、给水管道1.4、凝结水管道1.5、锅炉1.6、汽轮发电机组1.7、辅汽联箱1.8、蒸汽加热熔盐系统2、过热加热器2.1、过热加热器蒸汽入口管道2.11、过热加热器熔盐出口管道2.12、过热加热器蒸汽出口管道2.13、过热加热器熔盐入口管道2.14、再热加热器2.2、再热加热器蒸汽入口管道2.21、再热加热器熔盐出口管道2.22、再热加热器蒸汽出口管道2.23、再热加热器熔盐入口管道2.24、蒸发加热器2.3、预热加热器A2.4、预热加热器A高压水入口管道2.41、预热加热器A熔盐出口管道2.42、预热加热器A高压水出口管道2.43、预热加热器A熔盐入口管道2.44、预热加热器B2.5、预热加热器B蒸汽出口管道2.51、预热加热器B熔盐入口管道2.52、预热加热器B熔盐出口管道2.53、高温高压蒸汽连通管本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种火力发电厂高温高压蒸汽加热熔盐储能系统，包括火力发电系统(1)、蒸汽加热熔盐系统(2)和熔盐储热系统(3)，其特征在于：所述火力发电系统(1)、蒸汽加热熔盐系统(2)和熔盐储热系统(3)依次连接，实现火力发电系统高温高压蒸汽和熔盐储热系统的热交换功能。/n

【技术特征摘要】
1.一种火力发电厂高温高压蒸汽加热熔盐储能系统，包括火力发电系统(1)、蒸汽加热熔盐系统(2)和熔盐储热系统(3)，其特征在于：所述火力发电系统(1)、蒸汽加热熔盐系统(2)和熔盐储热系统(3)依次连接，实现火力发电系统高温高压蒸汽和熔盐储热系统的热交换功能。


2.根据权利要求1所述的火力发电厂高温高压蒸汽加热熔盐储能系统，其特征在于：所述蒸汽加热熔盐系统(2)包括过热加热器(2.1)、蒸发加热器(2.3)、预热加热器A(2.4)、高压水给水泵(2.8)和高压给水混温装置(2.9)，所述火力发电系统(1)的高压主蒸汽经过热加热器蒸汽入口管道(2.11)进入过热加热器(2.1)，与过热加热器(2.1)内熔盐换热，然后经过热加热器蒸汽出口管道(2.13)进入蒸发加热器(2.3)，与蒸发加热器(2.3)内熔盐换热，凝结变成高压水后经预热加热器A高压水入口管道(2.41)进入预热加热器A(2.4)，变成高压过冷水，最后由高压水给水泵(2.8)加压送至给水系统，实现高压蒸汽汽水循环。


3.根据权利要求2所述的火力发电厂高温高压蒸汽加热熔盐储能系统，其特征在于：所述蒸汽加热熔盐系统(2)还包括再热加热器(2.2)、预热加热器B(2.5)、高温高压蒸汽连通管道(2.6)和低温再热蒸汽排汽至辅汽联箱管道(2.7)，所述火力发电系统(1)的高温再热蒸汽先...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝培旺，李峻，秦鹏，刘璟，胡皓，王坚，张春琳，仇晓龙，桂本，秦渊，刘顺，郑亮，
申请(专利权)人：中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42