一种燃煤电厂改造的多电源储热调峰电站及调峰方法技术

本发明专利技术公开了一种燃煤电厂改造的多电源储热调峰电站及调峰方法，包括高压加热器和高温储热罐，高温储热罐的换热介质入口连接低温储热罐的换热介质出口，高温储热罐连接储热罐电加热装置，高温储热罐的换热介质出口连接过热器和再热器，过热器的换热介质出口连接蒸发器，蒸发器的换热介质出口和再热器的出口连接在预热器上，预热器的换热介质出口连接低温储热罐；高压加热器的给水出口连接预热器，预热器的预热水出口连接蒸发器和过热器，过热器的蒸汽出口连接高压高温热用户和汽轮机组系统；汽轮机组系统的抽汽出口和蒸汽出口分别连接高压加热器的壳侧和再热器，再热器的蒸汽出口连接中压高温热用户和汽轮机组系统。本发明专利技术改造成本低，绿色环保。绿色环保。绿色环保。

【技术实现步骤摘要】
一种燃煤电厂改造的多电源储热调峰电站及调峰方法


[0001]本专利技术属于火电厂储热发电系统
，具体属于一种燃煤电厂改造的多电源储热调峰电站及调峰方法。

技术介绍

[0002]在目前高比例的可再生能源发电系统下，煤电比例将大幅降低，而煤电也承担着社会供暖供热供汽，以及主动支持稳定电网的功能。随着双碳目标的要求，煤炭存续问题也日益严峻，如何减少煤耗转化为新能源供能是很棘手的事情，而且目前很多燃煤电站采用供热改造，灵活性调峰等措施，来降低发电和供电煤耗，但仍不能很快的降低煤电在电力结构中的比例。大力发展新能源，则存在不连续，不稳定等问题，如何既能保持整个煤电系统已有作用或利用已有资产，还能实现碳中和目标，降低煤电消耗比例，以最低成本完成煤电消耗到新能源消耗的转化是亟需解决的问题。

技术实现思路

[0003]为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种燃煤电厂改造的多电源储热调峰电站及调峰方法，解决目前如何低成本的将煤电调峰系统转化为新能源调峰系统的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种燃煤电厂改造的多电源储热调峰电站，其特征在于，包括高压加热器、高温储热罐和低温储热罐，所述高温储热罐的换热介质入口连接低温储热罐的换热介质出口，高温储热罐连接有储热罐电加热装置，所述高温储热罐的换热介质出口连接过热器和再热器，过热器的换热介质出口连接有蒸发器，蒸发器的换热介质出口和再热器的出口连接在预热器上，预热器的换热介质出口连接低温储热罐；
[0005]高压加热器的给水出口连接预热器，预热器的预热水出口依次连接蒸发器和过热器，过热器的蒸汽出口连接高压高温热用户和汽轮机组系统；
[0006]汽轮机组系统的抽汽出口和蒸汽出口分别连接高压加热器的壳侧和再热器，再热器的蒸汽出口连接中压高温热用户和汽轮机组系统。
[0007]进一步的，高温储热罐的换热介质入口通过换热介质循环管道连接低温储热罐的换热介质出口，换热介质循环管道上设有管道电加热器和热泵。
[0008]进一步的，所述管道电加热器、热泵和储热罐电加热装置均连接至电力系统电网。
[0009]进一步的，所述汽轮机组系统包括高压缸和中压缸，高压缸的抽汽出口连接高压加热器的壳侧和再热器，再热器的蒸汽出口还连接中压缸的蒸汽入口，所述中压缸的抽汽出口连接高压加热器的壳侧。
[0010]进一步的，所述中压缸的蒸汽出口还连接有低压缸的蒸汽入口和低压热用户，所述中压缸的蒸汽出口连接除氧器，除氧器的给水出口连接高压加热器的给水入口，高压加热器的壳侧疏水出口连接除氧器。
[0011]进一步的，所述低压缸的蒸汽抽汽出口连接低压加热器的壳侧，低压加热器的给水出口连接除氧器，低压加热器的给水入口连接凝汽器，凝汽器的连接低压缸的蒸汽出口，凝汽器还连接低压加热器的壳侧疏水出口。
[0012]进一步的，所述凝汽器的给水出口和低压加热器的给水入口之间的管道上连接有凝结水泵和轴封加热器，轴封加热器布设在凝结水泵的出口处；
[0013]所述低压缸上还连接有汽轮发电机。
[0014]进一步的，所述高温储热罐和低温储热罐中的换热介质为熔盐。
[0015]进一步的，所述低温储热罐的换热介质出口和高温储热罐的换热介质入口之间布置有低温介质泵，所述高温储热罐的换热介质通过高温介质泵送至过热器和再热器。
[0016]本专利技术提供了一种燃煤电厂改造的多电源储热调峰电站的调峰方法，包括以下步骤，
[0017]高温储热罐内的换热介质经储热罐电加热装置加热完成后，加热后的换热介质分别流入过热器和再热器，加热后的换热介质经过热器流入蒸发器，蒸发器中的换热介质和再热器的换热介质共同流入预热器，预热器的换热介质流入低温储热罐，低温储热罐的换热介质流回高温储热罐进行加热；
[0018]高压加热器的给水出口经过预热器、蒸发器和过热器，完成给水的预热、蒸发和过热过程，经过过热器生成过热蒸汽，过热蒸汽分别供给热用户和进入汽轮机组系统中进行发电，汽轮机组系统的抽汽分别进入高压加热器的壳侧加热给水和进入再热器吸收换热介质热量，经过再热器的蒸汽送至热用户处以及返回汽轮机组系统中进行发电，在用电高峰时，过热蒸汽供给热用户，汽轮机组系统发电并送至电网，在用电低谷时，加热换热介质进行储能；完成多电源储热调峰电站的调峰过程。
[0019]与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果：
[0020]本专利技术还提供一种燃煤电厂改造的多电源储热调峰电站，通过高温储热罐对过热器、蒸发器和预热器以及再热器提供换热介质，再热器接收汽轮机组系统中的蒸汽进行再次加热然后在返回汽轮给水系统中进行发电同时能够将再热的蒸汽输入热用户中，而且，预热器中通入给水，给水依次经过预热器、蒸发器和过热器能够完成给水的预热、蒸发和过热，过热蒸汽能够提供给热用户和送至汽轮机组系统中进行发电，本专利技术利用高温换热介质储存的热量，替代燃煤电厂燃煤锅炉，高温储热罐的加热能量能够采用电网低谷电或可再生能源弃电等。而且将高温储热装置加入到现有的朗肯循环中，可以大量减少二氧化碳排放，同时对可再生能源发电起到消纳储存作用。在保留了目前大部分煤电调峰系统的部件同时，实现新能源的调峰系统构成，改造成本低，且绿色环保。
[0021]进一步的，换热介质循环通道上连接管道电加热和热泵，能够使本专利技术具有多种加热换热介质的方式，第一种方式利用低温换热介质作为冷源，高温换热介质作为热源，采用热泵提升换热介质温度。第二种方式是采用管道电加热器对低温储热罐输送来的换热介质进行加热后流入高温储热罐。第三种方式是低温储热罐的换热介质经冷介质泵加热流入高温储热罐，再利用罐内的电加热器进行加热。加热方式多样，能够根据实际工况进行选择，而且对于电阻加热器部分，可以用热泵来替代，驱动电力仍源于可再生能源多余电力。较电阻加热器，热泵充热效率可以达到120％，从而系统整体效率达到50％。本专利技术可实现大容量，长时间的电网级储能功能。对实现双碳目标，稳定电网安全，可再生能源消纳具有
重要作用。
[0022]进一步的，高压缸的一部分蒸汽能够加热给水温度，提升给水进入预热器的温度，减少预热器的能耗，而且高压缸的蒸汽经过再热器后一方面送入热用户另一方面继续返回汽轮机组系统中进行发电，实现热电联供。
[0023]进一步的，中压缸和低压缸能够完成蒸汽发电的同时将蒸汽送入加热器壳侧放热后重新回流至加热器管侧作为给水对预热器进行补充，减少了能源的损耗。
[0024]本专利技术还提供一种燃煤电厂改造的多电源储热调峰电站的调峰方法，利用高温介质储存的热量，替代燃煤电厂燃煤锅炉，对汽轮机组系统进行加热，产生过热蒸汽和再热蒸汽进入汽轮机组系统进行发电或抽汽供热。换热后的冷态换热介质流入低温储热罐，再经过冷介质泵后由热泵或管道电加热器或储热罐电加热装置进行加热后进入高温储热罐准备下一个循环，实现热电联供。热泵和管道电加热器以及储热罐电加热装置的用电采用电网低谷电或可再生能源弃电等。根据电网负荷随时进行电网电量的消本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃煤电厂改造的多电源储热调峰电站，其特征在于，包括高压加热器(21)、高温储热罐(4)和低温储热罐(5)，所述高温储热罐(4)的换热介质入口连接低温储热罐(5)的换热介质出口，高温储热罐(4)连接有储热罐电加热装置(2)，所述高温储热罐(4)的换热介质出口连接过热器(7)和再热器(10)，过热器(7)的换热介质出口连接有蒸发器(8)，蒸发器(8)的换热介质出口和再热器(10)的出口连接在预热器(9)上，预热器(9)的换热介质出口连接低温储热罐(5)；高压加热器(21)的给水出口连接预热器(9)，预热器(9)的预热水出口依次连接蒸发器(8)和过热器(7)，过热器(7)的蒸汽出口连接高压高温热用户(29)和汽轮机组系统；汽轮机组系统的抽汽出口和蒸汽出口分别连接高压加热器(21)的壳侧和再热器(10)，再热器(10)的蒸汽出口连接中压高温热用户(30)和汽轮机组系统。2.根据权利要求1所述的一种燃煤电厂改造的多电源储热调峰电站，其特征在于，高温储热罐(4)的换热介质入口通过换热介质循环管道(1)连接低温储热罐(5)的换热介质出口，换热介质循环管道(1)上设有管道电加热器(22)和热泵(23)。3.根据权利要求2所述的一种燃煤电厂改造的多电源储热调峰电站，其特征在于，所述管道电加热器(22)、热泵(23)和储热罐电加热装置(2)均连接至电力系统电网(25)。4.根据权利要求1所述的一种燃煤电厂改造的多电源储热调峰电站，其特征在于，所述汽轮机组系统包括高压缸(11)和中压缸(12)，高压缸(11)的抽汽出口连接高压加热器(21)的壳侧和再热器(10)，再热器(10)的蒸汽出口还连接中压缸(12)的蒸汽入口，所述中压缸(12)的抽汽出口连接高压加热器(21)的壳侧。5.根据权利要求4所述的一种燃煤电厂改造的多电源储热调峰电站，其特征在于，所述中压缸(12)的蒸汽出口还连接有低压缸(13)的蒸汽入口和低压热用户(31)，所述中压缸(12)的蒸汽出口连接除氧器(19)，除氧器(19)的给水出口连接高压加热器(21)的给水入口，高压加热器(21)的壳侧疏水出口连接除氧器(19)。6.根据权利要求5所述的一种燃煤电厂改造的多电源储热调峰电站，其特征在于，所述低压缸(13)的蒸...

【专利技术属性】
技术研发人员：许世森，郑建涛，徐越，杨剑，田仲伟，
申请(专利权)人：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：