结合液态空气储能的深度调峰电站制造技术

本实用新型专利技术提供一种结合液态空气储能的深度调峰电站及深度调峰方法。该电站在电厂单元的第一汽轮机组与回热器之间旁通连接驱动流路和换热流路，驱动流路和换热流路并联、并分别与液态空气储能单元的储能流路和释能流路连接；在电网处于任意阶段均利用第一汽轮机组做功以对电网输电；在电网处于用电谷段能利用驱动流路从第一汽轮机组抽取级间蒸汽，用以驱动储能流路运行；在电网处于用电峰段能利用换热流路从第一汽轮机组抽取级间蒸汽与释能流路内的介质进行换热，用以对处于释能发电状态下的释能流路内的介质进行预热。可见，该电站根据电网的用电负荷阶段进行灵活调峰，并减少能量转换过程，提高了电站的整体运行效率，降低电站运行成本。降低电站运行成本。降低电站运行成本。

【技术实现步骤摘要】
结合液态空气储能的深度调峰电站


[0001]本技术涉及节能环保
，尤其涉及一种结合液态空气储能的深度调峰电站。

技术介绍

[0002]随着全球工业化的突飞猛进，电网负荷存在白天高峰和深夜低谷的周期性变化，用电负荷的峰谷差可达最大发电出力的30％～40％。峰谷差的存在给发电和电力调度造成一定的困难，也给电网运行带来一定风险。同时，为了满足电网的最大负荷要求，电网的建设费用也大幅增加，利用效率较低。
[0003]目前，在电网输电技术中火电厂的调峰比例相对最高，但受限于火电厂的自身技术特点，火电厂的调峰比例较低。当用电高峰时，调峰电厂机组增大发电量，当用电低谷时，调峰电厂机组减小发电量，以实现调峰发电。但是，常规调峰火电厂的发电量的增大和减小的幅度都不能过高，否则严重影响锅炉和汽轮机组的工作效率；并且，调节火电机组发电功率主要是通过改变汽轮机组的进汽参数，而参数改变的幅度过大也会显著影响锅炉燃煤利用效率以及汽轮机组的安全性和寿命；同时，由于燃煤锅炉改变参数的滞后性，更会导致调峰响应不及时。

技术实现思路

[0004]本技术提供一种结合液态空气储能的深度调峰电站，用以解决现有技术中火电厂受限于自身技术特性，调峰幅度过大会严重影响火电厂的锅炉和汽轮机组的工作效率、利用效率、安全性和使用寿命，并且还会导致调峰响应及不及时的缺陷。
[0005]本技术提供一种结合液态空气储能的深度调峰电站，包括：
[0006]驱动流路，旁通连接于电厂单元的第一汽轮机组和回热器之间，其中，所述第一汽轮机组和所述回热器连接于同一蒸汽循环流路中；
[0007]换热流路，旁通连接于所述第一汽轮机组和所述回热器之间，并与所述驱动流路并联设置；
[0008]其中，所述第一汽轮机组用于向电网输电；
[0009]在所述电网处于用电谷段，所述驱动流路能从所述第一汽轮机组抽取级间蒸汽，用以驱动所述液态空气储能单元的储能流路运行；
[0010]在所述电网处于用电峰段，所述换热流路能从所述第一汽轮机组抽取级间蒸汽与所述液态空气储能单元的释能流路进行换热，用以对处于释能发电状态下的所述释能流路内的介质进行预热。
[0011]根据本技术提供的一种结合液态空气储能的深度调峰电站，所述驱动流路上设有第二汽轮机组，所述液态空气储能单元包括空气压缩机组和储能罐，所述储能流路连接于所述空气压缩机组和所述储能罐之间，所述第二汽轮机组的动力输出轴端与所述空气压缩机组的动力输入轴端相连接。
[0012]根据本技术提供的一种结合液态空气储能的深度调峰电站，所述液态空气储能单元还包括空气透平机组和空气预热器，所述释能流路连接于所述储能流路和所述空气透平机组之间；所述空气预热器的第一换热侧连接于所述释能流路，所述空气预热器的第二换热侧连接于所述换热流路。
[0013]根据本技术提供的一种结合液态空气储能的深度调峰电站，所述驱动流路和所述换热流路上分别设有至少一个控制阀，各个所述控制阀分别与所述电网之间信号连接。
[0014]根据本技术提供的一种结合液态空气储能的深度调峰电站，所述第二汽轮机组的进汽端与所述第一汽轮机组之间的连接管路上设有至少一个第一控制阀；和/或，
[0015]所述第二汽轮机组的排汽端与所述回热器之间的连接管路上设有至少一个第二控制阀。
[0016]根据本技术提供的一种结合液态空气储能的深度调峰电站，所述空气预热器的第二换热侧的进汽端与所述第一汽轮机组之间的连接管路上设有至少一个第三控制阀；和/或，
[0017]所述空气预热器的第二换热侧的排汽端与所述回热器之间的连接管路上设有至少一个第四控制阀。
[0018]根据本技术提供的一种结合液态空气储能的深度调峰电站，所述液态空气储能单元还包括：
[0019]压缩热利用装置，其第一换热侧和第二换热侧分别连接于所述储能流路和所述释能流路中；
[0020]蓄冷器，其第一换热侧连接于所述压缩热利用装置与所述储能罐之间的所述储能流路中，所述蓄冷器的第二换热侧连接于所述储能罐与所述压缩热利用装置之间的所述释能流路中；
[0021]节流元件，连接于所述蓄冷器的第一换热侧与所述储能罐之间的所述储能流路中；
[0022]驱动泵，连接于所述储能罐与所述蓄冷器的第二换热侧之间的所述释能流路中。
[0023]根据本技术提供的一种结合液态空气储能的深度调峰电站，所述第一汽轮机组连接有第一发电机，所述空气透平机组连接有第二发电机，所述第一发电机和所述第二发电机分别通过输电管路能各自向所述电网输电。
[0024]根据本技术提供的一种结合液态空气储能的深度调峰电站，所述电厂单元包括蒸汽锅炉、冷凝器、一级给水泵和二级给水泵，所述蒸汽锅炉、所述第一汽轮机组、所述冷凝器、所述一级给水泵、所述回热器和所述二级给水泵依次连接于同一所述蒸汽循环流路中。
[0025]本技术提供一种结合液态空气储能的深度调峰电站，该电站在电厂单元的第一汽轮机组与回热器之间旁通连接驱动流路和换热流路，且将驱动流路和换热流路相互并联设置，驱动流路和换热流路分别与液态空气储能单元的储能流路和释能流路相连接；该电站在电网处于任意用电阶段均利用电厂单元的第一汽轮机组做功，以实现对电网正常输电；并且，在电网处于用电谷段能利用驱动流路从第一汽轮机组抽取级间蒸汽，用以驱动储能流路运行；并且，在电网处于用电峰段能利用换热流路从第一汽轮机组抽取级间蒸汽与
释能流路内的介质进行换热，用以对处于释能发电状态下的释能流路内的介质进行预热。可见，该电站能根据电网的用电负荷阶段进行灵活调峰，并在调峰过程中一方面能利用驱动流路抽取的第一汽轮机组的级间蒸汽直接驱动液态空气储能单元实现储能，另一方面能利用换热流路抽取的第一汽轮机组的级间蒸汽对处于释能发电状态下的释能流路内的介质进行预热，从而减少了现有技术中“蒸汽
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发电机
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电能
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电动机
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空气压缩机”的能量转换过程，并提高液态空气储能单元的释能效率，进而有效提高电站的整体运行效率，并降低电站运行成本。
[0026]换言之，该电站在传统调峰火电厂的基础上结合液态空气储能单元，在电网用电谷段，不必改变蒸汽锅炉的蒸汽参数，而是从第一汽轮机组级间抽取部分低压蒸汽用于驱动第二汽轮机组运转，进而驱动液态空气储能单元进行储能；而在电网用电峰段，同样不必改变蒸汽锅炉的蒸汽参数，而是通过液态空气储能单元输出功率，并从第二汽轮机组的级间抽取部分低压蒸汽用于预热空气透平机组的进气，进而增大发电功率。该设置不仅可使电厂单元的调峰能力范围增幅至额定功率的30％
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200％，从而实现大功率深度调峰；还可以始终维持蒸汽锅炉在额定工况下保持运行不停机，提高火电厂的运行效率的同时，可通过液态空气储能单元的启停实现削峰填谷的快速响应。并且，该电站通过自第一汽轮机组的级间抽气，可以有效减小第一汽轮机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种结合液态空气储能的深度调峰电站，其特征在于，包括：驱动流路，旁通连接于电厂单元的第一汽轮机组和回热器之间，其中，所述第一汽轮机组和所述回热器连接于同一蒸汽循环流路中；换热流路，旁通连接于所述第一汽轮机组和所述回热器之间，并与所述驱动流路并联设置；其中，所述第一汽轮机组用于向电网输电；在所述电网处于用电谷段，所述驱动流路能从所述第一汽轮机组抽取级间蒸汽，用以驱动所述液态空气储能单元的储能流路运行；在所述电网处于用电峰段，所述换热流路能从所述第一汽轮机组抽取级间蒸汽与所述液态空气储能单元的释能流路进行换热，用以对处于释能发电状态下的所述释能流路内的介质进行预热。2.根据权利要求1所述的结合液态空气储能的深度调峰电站，其特征在于，所述驱动流路上设有第二汽轮机组，所述液态空气储能单元包括空气压缩机组和储能罐，所述储能流路连接于所述空气压缩机组和所述储能罐之间，所述第二汽轮机组的动力输出轴端与所述空气压缩机组的动力输入轴端相连接。3.根据权利要求2所述的结合液态空气储能的深度调峰电站，其特征在于，所述液态空气储能单元还包括空气透平机组和空气预热器，所述释能流路连接于所述储能流路和所述空气透平机组之间；所述空气预热器的第一换热侧连接于所述释能流路，所述空气预热器的第二换热侧连接于所述换热流路。4.根据权利要求3所述的结合液态空气储能的深度调峰电站，其特征在于，所述驱动流路和所述换热流路上分别设有至少一个控制阀，各个所述控制阀分别与所述电网之间信号连接。5.根据权利要求4所述的结合液态空气储能的深度调峰电站，其特征在于，所述第二汽轮机组的进汽端...

【专利技术属性】
技术研发人员：季伟，郭璐娜，高诏诏，陈六彪，崔晨，郭嘉，王俊杰，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：新型
国别省市：