一种双介质储热型调峰热力发电系统及储释热方法技术方案

本发明专利技术公开了一种双介质储热型调峰热力发电系统及储释热方法。该系统由锅炉、汽轮机、发电机、凝结水泵、低压加热器组、除氧器、高压加热器组、熔盐罐、熔盐泵、汽盐换热器、水盐换热器、相变换热器、储水罐等设备组成。在电网用电低谷期间，锅炉稳燃负荷大于汽轮机负荷时，过剩高品位热量存储于熔盐储热罐，低品位热量存储于储水罐；在电网非低谷用电期间，熔盐储热罐释放存储热量，产生蒸汽送入汽轮机做功；储水罐中的热水进入除氧器。该系统和方法解决了电网用电低谷期间热力发电机组的锅炉和汽轮机最低负荷不匹配问题，达到热力发电机组深度、快速、灵活调峰的目的。灵活调峰的目的。灵活调峰的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种双介质储热型调峰热力发电系统及储释热方法


[0001]本专利技术属于发电领域，特别涉及一种双介质储热型调峰热力发电系统及储释热方法。

技术介绍

[0002]在我国碳达峰、碳中和的重大战略背景下，全面推进新能源发电大规模开发和高质量发展，预计到2030年，我国风电、太阳能发电总装机容量达到12亿千瓦以上。其中风电、光伏发电的波动性大，与电负荷的峰谷需求难匹配，从而导致电力系统调峰压力显著增大。目前电力调峰的主要机组还是热力发电机组，但是热力发电机组由于受到锅炉这一关键设备最低稳燃负荷制约，在电网用电低谷期间，火电机组难以持续维持在低负荷工况运行，极大影响了火电机组的调峰能力。特别是在新能源发电比例的不断增长，热力发电机组的比例相对下降，电网对热力发电机组调峰深度提出更高的要求。因此需要采用技术手段，提高机组深度调峰的能力。
[0003]热力发电机组参与调峰的深度主要受到锅炉稳定燃烧的限制，解决的途径分为两类，一是同通过锅炉的本体改造，尤其是燃烧系统的稳燃改造，降低锅炉稳定燃烧负荷，达到深度调峰的目的；二是采用技术手段将锅炉过剩的热量进行利用，比如采用合理的供热方式或者是储能方式。同时，两种途径同时使用则更能提升机组调峰的深度。
[0004]储能方面的技术主要有抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能、电化学储能、储热等方式，主要以势能、机械能、电能和热能的形式进行存储。在热力发电厂中，储热是一种比较适宜的储能形式。熔融盐储能系统已经在太阳能光热发电站中有成熟的商业应用，储热温度也与热力发电机组的温度匹配，是一种比较适宜的高品位热量储能方式。另外，水的比热容较大，在低温储热应用具有优势，适合存储低品位的热量。
[0005]采用双介质储热，双罐熔融盐储高品位热量，水罐储低品位热量，对锅炉过剩能量进行存储，达到机组锅炉和汽轮机最低稳定运行负荷的平衡，并在非低谷用电期间释放热量，加热蒸汽，驱动汽轮机做功，从而在较小的能量损失情况下，达到热力发电机组深度、快速、灵活调峰的目的。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提出一种双介质储热型调峰热力发电系统及储释热方法。
[0007]本专利技术提出一种双介质储热型调峰热力发电系统，所述系统包括锅炉1、汽轮机2、发电机3、凝汽器4、凝结水泵5、低压加热器组6、除氧器7、给水泵8、高压加热器组9、高温熔盐罐12、低温熔盐罐10、低温熔盐泵11、高温熔盐泵13、第一汽盐换热器14、第二汽盐换热器15、第三汽盐换热器16、第四汽盐换热器17、相变换热器18、水盐换热器19、第五汽盐换热器20、汽水换热器21、水罐22、热水泵23、供热水泵24、水水换热器25；具体组成结构如下：锅炉1的过热器1
‑
1通过蒸汽管道与汽轮机2的高压缸2
‑
1入口相连接，高压缸2
‑
1的出口与锅炉1的再热器1
‑
2入口连接，再热器1
‑
2的出口与汽轮机2的中压缸2
‑
2入口连接；汽轮机2通过机
械方式与发电机3连接，汽轮机2的低压缸2
‑
3排汽连接至凝汽器4，凝汽器4的凝结水通过管道连接凝结水泵5，再通过管道依次连接到低压加热器组6、除氧器7、给水泵8和高压加热器9，最后通过管道连接到锅炉1，实现蒸汽动力循环；低温熔盐罐10用管道连接低温熔盐泵11，然后连接第三汽盐换热器16，第三汽盐换热器16熔盐出口管道分成两路，一路连接第二汽盐换热器15，另一路连接第一汽盐换热器14；第一汽盐换热器14熔盐出口通过管道连接到高温熔盐罐12；第二汽盐换热器15熔盐出口通过管道连接到高温熔盐罐12；第一汽盐换热器14的蒸汽入口端通过管道连接到锅炉1的过热器1
‑
1出口，第一汽盐换热器14的蒸汽出口端通过管道连接到锅炉1的再热器1
‑
2的入口；第二汽盐换热器15的进汽端经管道连接至锅炉1的再热器1
‑
2出口，蒸汽出口经管道依次连接至第三汽盐换热器16、汽水换热器21和水罐22；第二汽盐换热器15蒸汽出口通过管道连接至低压缸2
‑
3入口；第三汽盐换热器16的汽侧出口有管道连接至除氧器7；高温熔盐罐12用管道连接高温熔盐泵13，高温熔盐泵13出口管道分两路：一路连接到第四汽盐换热器17，另外一路由管道连接到第五汽盐换热器20，第四汽盐换热器17熔盐出口管道和第五汽盐换热器20熔盐出口管道合并后依次连接相变换热器18和水盐换热器19，最后通过管道连接到低温熔盐罐10。第五汽盐换热器20的蒸汽进口端经管道连接到汽轮机2的高压缸2
‑
1排汽管道，第五汽盐换热器20的蒸汽出口端连接到中压缸2
‑
2的蒸汽入口端；水盐换热器19的进水端由管道连接到给水泵8的出口管道，水盐换热器19的出水端由管道依次连接到相变换热器18、第四汽盐换热器17和高压缸2
‑
1；水罐22由管道依次连接热水泵23、汽水换热器21和除氧器7。
[0008]进一步地，所述系统还包括汽水换热器21热水出口和汽水换热器21的入口之间设置的管道。
[0009]进一步地，水罐22由管道依次连接供热水泵24和水水换热器25，并连接回水罐22。
[0010]进一步地，凝结水泵5出口有管道连接至水罐22。
[0011]可选地，汽轮机2的低压缸2
‑
3排汽连接至凝汽器4，凝汽器4的凝结水通过管道连接凝结水泵5，再通过管道依次连接到低压加热器组6、除氧器7、给水泵8和高压加热器组9，最后通过管道连接到锅炉1，实现蒸汽动力循环。
[0012]所述一种双介质储热型调峰热力发电系统，从锅炉1过热器1
‑
1流出的蒸汽，分为两路，一路进入汽轮机2高压缸2
‑
1做功，另外一路进入第一汽盐换热器14加热熔融盐，然后返回到锅炉再热器1
‑
2入口；锅炉再热器1
‑
2出口蒸汽分为两路，一路进入汽轮机中压缸2
‑
2做功，另外一路顺次流经第二汽盐换热器15、第三汽盐换热器16和汽水换热器21放出热量后汇入水罐22；第二汽盐换热器15出口蒸汽进入低压缸2
‑
3继续做功；低温熔盐罐10中的低温熔盐经低温熔盐泵11升压并经过第三汽盐换热器16后，分为两路：一路流经第二汽盐换热器15与蒸汽逆向换热后流至高温熔盐罐12，另外一路流经第一汽盐换热器14吸收热量后流至高温熔盐罐12；水罐22中的水经过热水泵23升压后进入汽水换热器21吸热，吸热后的热水一部分进入除氧器7，另一部分进入水罐22；实现所述系统热量的存储流程。
[0013]所述一种双介质储热型调峰热力发电系统，所述系统的高温熔盐罐12中存储的高温熔融盐，经过高温熔盐泵13升压后，分为两路：第一路顺次进入第四汽盐换热器17，放出熔融盐的热量，然后经第四汽盐换热器17熔盐出口流出；第二路进入第五汽盐换热器20，放出熔融盐热量，经第五汽盐换热器2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双介质储热型调峰热力发电系统，其特征在于，所述系统包括锅炉(1)、汽轮机(2)、发电机(3)、凝汽器(4)、凝结水泵(5)、低压加热器组(6)、除氧器(7)、给水泵(8)、高压加热器组(9)、高温熔盐罐(12)、低温熔盐罐(10)、低温熔盐泵(11)、高温熔盐泵(13)、第一汽盐换热器(14)、第二汽盐换热器(15)、第三汽盐换热器(16)、第四汽盐换热器(17)、相变换热器(18)、水盐换热器(19)、第五汽盐换热器(20)、汽水换热器(21)、水罐(22)、热水泵(23)、供热水泵(24)、水水换热器(25)；其中，锅炉(1)的过热器(1
‑
1)通过蒸汽管道与汽轮机(2)的高压缸(2
‑
1)入口相连接，高压缸(2
‑
1)的出口与锅炉(1)的再热器(1
‑
2)入口连接，再热器(1
‑
2)的出口与汽轮机(2)的中压缸(2
‑
2)入口连接；汽轮机(2)通过机械方式与发电机(3)连接，汽轮机(2)的低压缸(2
‑
3)排汽连接至凝汽器(4)，凝汽器(4)的凝结水通过管道连接凝结水泵(5)，再通过管道依次连接到低压加热器组(6)、除氧器(7)、给水泵(8)和高压加热器组(9)，最后通过管道连接到锅炉(1)，实现蒸汽动力循环；低温熔盐罐(10)用管道连接低温熔盐泵(11)，然后连接第三汽盐换热器(16)；第三汽盐换热器(16)熔盐出口管道分成两路，一路连接第二汽盐换热器(15)，另一路连接第一汽盐换热器(14)；第二汽盐换热器(15)熔盐出口连接到高温熔盐罐(12)；第一汽盐换热器(14)熔盐出口连接到高温熔盐罐(12)；第一汽盐换热器(14)的蒸汽入口端通过管道连接到锅炉(1)的过热器(1
‑
1)出口，第一汽盐换热器(14)的蒸汽出口端通过管道连接到锅炉(1)的再热器(1
‑
2)的入口；第二汽盐换热器(15)的进汽端经管道连接至锅炉(1)的再热器(1
‑
2)出口，第二汽盐换热器(15)的蒸汽出口经管道依次连接至第三汽盐换热器(16)、汽水换热器(21)和水罐(22)；第二汽盐换热器(15)蒸汽出口通过管道连接至低压缸(2
‑
3)入口；第三汽盐换热器(16)的汽侧出口有管道连接至除氧器(7)；高温熔盐罐(12)用管道连接高温熔盐泵(13)，高温熔盐泵(13)出口管道分两路：一路连接到第四汽盐换热器(17)，另外一路由管道连接到第五汽盐换热器(20)；第四汽盐换热器(17)熔盐出口管道和第五汽盐换热器(20)熔盐出口管道合并后依次连接相变换热器(18)和水盐换热器(19)，最后通过管道连接到低温熔盐罐(10)；第五汽盐换热器(20)的蒸汽进口端经管道连接到汽轮机(2)的高压缸(2
‑
1)排汽管道，第五汽盐换热器(20)的蒸汽出口端连接到中压缸(2
‑
2)的蒸汽入口端；水盐换热器(19)的进水端由管道连接到给水泵(8)的出口管道，水盐换热器(19)的出水端由管道依次连接到相变换热器(18)、第四汽盐换热器(17)和高压缸(2
‑
1)；水罐(22)由管道依次连接热水泵(23)、汽水换热器(21)和除氧器(7)。2.根据权利要求1所述双介质储热型调峰热力发电系统，其特征在于，所述系统还包括汽水换热器(21)热水出口和汽水换热器(21)的入口之间设置的管道连接。3.根据权利要求1所述双介质储热型调峰热力发电系统，其特征在于，水罐(22)由管道依次连接供热水泵(24)和水水换热器(25)，并连接回水罐(22)；凝结水泵(5)出口有管道连接至水罐(22)。4.根据权利要求1所述双介质储热型调峰热力发电系统，其特征在于，从锅炉(1)过热器(1
‑
1)流出的蒸汽，分为两路，一路进入汽轮机(2)高压缸(2
‑
1)做功，另外一路进入第一汽盐换热器(14)加热熔融盐，然后返回到锅炉再热器(1
‑
2)入口；锅炉再热器(1
‑
2)出口蒸汽分为两路，一路进入汽轮机中压缸(2
‑
2)做功，另外一路顺次流经第二汽盐换热器(15)、第三汽盐换热器(16)和汽水换热器(21)放出热量后汇入水罐(22)；第二汽盐换热器(15)出口蒸汽进入低压缸(2
‑
3)继续做功；低温熔盐罐(10)中的低温熔盐经低温熔盐泵(11)升压
并经过第三汽盐换热器(16)后，分为两路：一路流经第二汽盐换热器(15)与蒸汽逆向换热后流至高温熔盐罐(12)，另外一路流经第一汽盐换热器(14)吸收热量后流至高温熔盐罐(12)；水罐(22)中的水经过热水泵(23)升压后进入汽水换热器(21)吸热，吸热后的热水一部分进入除氧器(7)，另一部分进入水罐(22)；实现所述系统热量的存储流程。5.根据权利要求1所述双介质储热型调峰热力发电系统，其特征在于，所述系统的高温熔盐罐(12)中存储的高温熔融盐，经过高温熔盐泵(13)升压后，分为两路：第一路进入第四汽盐换热器(17)，放出熔融盐的热量，然后经第四汽盐换热器(17)熔盐出口流出；第二路进入第五汽盐换热器(20)，放出熔融盐热量，经第五汽盐换热器(20)熔盐出口流出；第四汽盐换热器(17)熔盐出口流出的熔融盐...

【专利技术属性】
技术研发人员：李恕桃，郭威，
申请(专利权)人：斯玛特储能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：