基于沙子储热的火电机组系统技术方案

本实用新型专利技术属于火力发电技术领域，公开了一种基于沙子储热的火电机组系统，包括火力发电子系统和沙子储放热子系统，其中火力发电子系统包括按工至流向依次串联设置的锅炉、汽轮机高压缸、汽轮机中低压缸、低压加热器、除氧器、高压加热器；沙子储放热子系统包括按工质流向依次串联设置的低温沙子储罐、蒸汽

【技术实现步骤摘要】
基于沙子储热的火电机组系统


[0001]本技术属于火力发电
，涉及一种基于沙子储热的火电机组系统。

技术介绍

[0002]构建以新能源为主体的新型电力系统是实现碳中和碳达峰的重要手段。随着大量的可再生能源接入电网，可再生能源间歇性、波动性和反调峰性的特点使得火电机组在未来需要承担新的角色，一方面需要在新能源大发时段压低负荷让出容量通道，一方面还需要在新能源小发时段提高负荷保供电力供应，这就需要提高现有火电机组的运行负荷范围。为火电机组配置储能是一条行之有效的手段，这其中主要包括电化学储能、熔盐储能等，对于电化学储能主要存在储能成本高、运行寿命短的缺点；对于熔盐储能主要存在防凝成本高、运行功耗大的缺点。因此寻找一种低成本、高适应性的储热介质与火电机组耦合，以经济的提高机组运行负荷范围是亟待解决的问题。

技术实现思路

[0003]本技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种基于沙子储热的火电机组系统。
[0004]为达到上述目的，本技术采用以下技术方案予以实现：基于沙子储热的火电机组系统，包括火力发电子系统和沙子储放热子系统；其中：
[0005]火力发电子系统包括按工至流向依次串联设置的锅炉、汽轮机高压缸、汽轮机中低压缸、低压加热器、除氧器以及高压加热器；
[0006]沙子储放热子系统包括按工质流向依次串联设置的低温沙子储罐、蒸汽
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沙子换热器、高温沙子储罐以及蒸汽发生器；
[0007]锅炉的过热器出口与蒸汽
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沙子换热器的蒸汽入口连接，蒸汽
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沙子换热器的蒸汽出口与锅炉的再热器进口连接；高压加热器的给水出口还与蒸汽发生器的给水入口连接，蒸汽发生器的蒸汽出口与汽轮机高压缸的蒸汽入口连接。
[0008]所述锅炉的主蒸汽出口与汽轮机高压缸的进汽口连接，汽轮机高压缸的排汽口与锅炉的再热器进口连接，锅炉的再热器出口与汽轮机中/低压缸的进汽口连接，汽轮机高压缸和汽轮机中/低压缸均与发电机连接，用于共同驱动发电机发电；汽轮机中/低压缸的排汽口依次连接低压加热器、除氧器和高压加热器，高压加热器与锅炉的预热器入口连接。
[0009]低温沙子储罐、蒸汽
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沙子换热器和高温沙子储罐的高度依次降低，低温沙子基于重力作用由低温沙子储罐进入蒸汽
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沙子换热器的沙子入口；换热后的高温沙子基于重力作用进入蒸汽发生器的沙子入口；蒸汽发生器的出口设置吸沙泵，将换热后的低温沙子输送至低温沙子储罐。
[0010]锅炉过热器出口至蒸汽
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沙子换热器蒸汽入口、高压加热器给水出口至蒸汽发生器给水入口、低温沙子储罐至蒸汽
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沙子换热器、高温沙子储罐至蒸汽发生器之间的管路上均设置调节阀门。
[0011]蒸汽发生器的蒸汽出口设置温度和压力传感器。
[0012]所述沙子储放热系统中沙子粒径小于5mm，沙子介质的工作温度为200
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800℃。
[0013]所述蒸汽
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沙子换热器和蒸汽发生器为多级串联并联设置。
[0014]所述低温沙子储罐的设计温度为300℃；高温沙子储罐的设计温度为800℃。
[0015]与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：
[0016]本技术的基于沙子储热的火电机组系统，围绕火电机组配置一套沙子储放热子系统与火电机组耦合，在火电机组需要降低负荷调峰时，可以将部分火电机组的蒸汽引出与沙子换热，将部分热量储存于沙子中，使火电机组的负荷变化不受锅炉最低稳燃负荷影响，增加火电机组调峰范围，大幅提高火电机组运行灵活性；在火电机组不需要降低负荷调峰时，可以利用沙子的热量加热给水产生蒸汽，将存储于沙子的热量返回火电机组，减少机组燃料消耗，提高机组的能量利用效率，增加火电机组经济性，本系统采用沙子作为储热介质，沙子储换热系统结构简单，技术要求低；沙子介质廉价易得，安全稳定，尤其适用于易获取大量储热用沙子的区域。
附图说明
[0017]图1为本技术的基于沙子储热的火电机组系统的结构示意图；
[0018]其中：1
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火力发电子系统；2
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沙子储放热子系统；11
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锅炉；12
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汽轮机高压缸；13
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汽轮机中/低压缸；14
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发电机；15
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低压加热器；16
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除氧器；17
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高压加热器；21
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低温沙子储罐；22
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蒸汽
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沙子换热器；23
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高温沙子储罐；24
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蒸汽发生器；31
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第一阀门；32
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第二阀门；33
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第三阀门；34
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第四阀门。
具体实施方式
[0019]为了使本
的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。
[0020]需要说明的是，应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0021]下面结合附图对本技术做进一步详细描述：
[0022]参见图1，本技术系统包括火力发电子系统1和沙子储放热子系统2；其中：火力发电子系统包括按工至流向依次串联设置的锅炉11、汽轮机高压缸12、汽轮机中低压缸13、低压加热器15、除氧器16、高压加热器17；沙子储放热子系统包括按工质流向依次串联设置的低温沙子储罐21、蒸汽
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沙子换热器22、高温沙子储罐23、蒸汽发生器24。
[0023]锅炉11的主蒸汽出口与汽轮机高压缸12的进汽口连接，汽轮机高压缸12的排汽口与锅炉11的再热器进口连接，锅炉11的再热器出口与汽轮机中/低压缸13的进汽口连接，汽
轮机高压缸12和汽轮机中/低压缸13均与发电机连接，用于共同驱动发电机发电；汽轮机中/低压缸13的排汽口依次连接低压加热器15、除氧器16、高压加热器17，与锅炉11的预热器入口连接。
[0024]锅炉11的过热器出口还与蒸汽
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沙子换热器22的蒸汽入口连接，蒸汽
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沙子换热器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于沙子储热的火电机组系统，其特征在于，包括火力发电子系统(1)和沙子储放热子系统(2)；其中：火力发电子系统包括按工质流向依次串联设置的锅炉(11)、汽轮机高压缸(12)、汽轮机中/低压缸(13)、低压加热器(15)、除氧器(16)以及高压加热器(17)；沙子储放热子系统包括按工质流向依次串联设置的低温沙子储罐(21)、蒸汽
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沙子换热器(22)、高温沙子储罐(23)以及蒸汽发生器(24)；锅炉(11)的过热器出口与蒸汽
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沙子换热器(22)的蒸汽入口连接，蒸汽
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沙子换热器(22)的蒸汽出口与锅炉(11)的再热器进口连接；高压加热器(17)的给水出口还与蒸汽发生器(24)的给水入口连接，蒸汽发生器(24)的蒸汽出口与汽轮机高压缸(12)的蒸汽入口连接。2.根据权利要求1所述的基于沙子储热的火电机组系统，其特征在于，所述锅炉(11)的过热器出口与汽轮机高压缸(12)的进汽口连接，汽轮机高压缸(12)的排汽口与锅炉(11)的再热器进口连接，锅炉(11)的再热器出口与汽轮机中/低压缸(13)的进汽口连接，汽轮机高压缸(12)和汽轮机中/低压缸(13)均与发电机连接，用于共同驱动发电机发电；汽轮机中/低压缸(13)的排汽口依次连接低压加热器(15)、除氧器(16)和高压加热器(17)，高压加热器(17)与锅炉(11)的预热器入口连接。3.根据权利要求1所述的基于沙子储热的火电机组系统，其特征在于，低温沙子储罐...

【专利技术属性】
技术研发人员：张智博，宋江文，刘欣，
申请(专利权)人：中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司，
类型：新型
国别省市：