一种集成泵热储能的燃煤发电系统及运行方法技术方案

本发明专利技术涉及发电技术领域，具体涉及一种集成泵热储能的燃煤发电系统及运行方法。一种集成泵热储能的燃煤发电系统，包括：依次连接的锅炉、汽轮机、第一发电机、热泵压缩机、储热装置、热泵透平和至少一个抽汽冷却器，所述抽汽冷却器还与汽轮机连接；依次连接的热机压缩机、锅炉、储热装置、热机透平、给水回热组件和冷却器，所述热机压缩机还连接有第二发电机；第一阀门和第二阀门，分设在储热装置和热泵透平之间以及冷却器和热机压缩机之间。本发明专利技术提供了一种可以有效利用能源，减少热能浪费的集成泵热储能的燃煤发电系统及运行方法。成泵热储能的燃煤发电系统及运行方法。成泵热储能的燃煤发电系统及运行方法。

【技术实现步骤摘要】
一种集成泵热储能的燃煤发电系统及运行方法


[0001]本专利技术涉及发电
，具体涉及一种集成泵热储能的燃煤发电系统及运行方法。

技术介绍

[0002]燃煤发电在保障能源安全、促进新能源消纳等方面扮演着重要角色。“双碳”目标对燃煤发电行业提出了更高效率及更高灵活性的迫切技术需求。然而，在燃煤发电机组中，多余抽汽热能被浪费，能源利用率较低。

技术实现思路

[0003]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的燃煤发电系统热能被浪费，能源利用率较低的缺陷，从而提供一种可以有效利用能源，减少热能浪费的集成泵热储能的燃煤发电系统及运行方法。
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种集成泵热储能的燃煤发电系统，包括：
[0005]依次连接的锅炉、汽轮机、第一发电机、热泵压缩机、储热装置、热泵透平和至少一个抽汽冷却器，所述抽汽冷却器还与汽轮机连接；
[0006]依次连接的热机压缩机、锅炉、储热装置、热机透平、给水回热组件和冷却器，所述热机压缩机还连接有第二发电机；
[0007]第一阀门和第二阀门，分设在储热装置和热泵透平之间以及冷却器和热机压缩机之间，当第一阀门打开，第二阀门关闭时，第一发电机驱动热泵压缩机压缩热泵工质，将热量储存在储热装置中，再进入热泵透平做功后，与抽汽冷却器换热；当第一阀门关闭，第二阀门打开时，热机压缩机出口工质依次与锅炉和储热装置换热后，进入热机透平做功后，再进入给水回热组件中换热，经冷却器进入热机压缩机中，此时第二发电机发电。r/>[0008]可选地，所述汽轮机包括依次连接的高压缸、中压缸和低压缸，所述高压缸和中压缸均与所述锅炉连通，所述低压缸还与所述第一发电机连通，至少一个所述抽汽冷却器包括与所述高压缸连接的高压抽汽冷却器和与所述中压缸连接的中压抽汽冷却器，高压抽汽冷却器还与热泵压缩机连接，中压抽汽冷却器还与热泵透平连接。
[0009]可选地，所述给水回热组件包括依次连通设置的高压加热器、除氧器和低压加热器，所述高压加热器与所述热机透平和高压缸连接，中压缸还与高压加热器和除氧器连接，所述低压加热器与所述低压缸连接。
[0010]可选地，所述低压缸与所述低压加热器之间还设有凝汽器。
[0011]可选地，所述热机压缩机和热泵压缩机的进口压力均为7.5－8.5MPa，出口压力均为20－23MPa，热机压缩机的进口温度为32－40℃。
[0012]可选地，所述锅炉内设有换热器，所述热机压缩机的出口与所述换热器连接，所述换热器的出口与储热装置连接。
[0013]可选地，所述锅炉的烟道内与所述换热器对应的位置设有空气预热器，所述空气
预热器的进口与冷风连接，出口连接锅炉。
[0014]可选地，所述空气预热器和换热器之间设有挡板。
[0015]可选地，所述第二发电机还连接有电站辅机。
[0016]还提供了一种燃煤发电系统的运行方法，包括：
[0017]当系统降负荷或低负荷运行时，打开第一阀门，关闭第二阀门，第一发电机驱动热泵压缩机压缩热泵工质，将热量储存在储热装置中，再进入热泵透平做功后，与抽汽冷却器换热；当系统升负荷或高负荷运行时，关闭第一阀门，打开第二阀门，热机压缩机出口工质依次与锅炉和储热装置换热后，进入热机透平做功后，再进入给水回热组件中换热，经冷却器进入热机压缩机中，此时第二发电机发电。
[0018]本专利技术技术方案，具有如下优点：
[0019]1.本专利技术提供的集成泵热储能的燃煤发电系统，当系统降负荷或低负荷运行时，第一阀门打开，第二阀门关闭，第一发电机驱动热泵压缩机压缩热泵工质，将热量储存在储热装置中，再进入热泵透平做功后，与抽汽冷却器换热，从而使用过剩电力驱动热泵循环，将多余抽汽热能“泵”至更高品位储存；当系统升负荷或高负荷运行时，第一阀门关闭，第二阀门打开，热机压缩机出口工质依次与锅炉和储热装置换热后，进入热机透平做功后，再进入给水回热组件中换热，经冷却器进入热机压缩机中，此时第二发电机发电；同时热机透平出口二氧化碳工质代替部分汽轮机抽汽用于加热给水，从而减少抽汽，实现快速升负荷。
[0020]2.本专利技术提供的集成泵热储能的燃煤发电系统，在锅炉尾部设置空气预热器和旁路烟道，并布置换热器，可以回收尾部烟道余热，实现节能减排的效果。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为本专利技术提供的集成泵热储能的燃煤发电系统的示意图。
[0023]附图标记说明：
[0024]1、锅炉；2、空气预热器；3、挡板；4、换热器；5、高压缸；6、中压缸；7、低压缸；8、第一发电机；9、高压抽汽冷却器；10、中压抽汽冷却器；11、热泵压缩机；12、热泵透平；13、储热装置；14、热机透平；15、热机压缩机；16、第二发电机；17、第一阀门；18、冷却器；19、给水回热组件；20、第二阀门；21、高压加热器；22、除氧器；23、低压加热器；24、凝汽器。
具体实施方式
[0025]下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。
[0026]此外，下面所描述的本专利技术不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
[0027]如图1所示的集成泵热储能的燃煤发电系统的一种具体实施方式，包括依次连接
的锅炉1、汽轮机、第一发电机8、热泵压缩机11、储热装置13、第一阀门17、热泵透平12和至少一个抽汽冷却器，所述抽汽冷却器还与汽轮机连接。
[0028]锅炉1的出口设有烟道，烟道内设有SCR脱硝装置。SCR脱硝装置的下方设有挡板3，挡板3与烟道的相应侧壁之间形成有旁路烟道，旁路烟道内设有换热器4。所述锅炉1的烟道内与所述换热器4对应的位置设有空气预热器2，空气预热器2和换热器4分设在挡板3的两侧，所述空气预热器2的进口与冷风连接，出口连接锅炉。
[0029]所述汽轮机包括依次共轴连接的高压缸5、中压缸6和低压缸7，所述高压缸5和中压缸6均与所述锅炉1连通，锅炉1产生的蒸汽经高压缸5入口输入，高压缸5输出的蒸汽再次输送回锅炉1中，锅炉1中的再热蒸汽通过管路依次进入中压缸6和低压缸7中。所述低压缸7还与第一发电机8连通。
[0030]至少一个所述抽汽冷却器包括与所述高压缸5连接的高压抽汽冷却器9和与所述中压缸6连接的中压抽汽冷却器10，高压抽汽冷却器9还与热泵压缩机11连接，中压抽汽冷却器10还与热泵透平12连接。
[0031]依次连本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种集成泵热储能的燃煤发电系统，其特征在于，包括：依次连接的锅炉(1)、汽轮机、第一发电机(8)、热泵压缩机(11)、储热装置(13)、热泵透平(12)和至少一个抽汽冷却器，所述抽汽冷却器还与汽轮机连接；依次连接的热机压缩机(15)、锅炉(1)、储热装置(13)、热机透平(14)、给水回热组件(19)和冷却器(18)，所述热机压缩机(15)还连接有第二发电机(16)；第一阀门(17)和第二阀门(20)，分设在储热装置(13)和热泵透平(12)之间以及冷却器(18)和热机压缩机(15)之间，当第一阀门(17)打开，第二阀门(20)关闭时，第一发电机(8)驱动热泵压缩机(11)压缩热泵工质，将热量储存在储热装置(13)中，再进入热泵透平(12)做功后，与抽汽冷却器换热；当第一阀门(17)关闭，第二阀门(20)打开时，热机压缩机(15)出口工质依次与锅炉(1)和储热装置(13)换热后，进入热机透平(14)做功后，再进入给水回热组件(19)中换热，经冷却器(18)进入热机压缩机(15)中，此时第二发电机(16)发电。2.根据权利要求1所述的集成泵热储能的燃煤发电系统，其特征在于，所述汽轮机包括依次连接的高压缸(5)、中压缸(6)和低压缸(7)，所述高压缸(5)和中压缸(6)均与所述锅炉(1)连通，所述低压缸(7)还与所述第一发电机(8)连通，至少一个所述抽汽冷却器包括与所述高压缸(5)连接的高压抽汽冷却器(9)和与所述中压缸(6)连接的中压抽汽冷却器(10)，高压抽汽冷却器(9)还与热泵压缩机(11)连接，中压抽汽冷却器(10)还与热泵透平(12)连接。3.根据权利要求2所述的集成泵热储能的燃煤发电系统，其特征在于，所述给水回热组件(19)包括依次连通设置的高压加热器(21)、除氧器(22)和低压加热器(23)，所述高压加热器(21)与所述热机透平(14)和高压缸(5)连接，中压缸(6)还与高压...

【专利技术属性】
技术研发人员：王朝阳，石慧，许朋江，江浩，孙瑞强，刘明，严俊杰，赵永亮，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司西安交通大学，
类型：发明
国别省市：