一种基于机炉解耦的储能系统技术方案

一种基于机炉解耦的储能系统，包括，主蒸汽管道、高压旁路管道、汽轮机高压缸、汽轮机中压缸、锅炉再热器、炉外解耦再热器、储能模块；储能模块由高温换热器、低温换热器、高温熔盐罐、低温熔盐罐构成；高温换热器切换连接高压旁路管道或锅炉给水管道；低温换热器切换连接再热蒸汽或锅炉给水管道；熔盐与通入的蒸汽或给水进行热交换，利用蒸汽加热低温熔盐或利用高温熔盐加热给水；具备上下调峰的双向灵活性运行功能，同时兼备机炉解耦特有的大容量供热/供汽功能，使得火电厂在峰谷两端收益；可按公用系统设计成大容量储能系统，从而将火电厂形成低投资、高效率、大容量的调峰中心，更好满足电网面临的新能源发展和电网稳定性之间的协调需求。协调需求。协调需求。

【技术实现步骤摘要】
一种基于机炉解耦的储能系统


[0001]本专利技术属于火力发电厂灵活性调峰领域，能满足电网大幅度、长时间的上下调峰需求，且可以实现极高的储能效率，可用于所有再热式机组，不受供热/非供热工况的限制，属于当下新型电力系统，具体涉及一种基于机炉解耦的储能系统。

技术介绍

[0002]双碳背景下，绿电装机逐步增大，火电必将从原来的发电为主转向为调节电源，不仅根据需求进行供热供汽，同步兼顾不同时段上下双向调峰，这就要求火电的灵活性运行能力要加强，从而满足电网的整体调度。
[0003]在火电灵活性改造领域，目前要求深调的幅度越来越大，现有其他技术很难兼顾供热、供汽、深调幅度大等需求，在前申请的基于机炉深度解耦的申请系统可基本满足以上需求，同时做到全域解耦灵活性调峰(CN202210456418.8、CN202210899872.0、CN202221002037.4、CN202221980318.7)，系统中叠加了熔盐储热系统，主要用于纯凝工况的深度调峰，其工艺是加热中排蒸汽使其温度升高实现二次再热，以此达到系统具备一定上调峰能力。由于放热过程中通过加热中排蒸汽进入低压缸作功，其放热上调峰作功发电能力与下调峰储热能力并不能相匹配，限制了上下双向调峰的应用灵活性。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对在先系统进行改进，提出了新的系统：可把完成机炉解耦后多余的蒸汽(若有对外供汽或者供热，指的是抛去供汽供热后的蒸汽)进行蓄热，蓄热后的热量通过释放于本机(或临机)给水，替代原有高加抽汽，这样可体现为主蒸汽富裕(或高加蒸汽少抽)，以此增加电网上调峰调度顶峰能力。
[0005]一种基于机炉解耦的储能系统，包括，主蒸汽管道、高压旁路管道、汽轮机高压缸、汽轮机中压缸、锅炉再热器、炉外解耦再热器、储能模块；高压旁路管道从主蒸汽管道引出，主蒸汽管道连接汽轮机高压缸；其特征在于，
[0006]炉外再热旁路设置于高压缸出口与中压缸进口之间，中间串接炉外解耦再热器，将高压缸排汽加热后进入中压缸。
[0007]再热器再循环管路设置于再热器热端出口与再热器冷端入口之间，再热器再循环管路上串接安装炉外解耦再热器；
[0008]炉外再热旁路中的蒸汽与再热器再循环管路中的蒸汽在炉外解耦再热器内进行热交换；
[0009]再热器再循环管路中安装有蒸汽喷射器系统；高压旁路管道与蒸汽喷射器系统的动力蒸汽入口相连接；再热器再循环管路与蒸汽喷射器系统的吸入蒸汽口相连接；蒸汽喷射器系统的排蒸汽口与再热器冷端入口相连接；
[0010]储能模块由高温熔盐罐、高温换热器、低温换热器、低温熔盐罐构成；高温换热器切换连接高压旁路管道或锅炉给水管道，低温换热器切换连接再热器再循环管路或锅炉给
水管道；高温换热器、低温换热器中熔盐与通入的蒸汽或给水产生热交换，利用蒸汽加热低温熔盐或利用高温熔盐加热给水。
[0011]本专利技术的有益效果是：
[0012]实现了技术突破：本系统将熔盐储能从现有的“蒸汽能
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电能
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熔盐储能
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再发电”三个步骤减少为“蒸汽能
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熔盐储热
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再发电”两个步骤，避免了将蒸汽能转化为电能时的巨大冷端损失，实现了高效熔盐储能；由于蒸汽压力高，熔盐温差大，用盐量降低，可在合理造价内将锅炉低负荷时段全流量蒸汽储存(机组0冷端损失)；可将熔盐加热至＞310℃的高温区以满足顶峰需求(只有高温熔盐才具有顶峰发电能力)；储能效率高达91％。
[0013]使火电机组完全具备了上下调峰的双向灵活性运行功能，更满足电网的调度需求，基于目前电力现货市场，在需要顶峰阶段电价较高，增加了本机(也可是邻机)的顶峰能力，显著提高火电厂收益，同时兼备深调同时仍然有大供热/大供汽能力。
[0014]本机解耦系统可根据各工况进行变工况调整。由于本申请的引入，尤其是机炉解耦后可使得锅炉负荷降低，从而实现减碳，全厂总的燃煤量降低。
[0015]若外界有低压蒸汽或者供热需求，如0.7
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1.5MPa压力等级需求，本系统仍可以叠加低压缸切缸，从而降低冷端损失，进一步节能降耗，也可以用动力蒸汽引射中排蒸汽，同样满足降低冷端损失。
[0016]熔盐加热给水系统，可以是各段给水，也可以是厂里的生水等。
[0017]对于空冷机组或者间接空冷机组，解耦深调多出来的蒸汽亦可先经过熔盐换热系统储热后，再重新转化为蒸汽，可通过新增的大型蒸汽喷射器引射本机或邻机乏汽，进行余热利用，比如居民供暖。
[0018]对于热电联产的电厂，普遍存在将高温高压蒸汽减温减压的方式对外供热(汽)，本系统也可以在合理减温减压点位处新增储热交换器，把高品质的热量吸收到熔盐系统中，用于其他热效率更高的点位(比如代替#1高加)，可以实现火电厂在热电联产时实现更高的
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效率。
[0019]熔盐储能系统还可以进行广泛的寻优：一是根据电网的“双峰双谷曲线参数”优化熔盐系统的运行曲线，使得电厂获得最大深调和顶峰收益，比如在电网平峰阶段，可以根据下一时段电网的调峰需求预测结果以及当前热/冷熔盐罐的液位来确定是储热还是放热；二是通过给水提温协助锅炉改善参数偏低问题，比如有些锅炉存在主汽温度不足、热再温度不足、低负荷时脱硝盐温偏低等问题，都可以通过给水提温改善，等同于0号高加的功；三是可以协助提升AGC响应速度；
[0020]本申请可以将火电厂打造成集电源、热源、汽源、储能于一体的电网调峰核心，使得火电厂具备更加自由的可调度范围，因此电网调度角度可进行更高层面的电网“源网荷储”优化，多快好省地推进双碳进程。
附图说明
[0021]图1为系统连接示意图。
[0022]图2为储能模块工作示意图。
[0023]图中：高压旁路管道1，高温换热器2，下调峰放热串联管路3，低温换热器4，下调峰放热回水管路5，除氧器6，厂外或厂内电网7，上调峰再热串联管路8，锅炉9，再热器10，再热
器热端出口管道11，低压缸补汽管12，减温减压器13，阀门21，给水旁路管路22，上调峰再热给水管路24，低温熔盐罐41，熔盐泵42，熔盐泵43，高温熔盐罐44，阀门51，炉外解耦再热器52，蒸汽喷射器系统53，再热器冷段入口管道54，给水旁路接入点A，给水旁路接入点B。
具体实施方式
[0024]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利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。
[0025]本专利技术的技术方案，不受电厂机组容量的限制。
[0026]本专利技术的技术方案，不受电厂机组为新建或者已运行机组的限制。
[0027]本专利技术的技术方案，不受电厂机组参与深度热电解耦和供热台数的限制。
[0028]本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于机炉解耦的储能系统，包括，主蒸汽管道、高压旁路管道、汽轮机高压缸、汽轮机中压缸、锅炉再热器、炉外解耦再热器、储能模块；高压旁路管道从主蒸汽管道引出，主蒸汽管道连接汽轮机高压缸；其特征在于，炉外再热旁路设置于高压缸出口与中压缸进口之间，中间串接炉外解耦再热器，将高压缸排汽加热后进入中压缸。再热器再循环管路设置于再热器热端出口与再热器冷端入口之间，再热器再循环管路上串接安装炉外解耦再热器；炉外再热旁路中的蒸汽与再热器再循环管路中的蒸汽在炉外解耦再热器内进行热交换；再热器再循环管路中安装有蒸汽喷射器系统；高压旁路管道与蒸汽喷射器系统的动力蒸汽入口相连接；再热器再循环管路与蒸汽喷射器系统的吸入蒸汽口相连接；蒸汽喷射器系统的排蒸汽口与再热器冷端入口相连接；储能模块由高温熔盐罐、高温换热器、低温换热器、低温熔盐罐构成；高温换热器切换连接高压旁路管道或锅炉给水管道，低温换热器切换连接再热器再循环管路或锅炉给水管道；高温换热器、低温换热器中熔盐与通入的蒸汽或给水产生热交换，利用蒸汽加热低温熔盐或利用高温熔盐加热给水。2.根据权利要求1所述基于机炉解耦的储能系统，其特征在于，调节输入高温换热器的高压旁路蒸汽和输入低温换热器的热再蒸汽的汽压及汽量，使两者汽压及汽量保持一定的比例关系。3.根据权利要求1所述基于机炉解耦的储能系统，其特征在于，高温换热器、低温换热器串联连接于高温熔盐罐、低温熔盐罐之间；高温换热器、低温...

【专利技术属性】
技术研发人员：林书成，
申请(专利权)人：林书成，
类型：发明
国别省市：