一种用于热电联产调峰的固体及熔盐蓄热系统及其方法技术方案

本发明专利技术涉及一种用于热电联产调峰的固体及熔盐蓄热系统及其方法，包括汽轮机组、高温固体蓄热子系统、低温熔盐蓄热子系统和补水子系统，高温固体蓄热子系统包括高温固体蓄热器、高温风机和蒸汽过热器，低温熔盐蓄热子系统包括低温熔盐热罐、熔盐释热蒸汽发生器、熔盐释热补水加热器、低温熔盐冷罐和低温熔盐加热组件，补水子系统出水口、熔盐释热补水加热器、熔盐释热蒸汽发生器、蒸汽过热器和汽轮机组蒸汽入口依次连通构成供汽回路；低温熔盐加热组件进汽口和汽轮机组再热蒸汽出口连通用于加热低温熔盐；此系统通过串联设置低温熔盐蓄热子系统和高温固体蓄热子系统，实现宽温域蓄热及高温高品质热能利用，解决传统蓄热系统运行温域较窄的问题。运行温域较窄的问题。运行温域较窄的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种用于热电联产调峰的固体及熔盐蓄热系统及其方法


[0001]本专利技术涉及热电联产调峰
，特别是涉及一种用于热电联产调峰的固体及熔盐蓄热系统及其方法。

技术介绍

[0002]为保障新型电力系统的供能安全，需进一步发展热电解耦技术，强化热电联产机组调峰及顶尖峰能力。为热电联产机组增加储能环节可以提高机组运行的热惯性，进一步优化机组热电解耦运行能力，解决由于时间、空间或强度上的热能供给与需求间不匹配所带来的限制，最大限度地提高热电联产系统的能源利用率。
[0003]目前工业界多采用蓄热热水罐或蓄热电锅炉作为储能环节实现热能蓄放，但上述设备采用低压水作为储能介质，储存温度相对较低，不仅无法实现高品位能源的储存利用，储能的应用场景也受到介质的温度影响，仅可应用于低温蒸汽和民用供暖使用。为进一步强化热电联产机组储能环节蓄热能力，拓展储能环节释热应用场景，专利技术了此项专利技术。
[0004]专利结合熔盐蓄热技术及高温固体蓄热技术实现高品位热能的储放及利用。熔盐蓄热是近期逐渐发展起来的技术。熔盐储热技术具有储能容量大、存储周期长、成本低等优点，相对其他储能技术更适合大规模储能需求。在当前“3060”的双碳目标下，熔盐储热技术开始用于热电联产灵活性调峰改造，提高机组深度调峰和顶尖峰的运行能力。但由于目前熔盐工作温域相对较窄，单一采用熔盐介质建立储热系统无法与热电联产机组产生的蒸汽实现温度对口，不能实现能量的梯级利用，造成能量的浪费和品质降级，因此需要拓展熔盐储热系统的运行温域，提高系统总体的供能能力和释热效率。
[0005]蓄热系统引入高温固体蓄热技术可直接利用电能加热固体蓄热介质，拓宽蓄热系统运行温域，实现高温高品质热能的储存，保证蓄热系统高效节能稳定运行。

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的熔盐储热系统的运行温域过窄导致无法与热电联产机组产生的蒸汽实现温度对口从而造成能量的浪费和品质降级的缺陷，从而提供一种用于热电联产调峰的固体及熔盐蓄热系统及其方法。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0008]一种用于热电联产调峰的固体及熔盐蓄热系统，包括汽轮机组、高温固体蓄热子系统、低温熔盐蓄热子系统和补水子系统，上述汽轮机组蒸汽入口与锅炉出汽管连通；
[0009]上述高温固体蓄热子系统包括高温固体蓄热器、高温风机和蒸汽过热器，上述高温固体蓄热器通过电加热进行蓄热，上述高温固体蓄热器的出风口与上述高温风机的进风口连通，上述高温风机的出风口与上述蒸汽过热器的进风口连通，上述蒸汽过热器的出风口与上述高温固体蓄热器的进风口连通；
[0010]上述低温熔盐蓄热子系统包括低温熔盐热罐、熔盐释热蒸汽发生器、熔盐释热补水加热器、低温熔盐冷罐和低温熔盐加热组件，上述低温熔盐热罐的熔盐出口安装有熔盐
高温循环泵，上述熔盐高温循环泵的熔盐出口与上述熔盐释热蒸汽发生器的熔盐进口连通，上述熔盐释热蒸汽发生器的熔盐出口与上述熔盐释热补水加热器的熔盐进口连通，上述熔盐释热补水加热器的熔盐出口与上述低温熔盐冷罐的熔盐进口连通，上述低温熔盐冷罐的熔盐出口与上述低温熔盐加热组件的熔盐进口连通，上述低温熔盐加热组件的熔盐进口处安装有熔盐低温循环泵，上述低温熔盐加热组件的熔盐出口与上述低温熔盐热罐的熔盐进口连接；
[0011]上述补水子系统的出水口、上述熔盐释热补水加热器、上述熔盐释热蒸汽发生器、上述蒸汽过热器和上述汽轮机组蒸汽入口依次连通构成供汽回路；
[0012]上述低温熔盐加热组件的进汽口和上述汽轮机组的再热蒸汽出口连通，用于加热低温熔盐。
[0013]优选地，上述低温熔盐加热组件包括低温熔盐电加热器和低温熔盐蒸汽加热器，上述低温熔盐电加热器的熔盐入口与上述熔盐低温循环泵的熔盐出口连通，上述低温熔盐电加热器的熔盐出口与上述低温熔盐蒸汽加热器的熔盐进口连通，上述低温熔盐蒸汽加热器的熔盐出口与上述低温熔盐热罐的熔盐进口连通；上述低温熔盐电加热器的熔盐进口和熔盐出口之间连通有第一旁路，上述低温熔盐蒸汽加热器的熔盐进口和熔盐出口之间连通有第二旁路。
[0014]优选地，上述补水子系统包括主补水管和补水泵，上述补水泵连通于补水管上，上述补水泵的出水口与上述熔盐释热补水加热器的进水口连通。
[0015]优选地，上述补水子系统还包括副补水管，上述副补水管的进水口与上述低温熔盐加热组件的出水口连通，上述副补水管的进水口与上述主补水管连通，且位于上述补水泵的进水口处。
[0016]优选地，上述蒸汽过热器的进汽口和上述熔盐释热蒸汽发生器出汽口之间的蒸汽管道上连通有工业蒸汽管，上述工业蒸汽管为工业蒸汽用户提供蒸汽。
[0017]优选地，上述汽轮机组包括汽轮机高压缸、蒸汽再热器和汽轮机低压缸，上述锅炉的出汽口与上述汽轮机高压缸的进汽口连接，上述汽轮机高压缸的出汽口与上述蒸汽再热器的进汽口连接，上述蒸汽再热器的出汽口与上述汽轮机低压缸的进汽口连接，上述汽轮机低压缸的出汽口与冷凝器连接；上述蒸汽过热器的出汽口与上述汽轮机高压缸的进汽口连接，上述蒸汽再热器的再热蒸汽出口与上述低温熔盐加热组件的蒸汽进口连通。
[0018]一种用于热电联产调峰的固体及熔盐蓄热系统的方法，包括如下步骤：
[0019]上述系统参与电力调峰时，当实际发电功率大于电网调度发电功率时，进入蓄热工况，上述低温熔盐蓄热子系统利用锅炉的蒸汽或电能进行蓄热，上述高温固体蓄热子系统利用电能进行蓄热；
[0020]上述系统参与电力调峰时，当实际发电功率小于电网调度发电功率时，进入释热工况，上述补水子系统补水，上述低温熔盐蓄热子系统和上述高温固体蓄热子系统同时释热，把水加热成高温蒸汽供给给上述汽轮机组发电。
[0021]优选地，上述系统参与电力调峰时，当实际发电功率大于电网调度发电功率时，进入蓄热工况时，上述熔盐低温循环泵启动，上述低温熔盐冷罐内的熔盐通过上述低温熔盐加热组件利用电或锅炉蒸汽进行加热后，进入上述低温熔盐热罐内储存起来,上述高温固体蓄热子系统利用电能进行蓄热。
[0022]优选地，上述系统参与电力调峰时，当实际发电功率大于电网调度发电功率时，进入蓄热工况时，当锅炉维持较高热功率水平运行，蒸汽量充足，并且机组运行安全，允许提高再热蒸汽抽汽量时，上述低温熔盐冷罐内的熔盐通过上述低温熔盐加热组件利用锅炉蒸汽加热；当锅炉高位运行成本高于购买实时谷电度电电价时，则通过降低锅炉蒸发量进行深度调峰，上述低温熔盐冷罐内的熔盐通过上述低温熔盐加热组件利用购买的谷电电量进行蓄热；
[0023]当锅炉高位运行对应的度电成本高于购买实时谷电度电电价时，则通过降低锅炉蒸发量进行深度调峰，上述高温固体蓄热子系统利用购买的谷电电量进行蓄热，反之则采用上述汽轮机组自身发电量进行蓄热。
[0024]优选地，上述系统参与电力调峰时，当实际发电功率小于电网调度发电功率时，进入释热工况，上述熔盐高温循环泵启动，上述低温熔盐热罐内高温熔盐依次进入上述熔盐释本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于热电联产调峰的固体及熔盐蓄热系统，其特征在于，包括汽轮机组、高温固体蓄热子系统、低温熔盐蓄热子系统和补水子系统，所述汽轮机组蒸汽入口与锅炉出汽管连通；所述高温固体蓄热子系统包括高温固体蓄热器、高温风机和蒸汽过热器，所述高温固体蓄热器通过电加热进行蓄热，所述高温固体蓄热器的出风口与所述高温风机的进风口连通，所述高温风机的出风口与所述蒸汽过热器的进风口连通，所述蒸汽过热器的出风口与所述高温固体蓄热器的进风口连通；所述低温熔盐蓄热子系统包括低温熔盐热罐、熔盐释热蒸汽发生器、熔盐释热补水加热器、低温熔盐冷罐和低温熔盐加热组件，所述低温熔盐热罐的熔盐出口安装有熔盐高温循环泵，所述熔盐高温循环泵的熔盐出口与所述熔盐释热蒸汽发生器的熔盐进口连通，所述熔盐释热蒸汽发生器的熔盐出口与所述熔盐释热补水加热器的熔盐进口连通，所述熔盐释热补水加热器的熔盐出口与所述低温熔盐冷罐的熔盐进口连通，所述低温熔盐冷罐的熔盐出口与所述低温熔盐加热组件的熔盐进口连通，所述低温熔盐加热组件的熔盐进口处安装有熔盐低温循环泵，所述低温熔盐加热组件的熔盐出口与所述低温熔盐热罐的熔盐进口连接；所述补水子系统的出水口、所述熔盐释热补水加热器、所述熔盐释热蒸汽发生器、所述蒸汽过热器和所述汽轮机组蒸汽入口依次连通构成供汽回路；所述低温熔盐加热组件的进汽口和所述汽轮机组的再热蒸汽出口连通，用于加热低温熔盐。2.根据权利要求1所述的固体及熔盐蓄热系统，其特征在于，所述低温熔盐加热组件包括低温熔盐电加热器和低温熔盐蒸汽加热器，所述低温熔盐电加热器的熔盐入口与所述熔盐低温循环泵的熔盐出口连通，所述低温熔盐电加热器的熔盐出口与所述低温熔盐蒸汽加热器的熔盐进口连通，所述低温熔盐蒸汽加热器的熔盐出口与所述低温熔盐热罐的熔盐进口连通；所述低温熔盐电加热器的熔盐进口和熔盐出口之间连通有第一旁路，所述低温熔盐蒸汽加热器的熔盐进口和熔盐出口之间连通有第二旁路。3.根据权利要求1所述的固体及熔盐蓄热系统，其特征在于，所述补水子系统包括主补水管和补水泵，所述补水泵连通于补水管上，所述补水泵的出水口与所述熔盐释热补水加热器的进水口连通。4.根据权利要求3所述的固体及熔盐蓄热系统，其特征在于，所述补水子系统还包括副补水管，所述副补水管的进水口与所述低温熔盐加热组件的出水口连通，所述副补水管的进水口与所述主补水管连通，且位于所述补水泵的进水口处。5.根据权利要求1所述的固体及熔盐蓄热系统，其特征在于，所述蒸汽过热器的进汽口和所述熔盐释热蒸汽发生器出汽口之间的蒸汽管道上连通有工业蒸汽管，所述工业蒸汽管为工业蒸汽用户提供蒸汽。6.根据权利要求1所述的固体及熔盐蓄热系统，其特征在于，所述汽轮机组包括汽轮机高压缸、蒸汽再热器和汽轮机低压缸，所述锅炉的出汽口与所述汽轮机高压...

【专利技术属性】
技术研发人员：鞠浩然，郑立军，杨凡，吴畅，高新勇，马斯鸣，方昕玥，黄平平，
申请(专利权)人：华电电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：