CN109442362A - 一种辅助加热的固体储热系统 - Google Patents
一种辅助加热的固体储热系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109442362A CN109442362A CN201811539824.0A CN201811539824A CN109442362A CN 109442362 A CN109442362 A CN 109442362A CN 201811539824 A CN201811539824 A CN 201811539824A CN 109442362 A CN109442362 A CN 109442362A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- heat
- working medium
- storage device
- solid heat
- solid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 239000007787 solid Substances 0.000 title claims abstract description 86
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 34
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 104
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 claims abstract description 67
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims abstract description 33
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims abstract description 33
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 claims description 16
- 239000002775 capsule Substances 0.000 claims description 10
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 claims description 5
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 claims description 4
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 4
- JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N h2o hydrate Chemical compound O.O JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 abstract description 7
- 238000003860 storage Methods 0.000 abstract description 6
- 230000035508 accumulation Effects 0.000 description 12
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 11
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 7
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 4
- 230000008676 import Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 239000006244 Medium Thermal Substances 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000010025 steaming Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B1/00—Methods of steam generation characterised by form of heating method
- F22B1/02—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers
- F22B1/028—Steam generation using heat accumulators
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22D—PREHEATING, OR ACCUMULATING PREHEATED, FEED-WATER FOR STEAM GENERATION; FEED-WATER SUPPLY FOR STEAM GENERATION; CONTROLLING WATER LEVEL FOR STEAM GENERATION; AUXILIARY DEVICES FOR PROMOTING WATER CIRCULATION WITHIN STEAM BOILERS
- F22D11/00—Feed-water supply not provided for in other main groups
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
- F28D20/0056—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using solid heat storage material
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/14—Thermal energy storage
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
本发明公开了一种辅助加热的固体储热系统，包括依次连接在传热工质输送管上的固体储热装置和辅助加热器以及通过管道连接形成的放热通路；放热通路为：固体储热装置与和原发电系统的冷凝水箱相连接，固体储热装置通过管路连通至辅助加热器；冷凝水箱用于为固体储热装置输送冷凝水，并使导入的冷凝水进行吸热；固体储热装置用于将冷凝水加热得到水蒸汽、并通过管道输送至辅助加热器，辅助加热器用于得到过热蒸汽、并通过管道输送至传热工质输送管；采用固体储热装置和辅助加热器的配合使用，使得燃气发电系统能够保持热量稳定输出，从而保证燃气发电系统的发电功率保持稳定；还可以调整固体储热装置的储、放热量，从而调节不同时段的发电功率。
Description
【技术领域】
本发明属于固体储热技术领域，具体涉及一种辅助加热的固体储热系统。
【背景技术】
在一些工业产品生产过程中会伴随产生一定量的可燃气体，一般这种气体温度都超过600℃。随着工业生产负荷的变化，可燃气体流量及温度有一定的波动。工业生产往往是常压系统，所以气体一般处于微正压状态。通常的处理这类可燃气体的方法有二种：一种是通过烟囱自然排烟方式排入大气，造成环境污染和能源浪费；另一种是气体降温后再经过加压机送入煤气柜储存或者锅炉燃烧。对于后一种方式，由于是采用常规燃气的燃烧方式，不具备储热功能，仅靠煤气柜小范围储能，调节范围小。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种辅助加热的固体储热系统，以解决上述现有技术中副产煤气发电系统不具备储热功能的缺陷,，并使得储热产生的热蒸汽的温度和压力容易并入传热工质输送管上。
本发明采用以下技术方案：一种辅助加热的固体储热系统，包括依次连接在传热工质输送管上的固体储热装置和辅助加热器以及通过管道连接形成的放热通路；
放热通路为：固体储热装置与原发电系统的冷凝水箱相连接，固体储热装置通过管路连通至辅助加热器；
冷凝水箱用于为固体储热装置输送冷凝水，并使导入的冷凝水进行吸热；固体储热装置用于将冷凝水加热得到水蒸汽、并通过管道输送至辅助加热器，辅助加热器用于得到过热蒸汽、并通过管道输送至传热工质输送管。
进一步地，还包括通过管道连接形成的储热通路；
储热通路为：传热工质输送管的水蒸汽通过管道连接至固体储热装置，经储热装置后的冷凝水通过管道输送至冷凝水箱。
进一步地，传热工质输送管用于将传热工质生成装置产生的传热工质输送至外部用户或蒸汽管网，传热工质生成装置与加热工质来源管相连接。
进一步地，加热工质来源管还与辅助加热器相连接。
进一步地，固体储热装置上设置有冷凝水导出管路连通至冷凝水箱。
进一步地，辅助加热器上设置有冷凝水导出管路且连通至冷凝水箱。
进一步地，冷凝水箱的出水口连通至传热工质生成装置。
进一步地，辅助加热器为燃气加热器。
进一步地，传热工质生成装置为锅炉、预热换热器或工业生产蒸汽发生装置。
进一步地，用户为燃气发电机组。
本发明的有益效果是：采用固体储热装置和辅助加热器的配合使用，使得燃气发电系统能够保持热量稳定输出，从而保证燃气发电系统的发电功率保持稳定；还可以调整固体储热装置的储、放热量，从而调节不同时段的发电功率。
【附图说明】
图1为本发明一种辅助加热的固体储热系统的结构示意图。
其中，1、传热工质产生装置；2、汽轮机；3、发电机；4、冷凝水箱；5、固体储热装置；6、辅助加热器；7、风机；8、调节阀；9、第一给水导入管路；10.热量导出管路；11、第二给水导入管路；12、加热工质来源管，13、传热工质输送管。
【具体实施方式】
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
原发电系统的工作流程为：风机7将加热工质来源管12内的燃气输送至传热工质生成装置1中，传热工质生成装置1产生的传热工质通过传热工质输送管13输送至汽轮机2，汽轮机2带动发电机3进行发电，传热工质热量损失后通过冷凝器10变成冷凝水输送至冷凝水箱4，冷凝水箱4内的冷凝水通过水泵11输送至传热工质生成装置1形成一个循环。
加热工质来源管12经风机7后分两路输出，一路连通至辅助加热器6，另一路连通至传热工质生成装置1，传热工质生成装置1产生的传热工质经传热工质输送管13输送至用户或蒸汽管网。
本发明提供了一种辅助加热的固体储热系统，如图1所示，包括传热工质产生装置1、固体储热装置5和辅助加热器6；其中，包括依次连接在原发电系统的传热工质输送管13上的固体储热装置5和辅助加热器6以及通过管道连接形成的放热通路；即传热工质输送管13传输传热工质，一部分传热工质进入用户，另一部分传热工质进入固体储热装置5，把热量储存在固体储热装置5内。
放热通路为：固体储热装置5与原发电系统的冷凝水箱4相连接；固体储热装置5通过管路连通至辅助加热器6；即固体储热装置5与冷凝水箱4相连接，并使导入的冷凝水在固体储热装置5内水蒸汽，固体储热装置5通过管道将吸热后的传热工质即水蒸汽输送至辅助加热器6，辅助加热器6用于对水蒸汽加热后变成过热蒸汽通过管道输送至传热工质输送管13。
冷凝水箱4用于为固体储热装置5输送冷凝水，并使导入的冷凝水进行第一次吸热；固体储热装置5用于将冷凝水加热得到水蒸汽、并通过管道输送至辅助加热器6，辅助加热器6用于得到过热蒸汽、并通过管道输送至传热工质输送管13。
本发明还包括通过管道连接形成的储热通路；储热通路为：传热工质输送管13的水蒸汽通过管道连接至固体储热装置5后，经固体储热装置5的冷凝水通过管道输送至冷凝水箱4，即过热水蒸汽通过管道进入固体储热装置5，在固体储热装置5内其热量被吸收后，变成冷凝水进入冷凝水箱4。
加热工质来源管12经风机7后分两路输出，一路连通至辅助加热器6，辅助加热器6为燃气加热器，另一路连通至传热工质生成装置1，传热工质生成装置1为锅炉、预热换热器或工业生产蒸汽发生装置，传热工质生成装置1用于通过燃烧燃气加热传热工质，传热工质生成装置1产生的传热工质经传热工质输送管13通过汽轮机2输送至用户或蒸汽管网，用户为燃气发电机3组，传热工质输送管13上并联有固体储热装置5，固体储热装置5用于接收从传热工质生成装置1输送来的传热工质并进行储热，传热工质生成装置1与加热工质来源管12相连接，加热工质来源管12还与辅助加热器6相连接。
固体储热装置5用于接收从传热工质产生装置1输送来的传热工质，并进行储热；还用于在放热时，对放热工质进行放热并将携带自身储存热量的传热工质一同输出至辅助加热器6，辅助加热器6用于接收从固体储热装置5输送来的传热工质，并对其进行加热后，输送至传热工质输送管13。
固体储热装置5上设置有与冷凝水箱4连通的第一给水导入管路9，第一给水导入管路9用于导入给水并吸收固体储热装置5中的热量；固体储热装置5上设置有与辅助加热器6连通的第二给水导入管路11，第二给水导入管路11用于导入经固体储热装置5升温的给水到辅助加热器6，在辅助加热器6中对进入的水进行加热；辅助加热器6上设置有与传热工质输送管13相通的热量导出管路10，热量导出管路10用于将经辅助加热器6升温的传热工质导出至传热工质输送管13，依次通过固体储热装置5和辅助加热器6的传热工质经传热工质输送管13输送至用户或蒸汽管网，即从第一给水导入管路9进入固体储热装置5的冷凝水进行第一次加热，进而通过辅助加热器6进行第二次加热，此时的冷凝水已变成高压蒸汽，顺势依次通过热量导出管路10和传热工质输送管13输送至用户或蒸汽管网。
通向固体储热装置5的传热工质输送管13上设置有调节阀8，调节阀8用于控制进入固体储热装置5的传热工质的流量，调节阀8用于控制储热还是放热，第二给水导入管路11上也设置有调节阀8，用以调节进入辅助加热器6的传热工质的流量，热量导出管路10上也设置有调节阀8，用于调节流出辅助加热器6的传热工质的流量，通过这三个阀门8的关闭来调节整个系统是储热过程还是放热过程。
固体储热装置5上设置有冷凝水导出管路连通至冷凝水箱4，固体储热装置5在工作的时候会产生少量的冷凝水，通过冷凝水导出管路将其导出至冷凝水箱4，辅助加热器6上设置有冷凝水导出管路且连通至冷凝水箱4，辅助加热器6在工作的时候会产生少量的冷凝水，通过冷凝水导出管路将其导出至冷凝水箱4，用户或蒸汽管网上设置有冷凝水导出管路连通至冷凝水箱4，用户或蒸汽管网上在热量不断传递的过程中会产生少量的冷凝水，通过冷凝水导出管路将其导出至冷凝水箱4，冷凝水箱4的出水口连通至传热工质产生装置1。
本发明的工作过程为：
如图1所示，在整个系统的储热阶段，传热工质生成装置1产生的450℃左右，3.85MPa左右的水蒸汽经管道送至固体储热装置5，通过调节阀8控制进入固体储热装置5的蒸汽量，进而控制固体储热装置5的储热量，该固体储热装置5吸收水蒸汽的热量后，最后变成100-140℃左右的冷凝水通过冷凝水导出管路导出至冷凝水箱4。
在用户需要更多热量时，即本发明的放热阶段，将储热阶段产生的100-140℃左右的冷凝水首先通过第一给水导入管路9导入导入固体储热装置5内，固体储热装置5将蒸冷凝水加热成200℃左右水蒸汽后，继而通过第二给水导入管路11导入至辅助加热器6内进行加热，辅助加热器6将水蒸汽变成450℃左右，3.85MPa的过热蒸汽后通过热量导出管路10输送至传热工质输送管13内，进而通过传热工质输送管13输送至用户或蒸汽管网。。
由于单独使用固体储热装置5释放的热量给燃气发电系统，会有热量不达标的情况出现，因为固体储热装置5与辅助加热器6是与传热工质输送管13并联的，因此还会出现因为固体储热装置5的热量有限，产生的高温热水或低温蒸汽与传热工质输送管13内传热工质生成装置1产生的传热工质温度和气压相差太大而无法融合，而本发明增加了辅助加热器6，因此通过增加辅助加热器6提高固体储热装置5输出的蒸汽的温度和气压，使其与传热工质生成装置1产生的传热工质温度和气压很好的融合，为固体储热装置补充了一部分热量，从而使得燃气发电系统能够保持热量的稳定输出，进而保证燃气发电系统的发电功率稳定输出，一同输送至用户或蒸汽管网，用户或蒸汽管网所产生的冷凝水通过冷凝器10返回到冷凝水箱4。
通过水泵11可以调节冷凝水箱4的凝结水的出水流量和压力，从而可以调整固体储热装置的储、放热量，以实现调节不同时段发电功率的目的。
本发明因为设置有辅助加热器6，辅助加热器6产生冷凝水的温度变成200℃左右水蒸汽进入固体储热装置5，温度提高比较明显，因此可以确保从固体储热装置5输出的蒸汽的温度和压力。
本发明对于蒸汽的温度和压力波动具有广泛的适应性；甚至对间断产生的蒸汽能够分时储热，集中使用。对于特定地理区域内的各种蒸汽，能够根据储热量和蒸汽用量的需求设置相应的储热模块和固体储热装置组合，实现经济高效用能。
Claims (10)
1.一种辅助加热的固体储热系统，其特征在于，包括依次连接在传热工质输送管(13)上的固体储热装置(5)和辅助加热器(6)以及通过管道连接形成的放热通路；
所述放热通路为：所述固体储热装置(5)与原发电系统的冷凝水箱(4)相连接，所述固体储热装置(5)通过管路连通至辅助加热器(6)；
所述冷凝水箱(4)用于为固体储热装置(5)输送冷凝水，并使导入的冷凝水进行吸热；所述固体储热装置(5)用于将冷凝水加热得到水蒸汽、并通过管道输送至辅助加热器(6)，所述辅助加热器(6)用于得到过热蒸汽、并通过管道输送至传热工质输送管(13)。
2.如权利要求1所述的一种辅助加热的固体储热系统，其特征在于，还包括通过管道连接形成的储热通路；
所述储热通路为：所述传热工质输送管(13)的水蒸汽通过管道连接至固体储热装置(5)，所述经储热装置(5)后的冷凝水通过管道输送至所述冷凝水箱(4)。
3.如权利要求1或2所述的一种辅助加热的固体储热系统，其特征在于，所述传热工质输送管(13)用于将传热工质生成装置(1)产生的传热工质输送至外部用户或蒸汽管网，所述传热工质生成装置(1)与加热工质来源管(12)相连接。
4.如权利要求1或2所述的一种辅助加热的固体储热系统，其特征在于，所述加热工质来源管(12)还与辅助加热器(6)相连接。
5.如权利要求1或2所述的一种辅助加热的固体储热系统，其特征在于，所述固体储热装置(5)上设置有冷凝水导出管路连通至冷凝水箱(4)。
6.如权利要求1或2所述的一种辅助加热的固体储热系统，其特征在于，所述辅助加热器(6)上设置有冷凝水导出管路且连通至冷凝水箱(4)。
7.如权利要求1或2所述的一种辅助加热的固体储热系统，其特征在于，所述冷凝水箱(4)的出水口连通至传热工质生成装置(1)。
8.如权利要求1或2所述的一种辅助加热的固体储热系统，其特征在于，所述辅助加热器(6)为燃气加热器。
9.如权利要求1或2所述的一种辅助加热的固体储热系统，其特征在于，所述传热工质生成装置(1)为锅炉、预热换热器或工业生产蒸汽发生装置。
10.如权利要求1或2所述的一种辅助加热的固体储热系统，其特征在于，所述用户为燃气发电机组。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811539824.0A CN109442362A (zh) | 2018-12-17 | 2018-12-17 | 一种辅助加热的固体储热系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811539824.0A CN109442362A (zh) | 2018-12-17 | 2018-12-17 | 一种辅助加热的固体储热系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109442362A true CN109442362A (zh) | 2019-03-08 |
Family
ID=65559530
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201811539824.0A Withdrawn CN109442362A (zh) | 2018-12-17 | 2018-12-17 | 一种辅助加热的固体储热系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109442362A (zh) |
-
2018
- 2018-12-17 CN CN201811539824.0A patent/CN109442362A/zh not_active Withdrawn
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109958593A (zh) | 一种太阳能燃煤耦合灵活发电系统及运行方法 | |
| CN106051805A (zh) | 一种以排烟余热作为暖风器热源的余热回收系统及方法 | |
| CN209261636U (zh) | 汽轮机抽气熔盐蓄热与电锅炉联合调峰供热的综合系统 | |
| CN107420138A (zh) | 汽轮发电机组新型节能系统及方法 | |
| CN105464808B (zh) | 燃气蒸汽联合系统及其运行控制方法 | |
| CN106523052A (zh) | 联合循环电厂汽水回热及余热综合利用提效系统 | |
| CN209386263U (zh) | 一种辅助加热的固体储热系统 | |
| CN202349992U (zh) | 吸收式热泵回收电站排汽余热并加热锅炉给水的系统 | |
| CN107816732A (zh) | 一种空预器冷端壁温调节装置及方法 | |
| CN109520347A (zh) | 一种热量稳定输出的固体储热系统 | |
| CN207350424U (zh) | 一种高低区结合的熔融盐供热装置 | |
| CN202442385U (zh) | 热电厂循环水余热回收系统 | |
| CN206319918U (zh) | 联合循环电厂汽水回热及余热综合利用提效系统 | |
| CN109442362A (zh) | 一种辅助加热的固体储热系统 | |
| CN209386865U (zh) | 一种热量稳定输出的固体储热系统 | |
| CN209386863U (zh) | 一种辅助加热器联合蓄热器及固体储热体的储热系统 | |
| CN209431389U (zh) | 一种垃圾焚烧发电空压机热能回收利用系统 | |
| CN205079325U (zh) | 一种第一类与第二类吸收式热泵耦合的热水供应系统 | |
| CN204786690U (zh) | 熔盐蓄能供热装置 | |
| CN207729570U (zh) | 产生过热蒸汽的蓄热器系统 | |
| CN208333199U (zh) | 一种火电机组电力调峰用的熔盐储能系统 | |
| CN208967879U (zh) | 对间歇性用汽用户长距离工业供汽的余热综合利用系统 | |
| CN207673391U (zh) | 热水锅炉的热电联产系统 | |
| CN206386911U (zh) | 一种化学水加热系统 | |
| CN105953424A (zh) | 电厂余热回收供热系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20190308 |
|
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |