CN112302747B - 热电联产系统及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种热电联产系统，该热电联产系统包括汽轮发电机组、热网加热器、低压旁路、抽汽管路、热水容器、供热回水管路和供热供水管路。低压旁路的第一端与再热器的蒸汽出口连通，低压旁路的第二端与热网加热器的蒸汽进口连通。抽汽管路的第一端与中压缸的蒸汽出口连通，抽汽管路的第二端与热网加热器的蒸汽进口连通。热水容器具有热水进口和热水出口，热水进口与热网加热器的热水出口连通。供热回水管路与热网加热器的冷水进口连通。供热供水管路与热网加热器的热水出口连通，供热供水管路与热水容器的热水出口连通。本发明实施例提供的热电联产系统具有热电灵活调节、调峰深度大、经济效益好、负荷稳定等优点。

Description

热电联产系统及其工作方法

技术领域

本发明涉及发电供热联产技术领域，尤其是涉及一种热电联产系统及其工作方法。

背景技术

近年，我国风电、光伏等可再生能源迅速发展，装机规模迅速增大。我国北方地区尤其是东北、西北地区的采暖季，由于电力产能过剩导致可再生能源消纳难、电网调峰难的问题非常突出。这是由几个方面的原因造成的：第一，东北、西北大部分地区经济增长速度缓慢，用电量增长也相对缓慢；第二，北方地区风光资源丰富，风电、光伏等可再生能源装机容量增长很快；第三，当前，供热的电厂机组多为带有凝汽器的抽汽式机组，非采暖季以供电为主，在采暖季需要承担供热任务，绝大多数供热机组均采取汽轮机中压缸排汽供热方式，而受汽轮机低压缸最小冷却流量的限制，在机组供热量一定的情况下，机组发电负荷不能低于某一限值，为保证供热，需要以较高的负荷率运行，这种“以热定电”的模式限制了供热机组在供热期的深度调峰能力。这三个因素使得东北、西北地区供热季热电联产机组的电力负荷调节能力下降，出现了电负荷调节与热负荷调节矛盾的现象，调峰困难，也就使得弃风率、弃光率居高不下。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种热电联产系统及其工作方法。该热电联产系统具有热电灵活调节、调峰深度大、经济效益好、负荷稳定等优点。

根据本发明的实施例的热电联产系统，包括：汽轮发电机组，所述汽轮发电机组包括高压缸、中压缸、低压缸和再热器，所述高压缸的蒸汽出口与所述再热器的蒸汽进口连通，所述再热器的蒸汽出口与所述中压缸的蒸汽进口连通，所述中压缸的蒸汽出口与所述低压缸的蒸汽进口连通；热网加热器，所述热网加热器具有蒸汽进口、蒸汽出口、冷水进口和热水出口，所述热网加热器的所述蒸汽出口与凝汽器的蒸汽进口连通；低压旁路，所述低压旁路的第一端与所述再热器的蒸汽出口连通，所述低压旁路的第二端与所述热网加热器的所述蒸汽进口连通；抽汽管路，所述抽汽管路的第一端与所述中压缸的蒸汽出口连通，所述抽汽管路的第二端与所述热网加热器的所述蒸汽进口连通；热水容器，所述热水容器具有热水进口和热水出口，所述热水进口与所述热网加热器的所述热水出口连通；供热回水管路，所述供热回水管路与所述热网加热器的所述冷水进口连通；和供热供水管路，所述供热供水管路与所述热网加热器的所述热水出口连通，所述供热供水管路与所述热水容器的所述热水出口连通。

根据本发明实施例的热电联产系统设置有低压旁路、抽汽管路、热水容器和冷水容器，从而可以在非调峰非尖峰阶段将多余的蒸汽蕴含的热量以热水的形式存储在热水容器内。由此在调峰阶段，可以利用热水容器内热水补偿蒸汽的不足。也就是说，汽轮发电机组在非调峰非尖峰阶段将多余热量储存在热水容器的热水中，热水容器的热水中储存的热量在调峰阶段进行补充供热。

尖峰阶段抽汽管路满足供热需求，不会影响汽轮发电机组在尖峰阶段的发电能力。此外，通过调节热水容器的蓄热速度和放热速度能够保持汽轮发电机组在一段时间内负荷不变。此外，本发明实施例提供的热电联产系统实现了打破了热电联产系统热电刚性耦合关系，实现了热电解耦，增大了其在采暖期的调峰深度，从而提高了热电厂的经济效益。

由此，本发明实施例提供的热电联产系统具有热电灵活调节、调峰深度大、经济效益好、负荷稳定等优点。

另外，根据本发明的热电联产系统还具有如下附加技术特征：

在一些实施例中，进一步包括冷水容器，所述冷水容器具有冷水进口和冷水出口，所述冷水出口与所述热网加热器的所述冷水进口连通，所述供热回水管路与所述冷水容器的所述冷水进口连通。

在一些实施例中，进一步包括热水进水管、热水出水管、冷水进水管和冷水出水管，所述热水进水管的第一端与所述热水容器的所述热水进口连通，所述热水进水管的第二端与所述热网加热器的所述热水出口连通，所述热水出水管中的第一端与所述热水容器的所述热水出口连通，所述热水出水管中的第二端与所述供热供水管路连通，所述冷水进水管的第一端与所述冷水容器的所述冷水进口连通，所述冷水进水管的第二端与所述供热回水管路连通，所述冷水出水管中的第一端与所述冷水容器的所述冷水出口连通，所述冷水出水管的第二端与所述热网加热器的所述冷水进口连通，

可选地，进一步包括增压水泵，所述热水出水管包括依次相连的第一段、第二段和第三段，所述冷水出水管包括依次相连的第四段、所述第二段和第五段，所述增压水泵设在所述第二段上。

在一些实施例中，进一步包括第一掺混管路和第二掺混管路，所述第一掺混管路的第一端与所述热水进水管连通，所述第一掺混管路的第二端与所述供热回水管路和所述冷水出水管93中的至少一者连通，所述第二掺混管路的第一端与所述热水出水管连通，所述第二掺混管路的第二端与所述热网加热器的所述冷水进口连通。

在一些实施例中，所述热水容器的所述热水进口和所述热水出口为同一热水进出口，所述冷水容器的所述冷水进口和所述冷水出口为同一冷水进出口，所述第一掺混管路和所述第二掺混管路为同一掺混管路。

在一些实施例中，所述热电联产系统进一步包括：第一热水进出管和第二热水进出管，所述第一热水进出管的第一端与所述热水进出口连通，所述第一热水进出管的第二端与所述热水进水管和所述热水出水管中的每一者的第一端连通，所述第二热水进出管的第一端与所述热水进水管和所述热水出水管中的每一者的第二端连通，所述第二热水进出管的第二端与所述热网加热器的所述热水出口连通，所述供热供水管路与所述第二热水进出管连通，所述掺混管路的第一端与所述第二热水进出管连通；和第一冷水进出管和第二冷水进出管，所述第一冷水进出管的第一端与所述冷水进出口连通，所述第一冷水进出管的第二端与所述冷水进水管和所述冷水出水管中的每一者的第一端连通，所述第二冷水进出管的第一端与所述冷水进水管和所述冷水出水管中的每一者的第二端连通，所述第二冷水进出管的第二端与所述热网加热器的所述冷水进口连通，所述供热回水管路与所述第二冷水进出管连通，所述掺混管路的第二端与所述第二冷水进出管连通。

在一些实施例中，所述热水进水管上设有热水进水阀，所述热水出水管上设有热水出水阀，所述冷水进水管上设有冷水进水阀，所述冷水出水管上设有冷水出水阀，所述低压旁路上设有低压旁路调节阀，所述抽汽管路上设有抽汽管路调节阀，所述供热回水管路上设有热网循环泵，所述低压旁路上设有减温减压器。

在一些实施例中，所述热水容器和所述冷水容器为同一容器，所述容器为单罐斜温层储热水罐。

本发明另一方面实施例提供了一种热电联产系统的工作方法，包括：

所述热电联产系统处于非调峰非尖端阶段时，从所述冷水容器的所述冷水出口流出的冷水和所述供热回水管路中的供热回水均从所述热网加热器的所述冷水进口进入所述热网加热器中，从所述中压缸的蒸汽出口流出的蒸汽的一部分通过所述抽汽管路从所述热网加热器的所述蒸汽进口进入所述热网加热器中，从所述热网加热器的所述热水出口流出的热水的一部分进入热水容器中，从所述热网加热器的所述热水出口流出的热水的另一部分进入所述供热供水管路中；

所述热电联产系统处于调峰阶段时，所述供热回水管路中的供热回水的一部分进入所述冷水容器中，所述供热回水管路中的供热回水的另一部分从所述热网加热器的所述冷水进口进入所述热网加热器中，从所述再热器的蒸汽出口流出的蒸汽的一部分通过所述低压旁路从所述热网加热器的所述蒸汽进口进入所述热网加热器中，从所述中压缸的蒸汽出口流出的蒸汽的一部分通过所述抽汽管路从所述热网加热器的所述蒸汽进口进入所述热网加热器中，从所述热网加热器的所述热水出口流出的热水进入所述供热供水管路中，所述热水容器中的热水从所述热水容器的所述热水出口流出进入所述供热供水管路中；

所述热电联产系统处于尖峰阶段时，关闭所述低压旁路，从所述中压缸的蒸汽出口流出的蒸汽的一部分通过所述抽汽管路从所述热网加热器的所述蒸汽进口进入所述热网加热器中。

在一些实施例中，当所述热水容器的蓄热速度太慢，从所述再热器的蒸汽出口流出的蒸汽的一部分通过所述低压旁路从所述热网加热器的所述蒸汽进口进入所述热网加热器中。

在一些实施例中，所述热水容器为常压容器，当所述热电联产系统处于非调峰非尖端阶段时，当从所述热网加热器的所述热水出口流出的热水的所述一部分的温度超过100℃时，打开所述第一掺混管路，使所述供热回水管路中的供热回水和所述冷水出水管93中的冷水中至少一者的一部分掺入所述热水进水管以便将流入所述热水的所述一部分的温度降至100℃以下；

可选地，当所述热电联产系统处于调峰阶段，从所述热水容器中流出的热水的温度低于100℃，所需供热供水的温度超过100℃时，打开所述第二掺混管路使得从所述热水容器中流出的所述热水经过所述第二掺混管路进入所述热网加热器中。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是根据本发明实施例的热电联产系统的示意图。

图2是根据本发明实施例的热电联产系统的局部示意图。

附图标记：

热电联产系统100；

汽轮发电机组1；高压缸11；中压缸12；第二阀门121；低压缸13；再热器14；第一阀门141；热网加热器2；热网加热器出口阀门21；热网加热器入口阀门22；低压旁路3；低压旁路调节阀31；减温减压器32；减温减压器出口阀门33；抽汽管路4；抽汽管路调节阀41；单罐斜温层储热水罐5；热水进出口51；冷水进出口52；供热回水管路6；热网循环泵61；供热供水管路7；凝汽器8；热水进水管91；热水进水阀911；热水出水管92；热水出水阀921；冷水进水管93；冷水进水阀931；冷水出水管94；冷水出水阀941；增压水泵95；掺混管路96；掺混管路阀门961；第一热水进出管971；第二热水进出管972；第一冷水进出管973；第二冷水进出管974；第一总阀门975；第二总阀门976；

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考图1和图2来描述根据本发明实施例的热电联产系统。

如图1和图2所示，根据本发明实施例的热电联产系统100包括汽轮发电机组1、热网加热器2、低压旁路3、抽汽管路4、热水容器、供热回水管路6和供热供水管路7。

汽轮发电机组包括高压缸11、中压缸12、低压缸13和再热器14，高压缸11的蒸汽出口与再热器14的蒸汽进口连通，再热器14的蒸汽出口与中压缸12的蒸汽进口连通，中压缸12的蒸汽出口与低压缸13的蒸汽进口连通。高压缸11中的蒸汽经过再热器14再热，再热蒸汽可以进入中压缸12做功，从中压缸12排出的蒸汽可以进入低压缸13做功。

热网加热器2具有蒸汽进口、蒸汽出口、冷水进口和热水出口，热网加热器2的蒸汽出口与凝汽器8的蒸汽进口连通。温度较高的蒸汽从热网加热器2的蒸汽进口进入热网加热器2中，冷水从热网加热器2的冷水进口进入热网加热器中。热网加热器2内具有换热腔，温度较高的蒸汽与冷水进行换热，热量由温度较高的蒸汽传递给冷水。温度较高的蒸汽变为温度较低的蒸汽从热网加热器2的蒸汽出口排出。冷水由于换热而温度升高变为热水，热水从热网加热器2的热水出口流出。

低压旁路3的第一端与再热器14的蒸汽出口连通，低压旁路3的第二端与热网加热器2的蒸汽进口连通。低压旁路3将从再热器14排出的再热蒸汽的一部分引入热网加热器2中，用于对流入热网加热器2中的冷水进行加热。被低压旁路3引入热网加热器2中的这一部分再热蒸汽没有进入中压缸12做功，而是被送去供热，因此汽轮发电机组1的发电功率下降。因此，低压旁路3的设置能够降低热电联产系统100在供暖期的机组发电功率，起到了一定的调峰作用，使得热电联产系统100的调峰能力提高，还能提高热电联产系统100在供暖期的供热能力。

抽汽管路4的第一端与中压缸12的蒸汽出口连通，抽汽管4路的第二端与热网加热器2的蒸汽进口连通。抽汽管路4将从中压缸12中排出的蒸汽的一部分引入热网加热器2中对冷水进行加热。也就是说，抽汽管路4将中压缸12蒸汽出口处的一部分蒸汽送去供热。

热水容器具有热水进口和热水出口，热水容器的热水进口与热网加热器2的热水出口连通。也就是说，从热网加热器2的热水出口流出的热水能够进入热水容器中进行存储，该过程可称为热水容器的“蓄热”。

供热回水管路6与热网加热器2的冷水进口连通。供热回水管路6中流通的工质为温度较低的供热回水，为表述方便，下文可将流入热网加热器2的水称为“冷水”。供热回水管路6中的供热回水能进入热网加热器2中被加热。

供热供水管路7与热网加热器2的热水出口连通，供热供水管路与热水容器的热水出口连通。从热网加热器2的热水出口流出的水为温度较高的水，为表述方便，下文可将从热网加热器2的热水出口流出的水称为“热水”。从热网加热器2中流出的热水能够流入供热供水管路7中去供热，热水容器中的热水也可以流入供热供水管路7中去供热。热水容器中的热水流入供热供水管路7中去供热的过程可视为热水容器的“放热”。

采暖季时，若热电联产系统100处于调峰阶段，汽轮发电机组1低负荷运行，从中压缸12的蒸汽出口流出的蒸汽的一部分通过抽汽管路4从热网加热器2的蒸汽进口进入热网加热器2中。同时低压旁路3将从再热器14的蒸汽出口流出的蒸汽的一部分引入热网加热器2中进行补充供热，并起到调峰作用。热水容器放热，并且通过调节热水容器的放热速度(热水容器排出的热水的流量)，不仅使得热电联产系统100的供热量与供热网的需热量相匹配，而且可以使汽轮发电机组1在调峰阶段稳定负荷。因此热电联产系统100具有良好的灵活性。并且，汽轮机发电机组1的调峰电量越大，能够获得的调峰补偿越多，因此可显著提高热电厂的经济效益。

若热电联产系统100处于非调峰非尖峰阶段，汽轮发电机组1负荷增大，从中压缸12的蒸汽出口流出的蒸汽的一部分通过抽汽管路4进入热网加热器2中进行供热。多余的热量进入热水容器中进行储存。若热水容器的蓄热速度不足，则低压旁路3能够将从再热器14的蒸汽出口流出的蒸汽的一部分引入热网加热器2中进行补充。并且通过调节热水容器的蓄热速度(流入到热水容器内的热水的流量)，不仅能使得热电联产系统100的供热量与供热网的需热量相匹配，而且可以使汽轮发电机组1在调峰阶段稳定负荷，提高热电联产系统100的灵活性。

若热电联产系统100处于尖峰阶段，汽轮发电机组1负荷达到最大，从中压缸12的蒸汽出口流出的蒸汽的一部分通过抽汽管路4进入热网加热器2中进行供热，并通过调节抽汽管路4的蒸汽流量即可满足供热需求。因此在尖峰阶段，热电联产系统100的发电能力得以保证。

根据本发明实施例的热电联产系统设置有低压旁路、抽汽管路、热水容器和冷水容器，从而可以在非调峰非尖峰阶段将多余的蒸汽蕴含的热量以热水的形式存储在热水容器内。由此在调峰阶段，可以利用热水容器内热水补偿蒸汽的不足。也就是说，汽轮发电机组在非调峰非尖峰阶段将多余热量储存在热水容器的热水中，热水容器的热水中储存的热量在调峰阶段进行补充供热。

尖峰阶段抽汽管路满足供热需求，不会影响汽轮发电机组在尖峰阶段的发电能力。此外，通过调节热水容器的蓄热速度和放热速度能够保持汽轮发电机组在一段时间内负荷不变。此外，本发明实施例提供的热电联产系统实现了打破了热电联产系统热电刚性耦合关系，实现了热电解耦，增大了其在采暖期的调峰深度，从而提高了热电厂的经济效益。

由此，本发明实施例提供的热电联产系统具有热电灵活调节、调峰深度大、经济效益好、负荷稳定等优点。

在一些实施例中，如图1和图2所示，冷水容器具有冷水进口和冷水出口，冷水出口与热网加热器2的冷水进口连通。也就是说，从冷水容器的冷水出口流出的冷水能够进入热网加热器2中被加热。供热回水管路6与冷水容器的冷水进口连通，供热回水管路6的供热回水可以进入冷水容器中用于补充冷水容器中储存的冷水。

在一些实施例中，如图1和图2所示，低压旁路3上设有低压旁路调节阀31。低压旁路调节阀31用于调节低压旁路3中蒸汽的流量。抽汽管路4上设有抽汽管路调节阀41。抽汽管路调节阀41用于调节抽汽管路4中蒸汽的流量。

在一些实施例中，如图1和图2所示，低压旁路3上设有减温减压器32。减温减压器32对低压旁路3中的蒸汽进行减温减压。可选地，低压旁路3上还设有减温减压器出口阀门33。减温减压器出口阀门33位于减温减压器32的下游，减温减压器32位于低压旁路调节阀31的下游。

在一些实施例中，如图1和图2所示，再热器14的蒸汽出口与中压缸12的蒸汽进口连通管路上设置有第一阀门141。中压缸12的蒸汽出口与低压缸13的蒸汽进口连接管路上设置有第二阀门121。

在一些实施例中，如图1和图2所示，供热回水管路6上设有热网循环泵61。

在一些实施例中，如图1和图2所示，本发明实施例提供的热电联产系统100进一步地包括热水进水管91、热水出水管92、冷水进水管93和冷水出水管94。热水进水管91的第一端与热水容器的热水进口连通，热水进水管91的第二端与热网加热器2的热水出口连通。也就是说，当热水容器进行蓄热时，热网加热器2中流出的热水通过热水进水管91进入热水容器中。

热水出水管92中的第一端与热水容器的热水出口连通，热水出水管92中的第二端与供热供水管路7连通。也就是说，当热水容器进行放热时，热水容器中的热水通过热水出水管92进入供热供水管路7中。

冷水进水管93的第一端与冷水容器的冷水进口连通，冷水进水管93的第二端与供热回水管路6连通。也就是说，当冷水容器中的冷水量不足需要进行补充时，供热回水管路6中的冷水通过冷水进水管93进入冷水容器中。

冷水出水管94中的第一端与冷水容器的冷水出口连通，冷水出水管94的第二端与热网加热器2的冷水进口连通。也就是说，当热网加热器2的冷水不足时，冷水容器中的冷水通过冷水出水管94进入热网加热器中。

下面对热水进水管91、热水出水管92、冷水进水管93和冷水出水管94的工作过程进行详细叙述。可选地，可以保证供热供水管路7的供热供水的总量与供热回水管路6的供热回水的总量一致。当从热网加热器2中流出的热水的一部分需要通过热水进水管91流入热水容器中进行储存时，此时需要冷水容器中的冷水通过冷水出水管94进入热网加热器2中进行补充冷水。冷水容器流出的冷水的量与流入热水容器的热水的量一致，则可以保证供热供水管路7的供热供水的总量与热回水管路6的供热回水的总量一致。因此热水进水管91和冷水出水管94需要同时打开。

当热水容器中的热水需要通过热水出水管92进入供热供水管路7进行补充供热时，为保证供热供水管路7的供热供水的总量与供热回水管路6的供热回水的总量一致，供热回水管路6的一部分供热回水需要通过冷水进水管93流入冷水容器中。流出热水容器的热水的量与流入冷水容器的冷水的量一致，则可以保证供热供水管路7的供热供水的总量与供热回水管路6的供热回水的总量一致。因此热水出水管92和冷水进水管93需要同时打开。

在一些实施例中，如图1和图2所示，热电联产系统进一步包括增压水泵95。增压水泵95设置在热水出水管92和冷水出水管94中的每一者上。作为示例，如图1和图2所示，热水出水管92包括依次相连的第一段、第二段和第三段，冷水出水管94包括依次相连的第四段、所述第二段和第五段。增压水泵95设在所述第二段上。也就是说，热水出水管92和冷水出水管94具有一段共用管路(该第二段)，增压水泵95设置在该共用管路上。

当需热水从热水容器中流出时，增压水泵95用于对热水出水管92中的热水进行增压。当需冷水从冷水容器中流出时，增压水泵95用于对冷水出水管94中的冷水进行增压。可以理解的是，热水出水管92与冷水出水管94不能同时打开(导通)。

在一些实施例中，如图1和图2所示，热电联产系统进一步包括第一掺混管路和第二掺混管路。

作为示例，第一掺混管路的第一端与热水进水管91连通，第一掺混管路的第二端与供热回水管路6和冷水出水管93中的至少一者连通。当热水容器为常压容器时，流入热水容器中的热水不能超过100℃，因此当热网加热器2的热水出口处流出的热水的温度超过100℃时，可以打开第一掺混管路，使得供热回水管路6和冷水出水管93中的至少一者中的冷水的一部分掺入热水进水管91以便降低流入热水容器中的热水的温度。

作为示例，第二掺混管路的第一端与热水出水管92连通，第二掺混管路的第二端与热网加热器2的冷水进口连通。第二掺混管路将热水出水管92与热网加热器2的冷水进口进行连通。这是由于当热水容器为常压容器，而所需供热供水超过100℃时，由于从热水容器中流出的热水的温度达不到100℃，需要将热水出水管92中的热水通过第二掺混管路引入热网加热器2中进行加热以便提高供热供水的温度。

在一些实施例中，如图1和图2所示，热水容器的热水进口和热水出口为同一热水进出口51，冷水容器的冷水进口和冷水出口为同一冷水进出口52。也就是说，热水容器具有一个热水进出口51，冷水容器具有一个冷水进出口52。该热水进出口51与热水进水管91和热水出水管92中的每一者的第一端连通。该冷水进出口52与冷水进水管93和冷水出水管94中的每一者的第一端连通。

在一些实施例中，如图1和图2所示，第一掺混管路和第二掺混管路为同一掺混管路96。

在一些实施例中，掺混管路96上设置有掺混管路阀门961。

在一些实施例中，如图1和图2所示，热电联产系统100进一步包括第一热水进出管971、第二热水进出管972、第一冷水进出管973和第二冷水进出管974。

第一热水进出管971的第一端与热水进出口51连通，第一热水进出管971的第二端与热水进水管91和热水出水管92中的每一者的第一端连通。

第二热水进出管972的第一端与热水进水管91和热水出水管92中的每一者的第二端连通，第二热水进出管972的第二端与热网加热器2的热水出口连通。且供热供水管路7与第二热水进出管972连通，掺混管路96的第一端与第二热水进出管972连通。供热供水管路7与第二热水进出管972的连通位置位于掺混管路96与第二热水进出管972的连通位置和热网加热器2的热水出口之间。

热水容器中的热水通过热水进出口51进入第一热水进出管971，而后依次流经热水出水管92和第二热水进出管972。并可以从第二热水进出管972中直接进入供热供水管路7中，也可以进入掺混管路96中以便进入热网加热器2中进行加热。热网加热器2中的热水能够进入第二热水进出管972，而后依次流经热水进水管91和第一热水进出管971进入热水容器中，也可以在第二热水进出管972中与掺混管路96中流入的冷水进行混合后进入热水容器中。

第一冷水进出管973的第一端与冷水进出口52连通，第一冷水进出管973的第二端与冷水进水管93和冷水出水管94中的每一者的第一端连通。

第二冷水进出管974的第一端与冷水进水管93和冷水出水管94中的每一者的第二端连通，第二冷水进出管974的第二端与热网加热器2的冷水进口连通，供热回水管路6与第二冷水进出管974连通，掺混管路96的第二端与第二冷水进出管974连通。掺混管路96与第二冷水进出管974的连通位置位于供热回水管路6与第二冷水进出管974的连通位置和热网加热器2的冷水进口之间。

冷水容器中的冷水通过冷水进出口52进入第一冷水进出管973，而后依次流经冷水出水管94和第二冷水进出管974，最终通过第二冷水进出管974进入热网加热器2中。供热回水管路6中的冷水能够进入第二冷水进出管974，并可以在第二冷水进出管974中与冷水容器中流出的冷水进行混合进入热网加热器中，也可以流经冷水进水管93和第一冷水进出管973进入冷水容器中。第二冷水进出管974中的冷水能够通过掺混管路96进入第二热水进出管972。

在一些实施例中，如图1和图2所示，热电联产系统100还包括热网加热器出口阀门21和热网加热器入口阀门22。热网加热器出口阀门21与热网加热器2的热水出口连通，热网加热器入口阀门22与热网加热器2的冷水进口连通。

在一些实施例中，如图1和图2所示，热电联产系统100还包括第一总阀门975和第二总阀门976。第一总阀门975设置在第二热水进出管972上，第二总阀门976设置在第二冷水进出管974上。

在一个具体实施例中，如图1和图2所示，热网加热器出口阀门21设置在第二热水进出管972上，热网加热器入口阀门22设置在第二冷水进出管974上。供热供水管路7与第二热水进出管972的连通位置位于热网加热器出口阀门21和第一总阀门975之间。供热回水管路6与第二冷水进出管974的连通位置位于热网加热器入口阀门22和第二总阀门976之间。第一总阀门975位于掺混管路96的第一端与第二热水进出管972的连通位置和供热供水管路7与第二热水进出管972的连通位置之间。掺混管路96的第二端位于热网加热器2的冷水进口和热网加热器入口阀门22之间。热网加热器出口阀门21位于第一总阀门975和热网加热器2的热水出口之间。热网加热器入口阀门22位于第二总阀门976和热网加热器2的冷水进口之间。

在一些实施例中，如图1和图2所示，热水进水管91上设有热水进水阀911，热水出水管92上设有热水出水阀921，冷水进水管93上设有冷水进水阀931，冷水出水管94上设有冷水出水阀941。

可选地，如图1和图2所示，热水出水阀921包括两个，两个热水出水阀921分别设置在热水出水管92的第一段和第三段上。换言之，增压水泵95的上游和下游分别设置有一个热水出水阀921。冷水出水阀941包括两个，两个冷水出水阀941分别设置在冷水出水管94的第四段和第五段上。换言之，增压水泵95的上游和下游分别设置有一个冷水出水阀941。

在一些实施例中，如图1和图2所示，热水容器和冷水容器为同一容器，所述容器为单罐斜温层储热水罐5。单罐斜温层蓄热水罐5内部可同时储存热水和冷水。其原理为：由于水温不同，水的密度也不同，在一个足够大的容器中，由于重力原因，密度不同的冷热水自然分层形成热水层和冷水层，热水层在上，冷水层在下，热水层和冷水成之间形成了温度过渡层(约为1m)。单罐斜温层蓄热水罐5可同时储存热水和冷水，与多罐和多槽式的蓄热装置相比，其造价较低且节省空间。热水进出口51位于单罐斜温层蓄热水罐5的上部分且与热水层相对应，冷水进出口52位于单罐斜温层蓄热水罐5的下部分且与冷水层相对应。

本发明的实施例还提供了一种根据上述实施例中的热电联产系统的工作方法，包括：

当本发明实施例的热电联产系统100处于非调峰非尖端阶段时，汽轮发电机组1以较高负荷运行，汽轮发电机组1的供热量大于需热量，多余的热量以热水的形式储存在单罐斜温层储热水罐5中：

从单罐斜温层储热水罐5的冷水进出口52处流出的冷水和供热回水管路6中的供热回水均从热网加热器2的冷水进口进入热网加热器2中。从中压缸12的蒸汽出口流出的蒸汽的一部分通过抽汽管路4从热网加热器2的蒸汽进口进入热网加热器2中。进入热网加热器2中的高温蒸汽对进入热网加热器2中的冷水进行加热。从热网加热器2的热水出口流出的热水的一部分进入单罐斜温层储热水罐5中，从热网加热器2的热水出口流出的热水的另一部分进入供热供水管路6中。进入单罐斜温层储热水罐5中的热水将热量储存在单罐斜温层储热水罐5中。进入供热供水管路6中的热水的另一部分去往供热。

当单罐斜温层储热水罐5的蓄热速度太慢，可打开低压旁路3，使得从再热器14的蒸汽出口流出的蒸汽的一部分通过低压旁路3从热网加热器2的蒸汽进口进入热网加热器2中进行补充供热，加快单罐斜温层储热水罐5的蓄热速度。

在该过程中，可以通过调节单罐斜温层储热水罐5的蓄热速度(流入单罐斜温层储热水罐5的热水的流量)使得热电联产系统100的供热量与供热网的需热量相匹配，而且可以使汽轮发电机组1在调峰阶段稳定负荷。

当本发明实施例中的热电联产系统100处于调峰阶段时，热电联产系统100保持低负荷。低压旁路3开启，一方面用于提高汽轮发电机组1的供热能力，另一方面能够起到调峰作用。汽轮发电机组1的供热量小于需热量，为保证供热，需要使用单罐斜温层储热水罐5进行补充供热：

供热回水管路6中的供热回水的一部分从冷水进出口52进入单罐斜温层储热水罐5中，供热回水管路6中的供热回水的另一部分从热网加热器2的冷水进口进入热网加热器2中。从再热器14的蒸汽出口流出的蒸汽的一部分通过低压旁路3从热网加热器2的蒸汽进口进入热网加热器2中。从中压缸12的蒸汽出口流出的蒸汽的一部分通过抽汽管路7从热网加热器2的蒸汽进口进入热网加热器2中。进入热网加热器2中的高温蒸汽对进入热网加热器2中的冷水进行加热。从热网加热器2的热水出口流出的热水进入供热供水管路7中去往供热。单罐斜温层储热水罐5中的热水从热水进出口51流出进入供热供水管路7中去往供热。

在该过程中，通过调节单罐斜温层储热水罐5的放热速度(流出单罐斜温层储热水罐5的热水的流量)使得热电联产系统100的供热量与供热网的需热量相匹配，可以使汽轮发电机组1在调峰阶段稳定负荷。

当热电联产系统100处于尖峰阶段时，热电联产系统100达到最大负荷状态。关闭低压旁路3，使汽轮发电机组1全力发电。从中压缸12的蒸汽出口流出的蒸汽的一部分通过抽汽管路4从热网加热器2的蒸汽进口进入热网加热器2中。此时抽汽管路4的供热能力足够满足供热需求。通过调节抽汽管路4的蒸汽流量可以使得热电联产系统100的供热能力与供热需求相匹配。由于无需开启低压旁路3，因此在尖峰阶段，热电联产系统100的发电能力得以保证。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种热电联产系统，其特征在于，包括：

汽轮发电机组，所述汽轮发电机组包括高压缸、中压缸、低压缸和再热器，所述高压缸的蒸汽出口与所述再热器的蒸汽进口连通，所述再热器的蒸汽出口与所述中压缸的蒸汽进口连通，所述中压缸的蒸汽出口与所述低压缸的蒸汽进口连通；

热网加热器，所述热网加热器具有蒸汽进口、蒸汽出口、冷水进口和热水出口，所述热网加热器的所述蒸汽出口与凝汽器的蒸汽进口连通；

低压旁路，所述低压旁路的第一端与所述再热器的蒸汽出口连通，所述低压旁路的第二端与所述热网加热器的所述蒸汽进口连通；

抽汽管路，所述抽汽管路的第一端与所述中压缸的蒸汽出口连通，所述抽汽管路的第二端与所述热网加热器的所述蒸汽进口连通；

热水容器，所述热水容器具有热水进口和热水出口，所述热水进口与所述热网加热器的所述热水出口连通；

供热回水管路，所述供热回水管路与所述热网加热器的所述冷水进口连通；和

供热供水管路，所述供热供水管路与所述热网加热器的所述热水出口连通，所述供热供水管路与所述热水容器的所述热水出口连通；

冷水容器，所述冷水容器具有冷水进口和冷水出口，所述冷水出口与所述热网加热器的所述冷水进口连通，所述供热回水管路与所述冷水容器的所述冷水进口连通；

热水进水管、热水出水管、冷水进水管和冷水出水管，所述热水进水管的第一端与所述热水容器的所述热水进口连通，所述热水进水管的第二端与所述热网加热器的所述热水出口连通，所述热水出水管中的第一端与所述热水容器的所述热水出口连通，所述热水出水管中的第二端与所述供热供水管路连通，所述冷水进水管的第一端与所述冷水容器的所述冷水进口连通，所述冷水进水管的第二端与所述供热回水管路连通，所述冷水出水管中的第一端与所述冷水容器的所述冷水出口连通，所述冷水出水管的第二端与所述热网加热器的所述冷水进口连通，

增压水泵，所述热水出水管包括依次相连的第一段、第二段和第三段，所述冷水出水管包括依次相连的第四段、所述第二段和第五段，所述增压水泵设在所述第二段上。

2.根据权利要求1所述的热电联产系统，其特征在于，进一步包括第一掺混管路和第二掺混管路，所述第一掺混管路的第一端与所述热水进水管连通，所述第一掺混管路的第二端与所述供热回水管路和所述冷水出水管93中的至少一者连通，所述第二掺混管路的第一端与所述热水出水管连通，所述第二掺混管路的第二端与所述热网加热器的所述冷水进口连通。

3.根据权利要求2所述的热电联产系统，其特征在于，所述热水容器的所述热水进口和所述热水出口为同一热水进出口，所述冷水容器的所述冷水进口和所述冷水出口为同一冷水进出口，所述第一掺混管路和所述第二掺混管路为同一掺混管路，

所述热电联产系统进一步包括：第一热水进出管和第二热水进出管，所述第一热水进出管的第一端与所述热水进出口连通，所述第一热水进出管的第二端与所述热水进水管和所述热水出水管中的每一者的第一端连通，所述第二热水进出管的第一端与所述热水进水管和所述热水出水管中的每一者的第二端连通，所述第二热水进出管的第二端与所述热网加热器的所述热水出口连通，所述供热供水管路与所述第二热水进出管连通，所述掺混管路的第一端与所述第二热水进出管连通；和

第一冷水进出管和第二冷水进出管，所述第一冷水进出管的第一端与所述冷水进出口连通，所述第一冷水进出管的第二端与所述冷水进水管和所述冷水出水管中的每一者的第一端连通，所述第二冷水进出管的第一端与所述冷水进水管和所述冷水出水管中的每一者的第二端连通，所述第二冷水进出管的第二端与所述热网加热器的所述冷水进口连通，所述供热回水管路与所述第二冷水进出管连通，所述掺混管路的第二端与所述第二冷水进出管连通。

4.根据权利要求3所述的热电联产系统，其特征在于，所述热水进水管上设有热水进水阀，所述热水出水管上设有热水出水阀，所述冷水进水管上设有冷水进水阀，所述冷水出水管上设有冷水出水阀，所述低压旁路上设有低压旁路调节阀，所述抽汽管路上设有抽汽管路调节阀，所述供热回水管路上设有热网循环泵，所述低压旁路上设有减温减压器。

5.根据权利要求2所述的热电联产系统，其特征在于， 所述热水容器和所述冷水容器为同一容器，所述容器为单罐斜温层储热水罐。

6.一种根据权利要求2-5任一项所述的热电联产系统的工作方法，包括：

所述热电联产系统处于非调峰非尖端阶段时，从所述冷水容器的所述冷水出口流出的冷水和所述供热回水管路中的供热回水均从所述热网加热器的所述冷水进口进入所述热网加热器中，从所述中压缸的蒸汽出口流出的蒸汽的一部分通过所述抽汽管路从所述热网加热器的所述蒸汽进口进入所述热网加热器中，从所述热网加热器的所述热水出口流出的热水的一部分进入热水容器中，从所述热网加热器的所述热水出口流出的热水的另一部分进入所述供热供水管路中；

所述热电联产系统处于调峰阶段时，所述供热回水管路中的供热回水的一部分进入所述冷水容器中，所述供热回水管路中的供热回水的另一部分从所述热网加热器的所述冷水进口进入所述热网加热器中，从所述再热器的蒸汽出口流出的蒸汽的一部分通过所述低压旁路从所述热网加热器的所述蒸汽进口进入所述热网加热器中，从所述中压缸的蒸汽出口流出的蒸汽的一部分通过所述抽汽管路从所述热网加热器的所述蒸汽进口进入所述热网加热器中，从所述热网加热器的所述热水出口流出的热水进入所述供热供水管路中，所述热水容器中的热水从所述热水容器的所述热水出口流出进入所述供热供水管路中；

所述热电联产系统处于尖峰阶段时，关闭所述低压旁路，从所述中压缸的蒸汽出口流出的蒸汽的一部分通过所述抽汽管路从所述热网加热器的所述蒸汽进口进入所述热网加热器中。

7.根据权利要求6所述的热电联产系统的工作方法，其特征在于，当所述热水容器的蓄热速度太慢，从所述再热器的蒸汽出口流出的蒸汽的一部分通过所述低压旁路从所述热网加热器的所述蒸汽进口进入所述热网加热器中。

8.根据权利要求6所述的热电联产系统的工作方法，其特征在于，所述热水容器为常压容器，当所述热电联产系统处于非调峰非尖端阶段时，当从所述热网加热器的所述热水出口流出的热水的所述一部分的温度超过100℃时，打开所述第一掺混管路，使所述供热回水管路中的供热回水和所述冷水出水管93中的冷水中至少一者的一部分掺入所述热水进水管以便将流入所述热水的所述一部分的温度降至100℃以下；

当所述热电联产系统处于调峰阶段，从所述热水容器中流出的热水的温度低于100℃，所需供热供水的温度超过100℃时，打开所述第二掺混管路使得从所述热水容器中流出的所述热水经过所述第二掺混管路进入所述热网加热器中。

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