CN113324276A - 基于熔融盐储热的调频调峰安全供热系统及其工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于熔融盐储热的调频调峰安全供热系统及其工作方法，发电机的输出端与高厂变的输入端及电网相连接，高厂变的输出端经可变负荷变压器与可变负荷控制器的输入端相连接，可变负荷控制器的输出端与熔融盐电加热器的电源接口相连通；低温储罐的出口与熔融盐电加热器的入口相连通，熔融盐电加热器的出口与高温储罐的入口相连通，高温储罐的出口与熔融盐放热换热器的放热侧入口相连通，熔融盐放热换热器的放热侧出口与低温储罐的入口相连通；该系统及其工作方法能够保证机组原有调频能力的基础上，大幅提高机组的调频能力及调峰能力，同时提高供热稳定性，具备供热机组的热电解耦特性。

Description

基于熔融盐储热的调频调峰安全供热系统及其工作方法
技术领域
本发明属于火力发电技术调频调峰领域，涉及一种基于熔融盐储热的调频调峰安全供热系统及其工作方法。
背景技术
近年来，我国风电、光伏、水电等新能源电力装机容量持续快速增长，新能源在为我们提供大量清洁电力同时，也给电网的安全运行和电力供应保障带来了巨大挑战。
在此背景下，大幅提高火电机组的调频调峰能力迫在眉睫，同时对于供热机组，供热的安全性和热电解耦也是亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种基于熔融盐储热的调频调峰安全供热系统及其工作方法，该系统及其工作方法能够保证机组原有调频能力的基础上，大幅提高机组的调频能力及调峰能力，同时提高供热稳定性，具备供热机组的热电解耦特性。
为达到上述目的，本发明所述的基于熔融盐储热的调频调峰安全供热系统包括发电机、高厂变、电网、可变负荷变压器、可变负荷控制器、熔融盐电加热器、低温储罐、高温储罐、熔融盐放热换热器、升温工质输入管道及升温工质输出管道；
发电机的输出端与高厂变的输入端及电网相连接，高厂变的输出端经可变负荷变压器与可变负荷控制器的输入端相连接，可变负荷控制器的输出端与熔融盐电加热器的电源接口相连通；
低温储罐的出口与熔融盐电加热器的入口相连通，熔融盐电加热器的出口与高温储罐的入口相连通，高温储罐的出口与熔融盐放热换热器的放热侧入口相连通，熔融盐放热换热器的放热侧出口与低温储罐的入口相连通；
升温工质输入管道与熔融盐放热换热器的吸热侧入口相连通，熔融盐放热换热器的吸热侧出口与升温工质输出管道相连通。
低温储罐的出口经低温熔融盐泵与熔融盐电加热器的入口相连通。
高温储罐的出口经高温熔融盐泵与熔融盐放热换热器的放热侧入口相连通。
升温工质输入管道经升压泵与熔融盐放热换热器的吸热侧入口相连通。
升温工质输出管道上设置有供热控制阀。
一种基于熔融盐储热的调频调峰安全供热系统的工作方法包括以下步骤：
发电机产生的电分为两路，其中一路送入电网，另一路经高厂变、可变负荷变压器及可变负荷控制器为熔融盐电加热器提供电能；
低温储罐输出的低温熔融盐经低温熔融盐泵进入到熔融盐电加热器中进行加热，然后进入到高温储罐中；
高温储罐输出的高温熔融盐经高温熔融盐泵进入到熔融盐放热换热器的放热侧中进行放热降温，然后进入到低温储罐中；
升温工质输入管道输出的升温工质进入到熔融盐放热换热器的吸热侧中进行升温，然后经升温工质输出管道输出。
当电网发出升负荷的调频指令时，可变负荷控制器降低熔融盐电加热器的功率，以瞬间增加发电机与高厂变出口的电功率。
当电网发出降负荷的调频指令时，可变负荷控制器提高熔融盐电加热器的功率，以瞬间减少发电机与高厂变出口的电功率。
当电网发出深度调峰需求时，可变负荷控制器在安全范围内将熔融盐电加热器的功率提高至满功率，以最大限度减少发电机与高厂变出口的电功率，以降低机组的上网负荷。
当电网发出较高电负荷的需求时，可变负荷控制器降低熔融盐电加热器的功率，以增加发电机与高厂变出口的电功率；同时，来自机组热力系统的水进入熔融盐放热换热器中吸热，然后排出以供热，高温储罐中的热熔融盐进入到熔融盐放热换热器中释放热量，然后进入到低温储罐。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的基于熔融盐储热的调频调峰安全供热系统及其工作方法在具体操作时，通过可变负荷控制器降低熔融盐电加热器的功率，上网电量，通过提高熔融盐电加热器的功率，减少上网电量，以实现电网的深度调峰，另外，当电网发出较高电负荷需求时，则可降低熔融盐电加热器的功率，同时将机组热力系统输出的水送入熔融盐放热换热器中吸热，然后返回机组热力系统中，从而在保证机组原有调频能力的基础上，大幅提高机组的调频能力及调峰能力，提高供热稳定性，并具备供热机组的热电解耦特性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
其中，1为发电机、2为高厂变、3为电网、4为可变负荷变压器、5 为可变负荷控制器、6为熔融盐电加热器、7为低温储罐、8为低温熔融盐泵、9为高温储罐、10为高温熔融盐泵、11为熔融盐放热换热器、12 为升压泵、13为供热控制阀。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参考图1，本发明所述的基于熔融盐储热的调频调峰安全供热系统包括发电机1、高厂变2、电网3、可变负荷变压器4、可变负荷控制器 5、熔融盐电加热器6、低温储罐7、高温储罐9、熔融盐放热换热器11、升温工质输入管道及升温工质输出管道；发电机1的输出端与高厂变2 的输入端及电网3相连接，高厂变2的输出端经可变负荷变压器4与可变负荷控制器5的输入端相连接，可变负荷控制器5的输出端与熔融盐电加热器6的电源接口相连通；低温储罐7的出口与熔融盐电加热器6 的入口相连通，熔融盐电加热器6的出口与高温储罐9的入口相连通，高温储罐9的出口与熔融盐放热换热器11的放热侧入口相连通，熔融盐放热换热器11的放热侧出口与低温储罐7的入口相连通；升温工质输入管道与熔融盐放热换热器11的吸热侧入口相连通，熔融盐放热换热器 11的吸热侧出口与升温工质输出管道相连通。
具体的，低温储罐7的出口经低温熔融盐泵8与熔融盐电加热器6 的入口相连通；高温储罐9的出口经高温熔融盐泵10与熔融盐放热换热器11的放热侧入口相连通。
升温工质输入管道经升压泵12与熔融盐放热换热器11的吸热侧入口相连通；升温工质输出管道上设置有供热控制阀13。
本发明所述的基于熔融盐储热的调频调峰安全供热系统的工作方法包括以下步骤：
发电机1产生的电分为两路，其中一路送入电网3，另一路经高厂变2、可变负荷变压器4及可变负荷控制器5为熔融盐电加热器6提供电能；
低温储罐7输出的低温熔融盐经低温熔融盐泵8进入到熔融盐电加热器6中进行加热，然后进入到高温储罐9中；
高温储罐9输出的高温熔融盐经高温熔融盐泵10进入到熔融盐放热换热器11的放热侧中进行放热降温，然后进入到低温储罐7中；
升温工质输入管道输出的升温工质进入到熔融盐放热换热器11的吸热侧中进行升温，然后经升温工质输出管道输出。
当电网3发出升负荷的调频指令时，可变负荷控制器5降低熔融盐电加热器6的功率，从而瞬间增加发电机1与高厂变2出口的电功率，达到快速升负荷调频的目的。
当电网3发出降负荷的调频指令时，可变负荷控制器5提高熔融盐电加热器6的功率，从而瞬间减少发电机1与高厂变2出口的电功率，达到快速降负荷调频的目的。
当电网3发出有深度调峰的需求时，可变负荷控制器5在安全范围内将熔融盐电加热器6的功率提高至满功率，从而最大限度减少发电机 1与高厂变2出口的电功率，在锅炉稳燃负荷的基础上可以进一步降低机组的上网负荷，达到更深层次深度调峰的目的。
当电网3发出较高电负荷的需求时，可变负荷控制器5降低熔融盐电加热器6的功率，增加发电机1与高厂变2出口的电功率；同时，来自机组热力系统的水经过升压泵12进入熔融盐放热换热器11吸热，然后经供热控制阀13供热，高温储罐9中的热熔融盐通过高温熔融盐泵 10进入到熔融盐放热换热器11中释放热量，然后进入到低温储罐7，以充分利用储热系统供热，减少原机组供热量，进一步提高发电机1的出力，充分响应电网3的高负荷需求。
本发明可以实现辅助火电机组显著提高调频调峰能力，同时有效提高供热的安全可靠性，通过合理储存和利用机组能量，提高机组运行的灵活性和经济性，顺应目前火电机组节能、灵活性改造的大趋势。

Claims (10)

1.一种基于熔融盐储热的调频调峰安全供热系统，其特征在于，包括发电机(1)、高厂变(2)、电网(3)、可变负荷变压器(4)、可变负荷控制器(5)、熔融盐电加热器(6)、低温储罐(7)、高温储罐(9)、熔融盐放热换热器(11)、升温工质输入管道及升温工质输出管道；
发电机(1)的输出端与高厂变(2)的输入端及电网(3)相连接，高厂变(2)的输出端经可变负荷变压器(4)与可变负荷控制器(5)的输入端相连接，可变负荷控制器(5)的输出端与熔融盐电加热器(6)的电源接口相连通；
低温储罐(7)的出口与熔融盐电加热器(6)的入口相连通，熔融盐电加热器(6)的出口与高温储罐(9)的入口相连通，高温储罐(9)的出口与熔融盐放热换热器(11)的放热侧入口相连通，熔融盐放热换热器(11)的放热侧出口与低温储罐(7)的入口相连通；
升温工质输入管道与熔融盐放热换热器(11)的吸热侧入口相连通，熔融盐放热换热器(11)的吸热侧出口与升温工质输出管道相连通。
2.根据权利要求1所述的基于熔融盐储热的调频调峰安全供热系统，其特征在于，低温储罐(7)的出口经低温熔融盐泵(8)与熔融盐电加热器(6)的入口相连通。
3.根据权利要求1所述的基于熔融盐储热的调频调峰安全供热系统，其特征在于，高温储罐(9)的出口经高温熔融盐泵(10)与熔融盐放热换热器(11)的放热侧入口相连通。
4.根据权利要求1所述的基于熔融盐储热的调频调峰安全供热系统，其特征在于，升温工质输入管道经升压泵(12)与熔融盐放热换热器(11)的吸热侧入口相连通。
5.根据权利要求1所述的基于熔融盐储热的调频调峰安全供热系统，其特征在于，升温工质输出管道上设置有供热控制阀(13)。
6.一种权利要求5所述的基于熔融盐储热的调频调峰安全供热系统的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：
发电机(1)产生的电分为两路，其中一路送入电网(3)，另一路经高厂变(2)、可变负荷变压器(4)及可变负荷控制器(5)为熔融盐电加热器(6)提供电能；
低温储罐(7)输出的低温熔融盐经低温熔融盐泵(8)进入到熔融盐电加热器(6)中进行加热，然后进入到高温储罐(9)中；
高温储罐(9)输出的高温熔融盐经高温熔融盐泵(10)进入到熔融盐放热换热器(11)的放热侧中进行放热降温，然后进入到低温储罐(7)中；
升温工质输入管道输出的升温工质进入到熔融盐放热换热器(11)的吸热侧中进行升温，然后经升温工质输出管道输出。
7.根据权利要求6所述的基于熔融盐储热的调频调峰安全供热系统的工作方法，其特征在于，当电网(3)发出升负荷的调频指令时，可变负荷控制器(5)降低熔融盐电加热器(6)的功率，以瞬间增加发电机(1)与高厂变(2)出口的电功率。
8.根据权利要求6所述的基于熔融盐储热的调频调峰安全供热系统的工作方法，其特征在于，当电网(3)发出降负荷的调频指令时，可变负荷控制器(5)提高熔融盐电加热器(6)的功率，以瞬间减少发电机(1)与高厂变(2)出口的电功率。
9.根据权利要求6所述的基于熔融盐储热的调频调峰安全供热系统的工作方法，其特征在于，当电网(3)发出深度调峰需求时，可变负荷控制器(5)在安全范围内将熔融盐电加热器(6)的功率提高至满功率，以最大限度减少发电机(1)与高厂变(2)出口的电功率，以降低机组的上网负荷。
10.根据权利要求6所述的基于熔融盐储热的调频调峰安全供热系统的工作方法，其特征在于，当电网(3)发出较高电负荷的需求时，可变负荷控制器(5)降低熔融盐电加热器(6)的功率，以增加发电机(1)与高厂变(2)出口的电功率；同时，来自机组热力系统的水进入熔融盐放热换热器(11)中吸热，然后排出以供热，高温储罐(9)中的热熔融盐进入到熔融盐放热换热器(11)中释放热量，然后进入到低温储罐(7)。
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Assignee: Haimen Power Plant of Huaneng (Guangdong) Energy Development Co.,Ltd.

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Denomination of invention: Frequency modulation and peak shaving safety heating system based on molten salt heat storage and its working method

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Record date: 20231201

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Application publication date: 20210831

Assignee: Jining Huayuan Thermal Power Co.,Ltd.

Assignor: Xi'an Thermal Power Research Institute Co.,Ltd.

Contract record no.: X2023110000154

Denomination of invention: Frequency modulation and peak shaving safety heating system based on molten salt heat storage and its working method

Granted publication date: 20230407

License type: Common License

Record date: 20231218