CN114216108A - 一种混合加热熔盐储热调峰系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种混合加热熔盐储热调峰系统，包括过热器、再热器、主蒸汽控制阀、高压缸、再热蒸汽控制阀、中压缸、低压蒸汽控制阀、低压缸、发电机、电开关、回热加热器、除氧器、给水泵、凝汽器、凝结水泵、蒸汽压力水换热器、压力水泵、常压水罐、压力水罐、高温熔盐泵、蒸汽熔盐换热器、电加热器、低温熔盐泵、低温熔盐储罐、高温熔盐储罐、熔盐压力水换热器、风力发电机组、阀门。本发明将机组降负荷调峰过剩的热量和电量、及风力发电及光伏发电过剩的电量储存在高温熔盐中；在机组升负荷过程中，用高温熔盐加热压力水产生高温压力水或者高温高压蒸汽，进入原机组热力系统增加机组发电功率；这样以较高的热效率实现火电厂灵活性深度调峰。

Description

一种混合加热熔盐储热调峰系统
技术领域
本发明涉及一种混合加热熔盐储热调峰系统，尤其是一种能够实现电厂深度调峰的一种混合加热熔盐储热调峰系统。
背景技术
二氧化碳排放力争于达到峰值，对于可再生能源装机容量日益增加，但是可再生能源存在间断性和不稳定性对电网安全运行产生了很不利的影响，另外火电机组单机容量的增加，导致电网电量过剩以及在调峰矛盾日益突出，如何解决上述问题成了目前的重点任务。
本发明提出了一种混合加热熔盐储热调峰系统，原有火电厂基础上增加了熔盐储热和释热装置，将机组降负荷调峰过剩的热量和电量、及风力发电及光伏发电过剩的电量储存在高温熔盐中；机组调峰结束后，熔盐罐中储存的热量和压力水罐中储存的热量在机组升负荷过程中释放至原热力系统，以提高原机组发电功率，从而实现了火电厂灵活性深度调峰，为可再生能源进网提供了一定空间。
发明内容
本发明的目的在于提供一种混合加热熔盐储热调峰系统，利用熔盐储热技术，将机组降负荷调峰过剩的热量和电量、及风力发电及光伏发电过剩的电量储存在高温熔盐中，在机组升负荷调峰过程中，用高温熔盐加热高压给水减少汽轮机抽汽，提高机组热效率，实现了火电厂灵活性深度调峰，达到节约能源的目的。
本发明的技术解决方案是：
一种混合加热熔盐储热调峰系统，其特征在于：包括过热器1、再热器2、主蒸汽控制阀3、高压缸4、再热蒸汽控制阀5、中压缸6、低压蒸汽控制阀7、低压缸8、发电机9、电开关10、一号回热加热器11、二号回热加热器12、三号回热加热器13、除氧器14、给水泵15、四号回热加热器16、五号回热加热器17、六号回热加热器18、凝汽器19、凝结水泵20、蒸汽压力水换热器21、第一压力水泵22、常压水罐23、压力水罐24、第二压力水泵25、高温熔盐泵26、蒸汽熔盐换热器27、电加热器28、低温熔盐泵29、低温熔盐储罐30、高温熔盐储罐31、熔盐压力水换热器32、风力发电机组33、第二电开关34、光伏发电35、第三电开关36、第一阀门37和第二阀门38。
所述再热器2出口与所述蒸汽熔盐换热器27、所述蒸汽压力水换热器21和所述凝汽器19依次相连；所述发电机9与所述第一电开关10和所述电加热器28依次相连；所述常压水罐23与所述第一压力水泵22、所述蒸汽压力水换热器21和所述压力水罐24依次相连；所述低温熔盐储罐30与所述低温熔盐泵29、所述蒸汽熔盐换热器27和所述高温熔盐储罐31依次相连；所述风力发电机组33与所述第二电开关34和所述电加热器28依次相连；所述光伏发电35与所述第三电开关36和所述电加热器28依次相连；上述连接构成了混合加热储热降负荷系统。
所述压力水罐24依次与所述第二压力水泵25、所述除氧器14、所述给水泵15、所述熔盐压力水换热器32依次连接；所述熔盐压力水换热器32出口分为两路，一路与所述第一阀门37、所述过热器1入口依次连接，另一路与所述第二阀门38、所述低压蒸汽控制阀7和所述低压缸8依次连接；所述高温熔盐储罐31与所述高温熔盐泵26、所述熔盐压力水换热器32和所述低温熔盐储罐30依次连接；上述连接构成了熔盐释热机组增加功率系统。
所述锅炉过热器1出口依次与所述主蒸汽控制阀3、所述高压缸4入口相连，所述高压缸4出口连接所述锅炉再热器2入口；所述锅炉再热器2出口依次连接所述再热蒸汽控制阀5、所述中压缸6入口；所述中压缸6出口与所述低压缸8入口连接；所述低压缸8与所述发电机9通过轴连接，所述低压缸8出口依次连接所述凝汽器19、所述凝结水泵20、所述六号回热加热器18、所述五号回热加热器17、所述四号回热加热器16、所述除氧器14和所述给水泵15，所述给水泵15出口依次连接所述三号回热加热器13、所述二号回热加热器12、所述一号回热加热器11和所述锅炉过热器1入口；
所述高压缸4的中间级与末级抽汽分别与所述1号回热加热器11和所述2号回热加热器12汽侧入口连接；所述中压缸6的中间级与末级抽汽分别与所述3号回热加热器13和所述除氧器14汽侧入口连接；所述低压缸8的中间级分别与所述4号回热加热器16、所述5号回热加热器17和所述6号回热加热器18汽侧入口连接；所述1号回热加热器11疏水依次与所述2号回热加热器12、3号回热加热器13和所述除氧器14连接；所述4号回热加热器16依次与所述5号回热加热器17、所述6号回热加热器18和所述凝汽器19连接；上述构成了传统燃煤机组热力系统。
所述高温熔盐使用多元混合无机盐，使用温度范围为150℃-800℃。
来自再热器2的蒸汽经过所述蒸汽熔盐换热器27温度由过热汽降低为饱和水，经过所述蒸汽压力水换热器21温度降低为过冷水；所述蒸汽熔盐换热器27可将熔盐由低温状态加热至高温状态；所述蒸汽压力水换热器21将未饱和压力水加热至饱和水。
所述电加热器28可布置于所述高温熔盐储罐31中，也可布置在罐体外部，将熔盐温度提升。
所述的电加热器28的电力可来自自身发电系统发电机9，也可来自系统外风力发电机组33和光伏发电35，加热熔盐至高温状态。
所述熔盐压力水换热器32可实现压力水加热为高温水过程，也可实现将压力水加热过热蒸汽过程。
当机组运行负荷达到50％THA时，若要继续降低机组负荷，则锅炉再热器2产生的再热蒸汽一路蒸汽进入再热蒸汽控制阀5，按传统燃煤机组热力系统流程工作；另一路再热蒸汽依次进入所述蒸汽熔盐换热器27，按混合加热储热降负荷系统流程工作；从而实现机组深度调峰降负荷运行；
当风力发电机组33和光伏发电35还有过剩电量时，通过电网还可以与电加热器28连接，用于加热高温熔盐储罐31中的熔盐；
当机组升负荷过程，机组运行负荷高于50％THA继续增加负荷时，所述压力水罐24内的压力水在所述第二压力水泵25的作用下进入所述除氧器14，所述四号回热加热器16、所述五号回热加热器17和所述六号回热加热器18退出运行；所述给水泵15出口给水分为两路，一路进入三号回热加热器13，按传统燃煤机组热力系统流程工作，另一路进入熔盐压力水换热器32，按熔盐释热机组增加功率系统运行；所述熔盐压力水换热器32可将压力水加热成高温压力水进入锅炉，减少所述一号回热加热器11、所述二号回热加热器12和所述三号回热加热器13的抽汽量，实现汽轮机负荷的增加；所述熔盐压力水换热器32还可将压力水加热成过热蒸汽，依次进入所述低压蒸汽控制阀7和所述低压缸8，增加汽轮机进汽量，实现机组负荷的升高。
本发明一种火电厂深度调峰系统有如下技术优点：
(1)机组降负荷调峰过剩的热量储存在熔盐和压力水中；
(2)机组降负荷调峰过剩的电量加热熔盐，进行储热；
(3)机组升负荷调峰过程中，用高温熔盐加热压力水产生高温压力水或者高温高压蒸汽，以增加机组发电功率。
(4)机组可以将系统外的光伏发电或者风力发电机组过剩的电量加热熔盐。
附图说明
图1为本发明所提供的混合加热熔盐储热调峰系统的流程示意图
图2为本发明所提供的光伏或风电辅助混合加热熔盐储热调峰系统的流程示意图
主要原件符号说明：
过热器1、再热器2、主蒸汽控制阀3、高压缸4、再热蒸汽控制阀5、中压缸6、低压蒸汽控制阀7、低压缸8、发电机9、电开关10、一号回热加热器11、二号回热加热器12、三号回热加热器13、除氧器14、给水泵15、四号回热加热器16、五号回热加热器17、六号回热加热器18、凝汽器19、凝结水泵20、蒸汽压力水换热器21、第一压力水泵22、常压水罐23、压力水罐24、第二压力水泵25、高温熔盐泵26、蒸汽熔盐换热器27、电加热器28、低温熔盐泵29、低温熔盐储罐30、高温熔盐储罐31、熔盐压力水换热器32、风力发电机组33、第二电开关34、光伏发电35、第三电开关36、第一阀门37和第二阀门38。
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。
实施例一，本发明的一种混合加热熔盐储热调峰系统的较佳的实施方式，如图1所示，当机组运行负荷达到50％THA时，若要继续降低机组负荷，则锅炉再热器2产生的再热蒸汽一路蒸汽进入再热蒸汽控制阀5，按传统燃煤机组热力系统流程工作；另一路再热蒸汽经过蒸汽熔盐换热器27温度由538℃降低为170℃，经过蒸汽压力水换热器21温度降低为60℃，最后回到凝汽器19中；所述蒸汽熔盐换热器27可将熔盐由150℃加热至350℃；所述蒸汽压力水换热器21将压力为0.2MPa，温度为53℃的压力水加热至饱和；自身发电系统通过发电机9将过剩的电量经第一电开关10、电加热器28，将熔盐由350℃加热至500℃，从而实现机组深度调峰降负荷运行。
当机组升负荷过程，机组运行负荷高于50％THA继续增加负荷时，所述压力水罐24内的压力水在所述第二压力水泵25的作用下进入所述除氧器14，所述四号回热加热器16、所述五号回热加热器17和所述六号回热加热器18退出运行；所述给水泵15出口给水分为两路，一路进入三号回热加热器13，按传统燃煤机组热力系统流程工作，另一路进入熔盐压力水换热器32，可将压力水加热成高温压力水进入锅炉，减少所述一号回热加热器11、所述二号回热加热器12和所述三号回热加热器13的抽汽量，实现汽轮机负荷的增加。
实施例二，本发明的一种混合加热熔盐储热调峰系统的较佳的实施方式，与实施例一类似，不同的是该系统降负荷运行时还可将来自系统外风力发电机组33和光伏发电35过剩的电量通过电加热器28，将熔盐温度由500℃加热至750℃；释热过程可将压力水加热成过热蒸汽，通过所述低压蒸汽控制阀7进入所述低压缸8，增加汽轮机进汽量，实现机组负荷的升高；如图2所示。
以上所述的，仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的范围，本发明的上述实施例还可以做出各种变化。即凡是依据本发明申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆属于本发明专利的权利要求保护范围。本发明未详尽描述的均为常规技术内容。

Claims (8)

1.一种混合加热熔盐储热调峰系统，其特征在于：该系统的主体为混合加热储热降负荷系统和熔盐释热机组增加功率系统；混合加热储热降负荷系统和熔盐释热机组增加功率系统用于对传统燃煤机组热力系统进行调峰控制；
再热器(2)出口与蒸汽熔盐换热器(27)、蒸汽压力水换热器(21)和凝汽器(19)依次相连；发电机(9)与第一电开关(10)和电加热器(28)依次相连；常压水罐(23)与第一压力水泵(22)、蒸汽压力水换热器(21)和压力水罐(24)依次相连；低温熔盐储罐(30)与低温熔盐泵(29)、蒸汽熔盐换热器(27)和高温熔盐储罐(31)依次相连；风力发电机组(33)与第二电开关(34)和电加热器(28)依次相连；光伏发电(35)与第三电开关(36)和电加热器(28)依次相连；由此构成混合加热储热降负荷系统；
压力水罐(24)依次与第二压力水泵(25)、除氧器(14)、给水泵(15)、熔盐压力水换热器(32)依次连接；熔盐压力水换热器(32)出口分为两路，一路与第一阀门(37)、过热器(1)入口依次连接，另一路与第二阀门(38)、低压蒸汽控制阀(7)和低压缸(8)依次连接；高温熔盐储罐(31)与高温熔盐泵(26)、熔盐压力水换热器(32)和低温熔盐储罐(30)依次连接；上述连接构成了熔盐释热机组增加功率系统。
2.按照权利要求1的一种混合加热熔盐储热调峰系统，其特征在于：过热器(1)的出口依次与主蒸汽控制阀(3)、高压缸(4)入口相连，高压缸(4)出口连接锅炉再热器(2)入口；锅炉再热器(2)出口还依次连接再热蒸汽控制阀(5)、中压缸(6)入口；中压缸(6)出口与低压缸(8)入口连接；低压缸(8)与发电机(9)通过轴连接，低压缸(8)出口依次连接凝汽器(19)、凝结水泵(20)、六号回热加热器(18)、五号回热加热器(17)、四号回热加热器(16)、除氧器(14)和给水泵(15)，给水泵(15)出口依次连接三号回热加热器(13)、二号回热加热器(12)、一号回热加热器(11)和锅炉过热器(1)入口；
高压缸(4)的中间级与末级抽汽分别与一号回热加热器(11)和二号回热加热器(12)汽侧入口连接；中压缸(6)的中间级与末级抽汽分别与三号回热加热器(13)和除氧器(14)汽侧入口连接；低压缸(8)的中间级分别与四号回热加热器(16)、五号回热加热器(17)和六号回热加热器(18)汽侧入口连接；一号回热加热器(11)疏水依次与二号回热加热器(12)、三号回热加热器(13)和除氧器(14)连接；四号回热加热器(16)依次与五号回热加热器(17)、六号回热加热器(18)和凝汽器(19)连接，构成传统燃煤机组热力系统。
3.按照权利要求1的一种混合加热熔盐储热调峰系统，其特征在于：高温熔盐泵(26)中的高温熔盐使用多元混合无机盐，使用温度范围为150℃-800℃。
4.按照权利要求1的一种混合加热熔盐储热调峰系统，其特征在于：来自再热器(2)的蒸汽经过蒸汽熔盐换热器(27)温度由过热汽降低为饱和水，经过蒸汽压力水换热器(21)温度降低为过冷水；蒸汽熔盐换热器(27)可将熔盐由低温状态加热至高温状态；蒸汽压力水换热器(21)将未饱和压力水加热至饱和水。
5.按照权利要求1的一种混合加热熔盐储热调峰系统，其特征在于：电加热器(28)布置于高温熔盐储罐(31)中，或者布置在高温熔盐储罐(31)外部，将熔盐温度提升。
6.按照权利要求1的一种混合加热熔盐储热调峰系统，其特征在于：的电加热器(28)的电力来自自身发电系统发电机(9)，或者来自系统外风力发电机组(33)和光伏发电(35)，加热熔盐至高温状态。
7.按照权利要求1的一种混合加热熔盐储热调峰系统，其特征在于：熔盐压力水换热器(32)实现压力水加热为高温水过程，或者实现将压力水加热过热蒸汽过程。
8.按照权利要求1的一种混合加热熔盐储热调峰系统，其特征在于：该系统的使用方法在于：
当机组运行负荷达到50％THA时，若要继续降低机组负荷，则锅炉再热器(2)产生的再热蒸汽一路蒸汽进入再热蒸汽控制阀(5)，按传统燃煤机组热力系统流程工作；另一路再热蒸汽依次进入蒸汽熔盐换热器(27)，按混合加热储热降负荷系统流程工作；从而实现机组深度调峰降负荷运行；
当风力发电机组(33)和光伏发电(35)有过剩电量时，通过电网能够与电加热器(28)连接，用于加热高温熔盐储罐中的熔盐；
当机组升负荷过程，机组运行负荷高于50％THA继续增加负荷时，压力水罐(24)内的压力水在第二压力水泵(25)的作用下进入除氧器(14)，四号回热加热器(16)、五号回热加热器(17)和六号回热加热器(18)退出运行；给水泵(15)出口给水分为两路，一路进入三号回热加热器(13)，按传统燃煤机组热力系统流程工作，另一路进入熔盐压力水换热器(32)，按熔盐释热机组增加功率系统运行；熔盐压力水换热器(32)可将压力水加热成高温压力水进入锅炉，减少一号回热加热器(11)、二号回热加热器(12)和三号回热加热器(13)的抽汽量，实现汽轮机负荷的增加；熔盐压力水换热器(32)还将压力水加热成过热蒸汽，依次进入低压蒸汽控制阀(7)和低压缸(8)，增加汽轮机进汽量，实现机组负荷的升高。
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