CN115653714A - 一种利用熔盐储热的定负荷锅炉运行调峰发电系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于储热发电技术领域，特别涉及一种利用熔盐储热的定负荷锅炉运行调峰发电系统及方法。本发明的系统包括锅炉和蒸汽发生器，蒸汽发生器连接有储热换热单元，储热换热单元上连接有高压缸汽轮发电机组，储热换热单元连接有中低压缸汽轮发电机组；还包括低温熔盐储罐和高温熔盐储罐，低温熔盐储罐出口与储热换热单元的熔盐进口连接，储热换热单元的熔盐出口与高温熔盐储罐连接；高压缸汽轮发电机组与中低压缸汽轮发电机组之间连接有冷再蒸汽加热器，高温熔盐储罐的出口通过管道与冷再蒸汽加热器的熔盐进口连接，冷再蒸汽加热器的熔盐出口与低温熔盐储罐的进口连接。本发明提供了一种利用熔盐储热的定负荷锅炉运行调峰发电系统及方法。
Description
技术领域
本发明属于储热发电技术领域，特别涉及一种利用熔盐储热的定负荷锅炉运行调峰发电系统及方法。
背景技术
在印尼东电网，机组周期性的负荷变化非常明显，夜间及周末，机组常以半负荷甚至更低负荷运行。而负荷频繁变动，一来不利于调节，二来机组在低负荷运行时，效率要低10％以上。
目前，全世界都在研究储能调峰，甚至国内外许多学者都在做“卡诺电池”的大型充放电的研究。笔者是反对“卡诺电池”的设计，至少基于的目前的背景下，燃煤发电厂的效率，仅有30％～40％，很低。如果发了电之后，再利用一系列的系统，将电能大规模的储存在“卡诺电池”中，仍旧无法有效解决能源浪费的问题，大量的能源仍旧在发电的过程中消耗在环境中，同时，在卡诺电池“放电”的过程中，发电热损耗要二次出现，能源浪费很大。
因此，在发电之前储热，远远要比充电-放电的高效。
此外，锅炉参与保护非常多，频繁动作，高度依赖自动化，让锅炉长期在稳定负荷运行，可以减少误操作及事故发生概率，有着重要的意义。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种利用熔盐储热的定负荷锅炉运行调峰发电系统及方法。
本发明所采用的技术方案为：
一种利用熔盐储热的定负荷锅炉运行调峰发电系统，包括锅炉，锅炉连接有蒸汽发生器，蒸汽发生器通过管道连接有储热换热单元，储热换热单元上连接有高压缸汽轮发电机组，储热换热单元通过管道连接有中低压缸汽轮发电机组；还包括低温熔盐储罐和高温熔盐储罐，低温熔盐储罐的出口通过管道与储热换热单元的熔盐进口连接，储热换热单元的熔盐出口通过管道与高温熔盐储罐连接；所述高压缸汽轮发电机组与中低压缸汽轮发电机组之间通过管道连接有冷再蒸汽加热器，高温熔盐储罐的出口通过管道与冷再蒸汽加热器的熔盐进口连接，冷再蒸汽加热器的熔盐出口通过管道与低温熔盐储罐的进口连接。
本发明的低温熔盐可与储热换热单元的蒸汽换热，熔盐被加热，从而储存热量；并且高温熔盐能与冷再蒸汽加热器换热，使蒸汽被加热并投入中低压缸汽轮发电机组发电。在锅炉定负荷运行的时候，储热换热单元的蒸汽加热低温熔盐，并储存加热后的高温熔盐。当外网需要更多负荷时，锅炉负荷保持不变，高温熔盐加热冷再蒸汽加热器中的蒸汽，并储存换热后的低温熔盐。
本发明可在电厂调峰降低出力时，将锅炉多余的热量储存在熔盐之中；而当外网需要更多的电量时，让熔盐参与放热发电，从而实现减少锅炉操作，让锅炉长期在高负荷高效率稳定运行的状态。
作为本发明的优选方案，所述储热换热单元包括蒸汽过热器和蒸汽再热器，蒸汽过热器、高压缸汽轮发电机组和蒸汽再热器依次通过管道连接，蒸汽过热器通过管道与蒸汽发生器连接，蒸汽再热器与中低压缸汽轮发电机组通过管道连接；所述低温熔盐储罐的出口通过管道连接至蒸汽过热器的熔盐进口，蒸汽过热器的熔盐出口与蒸汽再热器的进口通过管道连接，蒸汽再热器的熔盐出口通过管道连接至高温熔盐储罐的的进口。在锅炉定负荷运行的时候，低温熔盐依次流入蒸汽过热器和蒸汽再热器，通过蒸汽的热量将熔盐加热成高温熔盐，储存热量。从而熔盐能被充分加热，提高熔盐温度利用区间，可减少熔盐的用量，降低系统投资成本。熔盐储热过程中，冷再蒸汽加热器不投入使用，蒸汽量变少，机组发电量减少。
作为本发明的优选方案，所述冷再蒸汽加热器的蒸汽进口通过管道连接至高压缸汽轮发电机组，冷再蒸汽加热器的蒸汽出口通过管道连接至中低压缸汽轮发电机组的进口。
一种利用熔盐储热的定负荷锅炉运行调峰发电方法，包括以下步骤：
在锅炉定负荷运行的时候，储热换热单元的蒸汽加热低温熔盐，并储存加热后的高温熔盐；
当外网需要更多负荷时，锅炉负荷保持不变，高温熔盐加热冷再蒸汽加热器中的蒸汽，并储存换热后的低温熔盐。
作为本发明的优选方案，所述储热换热单元包括蒸汽过热器和蒸汽再热器，低温熔盐依次流经蒸汽过热器和蒸汽再热器。
作为本发明的优选方案，所述冷再蒸汽加热器的蒸汽取自高压缸汽轮发电机组的出口蒸汽。
本发明的有益效果为：
本发明可在电厂调峰降低出力时，将锅炉多余的热量储存在熔盐之中；而当外网需要更多的电量时，让熔盐参与放热发电，从而实现减少锅炉操作，让锅炉长期在高负荷高效率稳定运行的状态。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中：1-锅炉；2-蒸汽发生器；3-蒸汽过热器；4-高压缸汽轮发电机组； 5-蒸汽再热器；6-中低压缸汽轮发电机组；7-冷再蒸汽加热器；8-低温熔盐储罐；9-高温熔盐储罐。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
如图1所示，本实施例的利用熔盐储热的定负荷锅炉运行调峰发电系统，包括锅炉1，锅炉1连接有蒸汽发生器2，蒸汽发生器2通过管道连接有储热换热单元，储热换热单元上连接有高压缸汽轮发电机组4，储热换热单元通过管道连接有中低压缸汽轮发电机组6；还包括低温熔盐储罐8和高温熔盐储罐9，低温熔盐储罐8的出口通过管道与储热换热单元的熔盐进口连接，储热换热单元的熔盐出口通过管道与高温熔盐储罐9连接；所述高压缸汽轮发电机组4与中低压缸汽轮发电机组6之间通过管道连接有冷再蒸汽加热器7，高温熔盐储罐9 的出口通过管道与冷再蒸汽加热器7的熔盐进口连接，冷再蒸汽加热器7的熔盐出口通过管道与低温熔盐储罐8的进口连接。
其中，所述储热换热单元包括蒸汽过热器3和蒸汽再热器5，蒸汽过热器3、高压缸汽轮发电机组4和蒸汽再热器5依次通过管道连接，蒸汽过热器3通过管道与蒸汽发生器2连接，蒸汽再热器5与中低压缸汽轮发电机组6通过管道连接；所述低温熔盐储罐8的出口通过管道连接至蒸汽过热器3的熔盐进口，蒸汽过热器3的熔盐出口与蒸汽再热器5的进口通过管道连接，蒸汽再热器5 的熔盐出口通过管道连接至高温熔盐储罐9的的进口。所述冷再蒸汽加热器7 的蒸汽进口通过管道连接至高压缸汽轮发电机组4，冷再蒸汽加热器7的蒸汽出口通过管道连接至中低压缸汽轮发电机组6的进口。
综上，本发明的储热调峰发电系统，包括电厂正常发电系统，熔盐储热系统，熔盐放热发电系统。电厂正常发电系统由锅炉1、蒸汽发生器2、蒸汽过热器3、高压缸汽轮发电机组4、蒸汽再热器5和中低压缸汽轮发电机组6组成。熔盐储热系统由低温熔盐储罐8、高温熔盐储罐9、蒸汽过热器3和蒸汽再热器 5组成。熔盐放热发电系统由高温熔盐储罐9、冷再蒸汽加热器7、低温熔盐储罐8和中低压缸汽轮发电机组6组成。
本发明的低温熔盐可依次与蒸汽过热器3和蒸汽再热器5的蒸汽换热，熔盐被加热，从而储存热量；并且高温熔盐能与冷再蒸汽加热器7换热，使蒸汽被加热并投入中低压缸汽轮发电机组6发电。在锅炉1定负荷运行的时候，储热换热单元的蒸汽加热低温熔盐，并储存加热后的高温熔盐。当外网需要更多负荷时，锅炉1负荷保持不变，高温熔盐加热冷再蒸汽加热器7中的蒸汽，并储存换热后的低温熔盐。
本发明可在电厂调峰降低出力时，将锅炉1多余的热量储存在熔盐之中；而当外网需要更多的电量时，让熔盐参与放热发电，从而实现减少锅炉1操作，让锅炉1长期在高负荷高效率稳定运行的状态。
在锅炉1定负荷运行的时候，低温熔盐依次流入蒸汽过热器3和蒸汽再热器5，通过蒸汽的热量将熔盐加热成高温熔盐，储存热量。从而熔盐能被充分加热，提高熔盐温度利用区间，可减少熔盐的用量，降低系统投资成本。熔盐储热过程中，冷再蒸汽加热器7不投入使用，蒸汽量变少，机组发电量减少。
本实施例的利用熔盐储热的定负荷锅炉运行调峰发电方法，包括以下步骤：
在锅炉1定负荷运行的时候，低温熔盐依次流经蒸汽过热器3和蒸汽再热器5，；利用蒸汽加热熔盐，并储存加热后的高温熔盐；
当外网需要更多负荷时，锅炉1负荷保持不变，高温熔盐加热冷再蒸汽加热器7中的蒸汽，并储存换热后的低温熔盐；其中，冷再蒸汽加热器7的蒸汽取自高压缸汽轮发电机组4的出口蒸汽。
本发明的储热调峰发电系统中熔盐储热系统可以作为备用，电厂仍可以以满负荷长时间发电。而在需要调峰的时候，熔盐储热系统投用，储存锅炉1多余热量。本发明的储热调峰发电系统中，汽轮机为双缸结构，冷再蒸汽加热器7 仅用来加热高压缸排汽，将冷再蒸汽加热成高温热再蒸汽，再进入中压缸进行发电。
本发明可让锅炉1长期在高负荷下稳定运行，锅炉1 操作很少，可依然利用熔盐储热实现对外网的调峰作用，有着重要意义。
本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种利用熔盐储热的定负荷锅炉运行调峰发电系统，其特征在于：包括锅炉(1)，锅炉(1)连接有蒸汽发生器(2)，蒸汽发生器(2)通过管道连接有储热换热单元，储热换热单元上连接有高压缸汽轮发电机组(4)，储热换热单元通过管道连接有中低压缸汽轮发电机组(6)；还包括低温熔盐储罐(8)和高温熔盐储罐(9)，低温熔盐储罐(8)的出口通过管道与储热换热单元的熔盐进口连接，储热换热单元的熔盐出口通过管道与高温熔盐储罐(9)连接；所述高压缸汽轮发电机组(4)与中低压缸汽轮发电机组(6)之间通过管道连接有冷再蒸汽加热器(7)，高温熔盐储罐(9)的出口通过管道与冷再蒸汽加热器(7)的熔盐进口连接，冷再蒸汽加热器(7)的熔盐出口通过管道与低温熔盐储罐(8)的进口连接。
2.根据权利要求1所述的一种利用熔盐储热的定负荷锅炉运行调峰发电系统，其特征在于：所述储热换热单元包括蒸汽过热器(3)和蒸汽再热器(5)，蒸汽过热器(3)、高压缸汽轮发电机组(4)和蒸汽再热器(5)依次通过管道连接，蒸汽过热器(3)通过管道与蒸汽发生器(2)连接，蒸汽再热器(5)与中低压缸汽轮发电机组(6)通过管道连接；所述低温熔盐储罐(8)的出口通过管道连接至蒸汽过热器(3)的熔盐进口，蒸汽过热器(3)的熔盐出口与蒸汽再热器(5)的进口通过管道连接，蒸汽再热器(5)的熔盐出口通过管道连接至高温熔盐储罐(9)的的进口。
3.根据权利要求1所述的一种利用熔盐储热的定负荷锅炉运行调峰发电系统，其特征在于：所述冷再蒸汽加热器(7)的蒸汽进口通过管道连接至高压缸汽轮发电机组(4)，冷再蒸汽加热器(7)的蒸汽出口通过管道连接至中低压缸汽轮发电机组(6)的进口。
4.使用权利要求1所述的利用熔盐储热的定负荷锅炉运行调峰发电系统的调峰发电方法，其特征在于：包括以下步骤：
在锅炉(1)定负荷运行的时候，储热换热单元的蒸汽加热低温熔盐，并储存加热后的高温熔盐；
当外网需要更多负荷时，锅炉(1)负荷保持不变，高温熔盐加热冷再蒸汽加热器(7)中的蒸汽，并储存换热后的低温熔盐。
5.根据权利要求4所述的一种利用熔盐储热的定负荷锅炉运行调峰发电方法，其特征在于：所述储热换热单元包括蒸汽过热器(3)和蒸汽再热器(5)，低温熔盐依次流经蒸汽过热器(3)和蒸汽再热器(5)。
6.根据权利要求4所述的一种利用熔盐储热的定负荷锅炉运行调峰发电方法，其特征在于：所述冷再蒸汽加热器(7)的蒸汽取自高压缸汽轮发电机组(4)的出口蒸汽。
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