CN115727309A - 用于热电联产的蒸汽梯级加热熔盐储能调峰系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于热电联产的蒸汽梯级加热熔盐储能调峰系统及其方法，包括：设有电站锅炉与除氧器热的电联产机组、工业供汽管以及熔盐储能装置；所述熔盐储能装置包括低温熔盐储罐、高温熔盐储罐；所述低温熔盐储罐与所述高温熔盐储罐之间设有低温熔盐‑高温蒸汽换热装置；所述低温熔盐‑高温蒸汽换热装置包括若干梯级连接的第一换热件，所述第一换热件内介质流向相反；所述低温熔盐储罐与所述高温熔盐储罐之间还设有高温熔盐‑低温蒸汽换热装置；所述高温熔盐‑低温蒸汽换热装置包括若干梯级连接的第二换热件，所述第二换热件内介质流向相反，上述方案能够克服现有技术中熔盐与蒸汽换热温差过大，进而导致热量损耗大的缺陷。

Description

用于热电联产的蒸汽梯级加热熔盐储能调峰系统及其方法

技术领域

本发明涉及热电联产机组发电调峰的技术领域，特别是涉及一种用于热电联产的蒸汽梯级加热熔盐储能调峰系统及其方法。

背景技术

目前，电网中灵活性调节电源的占比较低，致使高比例新能源电力接入电网而导致了严重的“弃风弃光”现象，因此，提升电网中灵活性调节电源的占比，以提升电网消纳新能源电力的能力，则迫在眉睫，在进行火电机组灵活性改造的技术路线选择时，熔盐热储能则是最佳的储能方式。

现有技术方案中公开了一种利用主蒸汽加热的火电厂蓄热调峰的熔盐蓄热系统(申请号：201810230287.5)，并具体公开了：包括主蒸汽调节阀、高压蒸汽—熔盐换热器、再热蒸汽调节阀、高温熔盐罐、高温熔盐泵、低温熔盐罐、低温熔盐泵、节流阀、高压加热器、给水泵、除氧器、锅炉、高压缸、中压缸。在用电负荷降低时充分发挥锅炉的利用率，增加熔盐蓄热系统，将锅炉多余蒸汽的热量通过高压蒸汽—熔盐换热器储存在高温熔盐中，在用电高峰阶段将高温熔盐从熔盐罐中抽出重新送入高压蒸汽—熔盐换热器加热锅炉给水并产生高温高压蒸汽，送入汽轮机中增加汽轮机的发电量并起到对机组的调峰作用。可回收用电负荷较低时锅炉产生的多余蒸汽，提高锅炉的利用率以及运行安全性，达到节能的目的。

上述现有技术本质上是在储热时利用主蒸汽加热低温熔盐储能来实现机组低负荷运行，在放热时利用高温熔盐释能替代回热抽汽加热给水及替代机组抽汽供热来实现机组高负荷运行，由此可知，其直接利用主蒸汽加热低温熔盐及直接利用高温熔盐加热给水，换热温差过大，造成的做功能力损失十分严重。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的熔盐与蒸汽换热温差过大，进而导致热量损耗的缺陷，从而提供一种用于热电联产的蒸汽梯级加热熔盐储能调峰系统。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种用于热电联产的蒸汽梯级加热熔盐储能调峰系统，其特征在于，包括：热电联产机组、与热电联产机组相连的工业供汽管以及熔盐储能装置；所述热电联产机组包括电站锅炉、除氧器；所述熔盐储能装置包括低温熔盐储罐、高温熔盐储罐；所述低温熔盐储罐与所述高温熔盐储罐之间连接有低温熔盐-高温蒸汽换热装置，所述电站锅炉输出的热再蒸汽进入所述低温熔盐-高温蒸汽换热装置，对所述低温熔盐储罐供给的低温熔盐加热升温；所述低温熔盐-高温蒸汽换热装置包括若干梯级连接的第一换热件，所述第一换热件的熔盐管路与蒸汽管路内介质流向相反；所述低温熔盐储罐与所述高温熔盐储罐之间还连接有高温熔盐-低温蒸汽换热装置，所述高温熔盐储罐输出的高温熔盐进入所述高温熔盐-低温蒸汽换热装置，将所述除氧器供给的低温给水加热成蒸汽；所述高温熔盐-低温蒸汽换热装置包括若干梯级连接的第二换热件，所述第二换热件的熔盐管路与蒸汽管路内介质流向相反。

优选地，所述第一换热件包括对所述电站锅炉的热再出汽口供给的热再蒸汽进行第一级降温的高压蒸汽冷却器、对高压蒸汽冷却器的蒸汽出口供给的蒸汽进行第二级降温的蒸汽冷凝换热器与低压蒸汽冷却器；所述高压蒸汽冷却器的蒸汽出口与所述低压蒸汽冷却器的蒸汽入口之间连接有蒸汽减压装置；所述蒸汽冷凝换热器的疏水出口、所述低压蒸汽冷却器的蒸汽出口分别与所述除氧器、所述工业供汽管相连；所述蒸汽冷凝换热器的蒸汽进出口与熔盐进出口、所述低压蒸汽冷却器的蒸汽进出口与熔盐进出口以及所述高压蒸汽冷却器的蒸汽进口与熔盐出口设置有控制阀门。

优选地，所述第二换热件包括高压蒸汽过热器、高压蒸汽发生器、低压蒸汽过热器、低压蒸汽发生器；自所述高温熔盐储罐向所述低温熔盐储罐方向，所述高压蒸汽过热器、所述高压蒸汽发生器、所述低压蒸汽过热器、所述低压蒸汽发生器的熔盐管路依次串联；所述第二换热件的蒸汽管路的进、出口分别与所述除氧器、所述工业供汽管相连。

优选地，所述高压蒸汽过热器与所述高压蒸汽发生器的蒸汽管路连接成高压蒸汽管路，所述低压蒸汽过热器与所述低压蒸汽发生器的蒸汽管路连接成低压蒸汽管路；所述高压蒸汽管路与所述低压蒸汽管路的给水入口通过给水支管与所述除氧器相连；所述高压蒸汽管路的蒸汽出口连接有辅助发电装置，所述辅助发电装置的蒸汽出口与所述工业供汽管相连，所述低压蒸汽管路的蒸汽出口直接与所述工业供汽管相连。

优选地，所述辅助发电装置包括由背压机做功驱动的次发电机；所述背压机的蒸汽入口与所述高压蒸汽过热器的蒸汽出口相连，所述背压机的蒸汽出口与所述工业供汽管相连。

优选地，还包括压力匹配件，所述压力匹配件的蒸汽入口与所述低温熔盐-高温蒸汽换热装置的蒸汽出口、所述高温熔盐-低温蒸汽换热装置的蒸汽出口以及所述热电联产机组的蒸汽出口相连；所述压力匹配件的蒸汽出口与所述工业供汽管相连。

一种用于热电联产的蒸汽梯级加热熔盐储能调峰系统的调节方法，包括以下步骤：

1)当热电联产机组参与电力调峰且需要降低上网电负荷时：

利用低温熔盐泵先将低温熔盐储罐内的低温熔盐输送至蒸汽冷凝换热器与低压蒸汽冷却器进行第一级加热，再汇合后进入高压蒸汽冷却器进行第二级加热后形成高温熔盐，最后输送至高温熔盐储罐进行储热；

与此同时，自电站锅炉的热再出口输出的热再蒸汽，先输送至所述高压蒸汽冷却器进行第一级降温后分成两路蒸汽，其中一路蒸汽经过蒸汽减压装置减压后再进入所述低压蒸汽冷却器进行第二级降温，降温后直接通过工业供汽管对外供出，另外一路蒸汽直接进入所述蒸汽冷凝换热器进行第二级降温，降温后形成蒸汽疏水输送至除氧器；

2)当热电联产机组参与电力调峰且需要增加上网电负荷时：

利用高温熔盐泵先将所述高温熔盐储罐内的高温熔盐依次输送至高压蒸汽过热器、高压蒸汽发生器、低压蒸汽过热器、低压蒸汽发生器进行逐级降温，最后输送至所述低温熔盐储罐进行存储；

与此同时，来自所述除氧器的给水输送至所述高压蒸汽过热器、所述高压蒸汽发生器、所述低压蒸汽过热器、所述低压蒸汽发生器进行升温形成过热蒸汽，最后通过所述工业供汽管对外供出。

优选地，所述步骤1)中，所述热电联产机组还包括汽轮机中压缸、汽轮机低压缸；当热电联产机组参与电力调峰且需要降低上网电负荷时，先增加进入所述蒸汽冷凝换热器的蒸汽量与熔盐量，再增加进入所述高压蒸汽冷却器的蒸汽量与熔盐量；当热电联产机组参与电力调峰且需要降低上网电负荷时，先将所述汽轮机中压缸的工业抽汽、所述低压蒸汽冷却器输出的蒸汽输送至所述工业供汽管实现对外供热；再利用压力匹配件将所述汽轮机低压缸的排汽、所述汽轮机中压缸的工业抽汽、所述汽轮机中压缸的排汽、所述高压蒸汽冷却器输出的蒸汽经过梯级匹配后形成所需参数蒸汽，再输送至所述工业供汽管实现对外供热。

优选地，所述步骤2)中，当热电联产机组参与电力调峰且需要增加上网电负荷时，将来自所述除氧器的给水分别供给所述低压蒸汽发生器和所述高压蒸汽发生器加热后，产生两种压力参数的蒸汽；所述低压蒸汽发生器输出的蒸汽进入所述低压蒸汽过热器被加热后产生低压过热蒸汽，然后输送至所述工业供汽管对外供热；所述高压蒸汽发生器输出的蒸汽进入所述高压蒸汽过热器被加热后产生高压过热蒸汽，然后进入背压机做功驱动次发电机进行发电，经过所述背压机做功后产生的低压蒸汽再输送至所述工业供汽管对外供热。

优选地，先将所述蒸汽过热器输出的低压过热蒸汽与所述背压机输出的低压过热蒸汽输送至所述工业供汽管对外供热；再利用压力匹配件将所述汽轮机低压缸的排汽、所述低压蒸汽过热器的蒸汽、所述高压蒸汽过热器的蒸汽、所述汽轮机中压缸的排汽经过梯级匹配后形成所需参数蒸汽输送至工业供汽管实现对外供热。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

利用熔盐储能装置与热电联产机组相连接，进而实现熔盐与蒸汽之间的热交换，而工业供汽管的设置能够实现蒸汽对外供热；

其中在低温熔盐与热蒸汽进行热交换实现熔盐储热时利用第一换热件，第一换热件包括相互连接的高压蒸汽冷却器、蒸汽冷凝换热器以及低压蒸汽冷却器，且第一换热件内介质流向相反，使得低温熔盐能够先进入蒸汽冷凝换热器、低压蒸汽冷却器，再向高压蒸汽冷却器转移，而蒸汽则先进入高压蒸汽冷却器，再进入蒸汽冷凝换热器、低压蒸汽冷却器，实现第一换热件内经过第一级降温的蒸汽对低温熔盐进行加热，而自电站锅炉的热再出口输出的热再蒸汽供给高压蒸汽冷却器，对经过一次换热升温的高温熔盐进行加热，降低了熔盐换热过程的温差，从而减少了储热过程的做功能力损失；

其中在高温熔盐与低温液进行热交换进而实现熔盐放热供给蒸汽时利用第二换热件，第二换热件包括相互连接的高压蒸汽过热器、高压蒸汽发生器、低压蒸汽过热器、低压蒸汽发生器，且第二换热件内介质流向相反，使得高温熔盐在放热过程中能够实现高温熔盐热能的梯级利用，提升了熔盐储能装置放热过程的运行高效性。

利用热电联产机组与熔盐储能装置相互配合可外供的不同参数蒸汽，进行蒸汽压力合理匹配来形成供热所需参数的蒸汽，

其中熔盐储能装置放热过程中通过高压蒸汽发生器、高压蒸汽过热器能够产生高压过热蒸汽，进而能够驱动背压机，使得背压机能够带动次发电机进行发电，进而为热电厂内各种用电设备供电，替代原有消耗的厂用电，进而增加热电联产机组的上网电负荷要求；

还能通过减压装置、压力匹配件、低压蒸汽发生器等结构的设置，能够将高压蒸汽冷却器、背压机、热电联产机组等结构内供给的多余蒸汽转化为所需参数蒸汽后输送至工业供汽管后实现对外供热；减少热电联产机组的高参数蒸汽对外供热，使其高参数能多用于发电，进而增加热电联产机组的上网电负荷要求。

蒸汽冷凝换热器的蒸汽进出口与熔盐进出口、低压蒸汽冷却器的蒸汽进出口与熔盐进出口以及高压蒸汽冷却器的蒸汽进口与熔盐出口设置有控制阀门，使得需要降低上网电负荷时，能够优先增加进入蒸汽冷凝换热器的蒸汽量与熔盐量来提升熔盐被第一级加热后熔盐携带的总热量，其次增加进入高压蒸汽冷却器的蒸汽量与熔盐量来提升熔盐被第二级加热后熔盐存储的总热量，从进一步减少高参数蒸汽的消耗量以及降低换热过程的温差，来减少储热过程的做功能力损失。

附图说明

图1为本发明系统连接示意图。

图2为本发明系统与压力匹配件连接方式的第一实施例示意图。

图3为本发明系统与压力匹配件连接方式的第二实施例示意图。

附图标记说明：

1、电站锅炉；2、汽轮机高压缸；3、汽轮机中压缸；4、汽轮机低压缸；5、主发电机；6、凝汽器；7、凝结水泵；8、低压回热加热器；9、除氧器；10、锅炉给水泵；11、中压回热加热器；12、高压回热加热器；13、低温熔盐储罐；14、高温熔盐储罐；15、低温熔盐泵；16、蒸汽冷凝换热器；17、低压蒸汽冷却器；18、蒸汽减压装置；19、高压蒸汽冷却器；20、高温熔盐泵；21、高压蒸汽过热器；22、高压蒸汽发生器；23、低压蒸汽过热器；24、低压蒸汽发生器；25、一号给水泵；26、二号给水泵；27、一号压力匹配器；28、二号压力匹配器；29、背压机；30、次发电机；90、三号压力匹配器；31、一号阀门；32、二号阀门；33、三号阀门；34、四号阀门；35、五号阀门；36、六号阀门；37、七号阀门；38、八号阀门；39、九号阀门；40、十号阀门；41、十一号阀门；42、十二号阀门；43、十三号阀门；44、十四号阀门；45、十五号阀门；46、十六号阀门；47、十七号阀门；48、十八号阀门；49、十九号阀门；50、二十号阀门；51、二十一号阀门；52、二十二号阀门；53、二十三号阀门；54、二十四号阀门；55、二十五号阀门；56、二十六号阀门；57、二十七号阀门；58、二十八号阀门；59、二十九号阀门；60、三十号阀门；61、三十一号阀门；62、三十二号阀门；63、三十三号阀门；64、三十四号阀门；65、三十五号阀门；66、三十六号阀门；67、三十七号阀门；91、三十八号阀门；92、三十九号阀门；93、四十号阀门；94、四十一号阀门；71、热再蒸汽支管；72、工业抽汽管；73、工业抽汽支管；74、第一蒸汽支管；75、第二蒸汽支管；76、第三蒸汽支管；77、工业供汽管；78、给水支管；79、第一低压蒸汽支管；80、第二低压蒸汽支管；81、第一高压蒸汽支管；82、第二高压蒸汽支管；83、汽轮机排汽旁路管；84、补水管；95、中压缸排汽旁路管；96、第四蒸汽支管；97、第三高压蒸汽支管。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明实施例提供了一种用于热电联产的蒸汽梯级加热熔盐储能调峰系统，如图1所示，包括：设有电站锅炉1、除氧器9的热电联产机组、热电联产机组相连的工业供汽管77以及熔盐储能装置；为了实现熔盐储能装置的储能和放热，熔盐储能装置包括低温熔盐储罐13、高温熔盐储罐14；低温熔盐储罐13与高温熔盐储罐14之间连接有低温熔盐-高温蒸汽换热装置，电站锅炉1输出的热再蒸汽进入低温熔盐-高温蒸汽换热装置，对低温熔盐储罐13供给的低温熔盐加热升温；低温熔盐-高温蒸汽换热装置包括若干梯级连接的第一换热件，第一换热件的熔盐管路与蒸汽管路内介质流向相反；低温熔盐储罐13与高温熔盐储罐14之间还连接有高温熔盐-低温蒸汽换热装置，高温熔盐储罐14输出的高温熔盐进入高温熔盐-低温蒸汽换热装置，将除氧器9供给的低温给水加热成蒸汽；上述方案的设计有利于实现熔盐储能装置的储热过程中，热再蒸汽与低温熔盐进行梯级换热，即热再蒸汽与经过第一级加热的熔盐进行换热，经过第一级降温的蒸汽与低温熔盐进行换热，进而减少换热温差过大导致的不可逆损失；高温熔盐-低温蒸汽换热装置包括若干梯级连接的第二换热件，第二换热件的熔盐管路与蒸汽管路内介质流向相反；此设计也有利于实现熔盐梯级供热，减少换热过程的不可逆损失。

如图1所示，第一换热件包括对电站锅炉1的热再出汽口供给的热再蒸汽进行第一级降温的高压蒸汽冷却器19、对高压蒸汽冷却器19的蒸汽出口供给的蒸汽进行第二级降温的蒸汽冷凝换热器16与低压蒸汽冷却器17；高压蒸汽冷却器19的蒸汽出口与低压蒸汽冷却器17的蒸汽入口之间连接有蒸汽减压装置18；蒸汽冷凝换热器16的疏水出口、低压蒸汽冷却器17的蒸汽出口分别与除氧器9、工业供汽管77相连；蒸汽冷凝换热器16的蒸汽进出口与熔盐进出口、低压蒸汽冷却器17的蒸汽进出口与熔盐进出口以及高压蒸汽冷却器19的蒸汽进口与熔盐出口设置有控制阀门。

为了实现高效率地换热，第一换热件的各个结构的具体连接方式为：低温熔盐储罐13的熔盐出口同时与蒸汽冷凝换热器16的熔盐进口和低压蒸汽冷却器17的熔盐进口连接，蒸汽冷凝换热器16、低压蒸汽冷却器17能够对低温熔盐进行第一级升温，且在低温熔盐储罐13的熔盐出口安装有十五号阀门45和低温熔盐泵15，在蒸汽冷凝换热器16的熔盐进口安装有十八号阀门48，在低压蒸汽冷却器17的熔盐进口安装有十六号阀门46，高压蒸汽冷却器19的熔盐进口同时与蒸汽冷凝换热器16的熔盐出口和低压蒸汽冷却器17的熔盐出口连接，且在蒸汽冷凝换热器16的熔盐出口安装有二十一号阀门51，在低压蒸汽冷却器17的熔盐出口安装有二十号阀门50，高压蒸汽冷却器19的熔盐出口与高温熔盐储罐14的熔盐进口连接，且在高温熔盐储罐14的熔盐进口安装有二十六号阀门56，高压蒸汽冷却器19的蒸汽进口通过热再蒸汽支管71与电站锅炉1的热再出汽口连接，且在热再蒸汽支管71安装有一号阀门31，在高压蒸汽冷却器19的蒸汽进口安装有二十五号阀门55，高压蒸汽冷却器19的蒸汽出口通过第二蒸汽支管75、第三蒸汽支管76分别与蒸汽冷凝换热器16的蒸汽进口、低压蒸汽冷却器17的蒸汽进口连接，且在第二蒸汽支管75上安装有二十二号阀门52，在第三蒸汽支管76上安装有二十三号阀门53和蒸汽减压装置18，低压蒸汽冷却器17的蒸汽出口与工业供汽管77连接，且在低压蒸汽冷却器17的蒸汽出口安装有十七号阀门47，使得热再蒸汽降温降压后再供给工业供汽管77对外供热；蒸汽冷凝换热器16的疏水出口与除氧器9的出水口连接，且在蒸汽冷凝换热器16的疏水出口十九号阀门49，使得蒸汽冷凝换热器16的疏水出口输出的蒸汽疏水能够再供给热电联产机组，而十七号阀门47、十九号阀门49、二十二号阀门52与二十三号阀门53的开合可以控制供给工业供汽管77的蒸汽量。

当热电联产机组参与电力调峰且需要减少上网电负荷时，先将十五号阀门45、十六号阀门46、十八号阀门48、二十一号阀门51、二十号阀门50、二十六号阀门56开启，再利用低温熔盐泵15先将低温熔盐储罐13内的低温熔盐输送至蒸汽冷凝换热器16与低压蒸汽冷却器17进行第一级加热，再汇合后进入高压蒸汽冷却器19进行第二级加热后形成高温熔盐，最后输送至高温熔盐储罐14进行储热；与此同时，将一号阀门31、二十五号阀门55、二十二号阀门52、二十三号阀门53、十七号阀门47、十九号阀门49开启，使得来自电站锅炉1热再出口的热再蒸汽，先输送至高压蒸汽冷却器19进行第一级降温后分成两路蒸汽，其中一路蒸汽经过蒸汽减压装置18减压后再进入低压蒸汽冷却器17进行第二级降温，降温后直接通过工业供汽管77对外供出，另外一路蒸汽直接进入蒸汽冷凝换热器16进行第二级降温，降温后形成蒸汽疏水输送至除氧器9。

在上述换热的过程中，优先利用低参数蒸汽进行储热，其次再利用高参数蒸汽进行储热，在满足电力调峰要求的同时，实现熔盐储能装置储热过程的高效运行，具体为：通过上述各个阀门之间的开度配合，优先增加进入蒸汽冷凝换热器16的蒸汽量与熔盐量来提升熔盐被第一级加热后熔盐的温度，其次增加进入高压蒸汽冷却器19的蒸汽量与熔盐量来提升熔盐被第二级加热后熔盐存储的总热量，从而减少高参数蒸汽的消耗量以及降低换热过程的温差，来减少储热过程的做功能力损失。

如图1所示，具体地说，第二换热件包括高压蒸汽过热器21、高压蒸汽发生器22、低压蒸汽过热器23、低压蒸汽发生器24；自高温熔盐储罐14向低温熔盐储罐13方向，高压蒸汽过热器21、高压蒸汽发生器22、低压蒸汽过热器23、低压蒸汽发生器24的熔盐管路依次串联；第二换热件的蒸汽管路的进、出口分别与除氧器9、工业供汽管77相连。

为了实现高效率地换热，第二换热件的各个结构与除氧器9、工业供汽管77的具体连接方式为：高温熔盐储罐14的熔盐出口与高压蒸汽过热器21的熔盐进口连接，且在高温熔盐储罐14的熔盐出口安装有二十七号阀门57和高温熔盐泵20，高压蒸汽过热器21的熔盐出口与高压蒸汽发生器22的熔盐进口连接，高压蒸汽发生器22的熔盐出口与低压蒸汽过热器23的熔盐进口连接，低压蒸汽过热器23的熔盐出口与低压蒸汽发生器24的熔盐进口连接，低压蒸汽发生器24的熔盐出口与低温熔盐储罐13的熔盐进口连接，且在低温熔盐储罐13的熔盐进口安装有二十八号阀门58；而除氧器9的出水口通过给水支管78同时与高压蒸汽发生器22的进水口和低压蒸汽发生器24的进水口连接，在低压蒸汽发生器24的进水口安装有二十九号阀门59和一号给水泵25，在高压蒸汽发生器22的进水口安装有三十号阀门60和二号给水泵26，低压蒸汽发生器24的蒸汽出口与低压蒸汽过热器23的蒸汽入口连接，低压蒸汽过热器23的蒸汽出口通过第一低压蒸汽支管79与工业供汽管77连接，且在第一低压蒸汽支管79上安装有三十二号阀门62，用于控制蒸汽的供给量以及供给速度；高压蒸汽发生器22的蒸汽出口与高压蒸汽过热器21的蒸汽入口连接，高压蒸汽过热器21的蒸汽出口通过第一高压蒸汽支管81与工业供汽管77连接，且在第一高压蒸汽支管81上安装有辅助发电装置以及三十三号阀门63，其中，三十三号阀门63安装在高压蒸汽过热器21的蒸汽出口，辅助发电装置的蒸汽入口安装有三十四号阀门64，使得高温熔盐放热的过程中能够产生高压过热蒸汽，并驱动辅助发电装置做功，再将做功后的蒸汽供给工业供汽管77；进而可减少热电联产机组供给工业供汽管77的蒸汽量，使热电联产机组能够高负荷运行发电。

此外，除氧器9的出水口还通过管路连接有锅炉给水泵10的进水口，使得除氧器9内的水能够供给电站锅炉1，除氧器9与锅炉给水泵10之间的管路上安装有十二号阀门42，进而可控制输入锅炉给水泵10的水量。

当热电联产机组参与电力调峰且需要增加上网电负荷时，先开启二十七号阀门57、二十八号阀门58，再利用高温熔盐泵20先将高温熔盐储罐14内的高温熔盐依次输送至高压蒸汽过热器21、高压蒸汽发生器22、低压蒸汽过热器23、低压蒸汽发生器24进行多级降温，最后输送至低温熔盐储罐13进行存储；与此同时，调节十二号阀门42开度，二十九号阀门59、三十号阀门60、三十二号阀门62、三十三号阀门63开启，使得来自除氧器9的给水能够输送至高压蒸汽过热器21、高压蒸汽发生器22、低压蒸汽过热器23、低压蒸汽发生器24进行升温形成过热蒸汽，最后通过工业供汽管77对外供出。

进一步地说，高压蒸汽过热器21与高压蒸汽发生器22的蒸汽管路连接成高压蒸汽管路，低压蒸汽过热器23与低压蒸汽发生器24的蒸汽管路连接成低压蒸汽管路；高压蒸汽管路与低压蒸汽管路的给水入口通过给水支管78与除氧器9相连；高压蒸汽管路的蒸汽出口连接有辅助发电装置，辅助发电装置的蒸汽出口与工业供汽管77相连，低压蒸汽管路的蒸汽出口直接与工业供汽管77相连，具体为：来自除氧器9的给水通过给水支管78分别进入低压蒸汽发生器24和高压蒸汽发生器22被加热后产生两种压力参数的蒸汽，低压蒸汽发生器24输出的低压蒸汽再进入低压蒸汽过热器23被加热后产生低压过热蒸汽，然后通过第一低压蒸汽支管79输送至工业供汽管77对外供出；而高压蒸汽发生器22输出的高压蒸汽再进入高压蒸汽过热器21被加热后产生高压过热蒸汽，过热蒸汽进入辅助发电装置，为辅助发电装置提供动力，实现辅助发电，而辅助发电装置排出的蒸汽又能够输送至工业供汽管77对外供热。

更进一步地说，辅助发电装置包括由背压机29做功驱动的次发电机30；背压机29的蒸汽入口与高压蒸汽过热器21的蒸汽出口相连，背压机29的蒸汽出口与工业供汽管77相连。

具体地说，热电联产机组还包括汽轮机高压缸2、汽轮机中压缸3、汽轮机低压缸4、主发电机5、凝汽器6、凝结水泵7、低压回热加热器8、锅炉给水泵10、中压回热加热器11和高压回热加热器12，电站锅炉1的主出汽口与汽轮机高压缸2的进汽口连接，汽轮机高压缸2的排汽口同时与电站锅炉1的冷再进汽口和高压回热加热器12的进汽口连接，且在高压回热加热器12的进汽口安装有十一号阀门41，十一号阀门41用于控制汽轮机高压缸2内的蒸汽是否供给高压回热加热器12，电站锅炉1的热再出汽口与汽轮机中压缸3的进汽口连接，且在汽轮机中压缸3的进汽口安装有二号阀门32，二号阀门32用于控制电站锅炉1的热再出汽口进入汽轮机中压缸3内的蒸汽量；汽轮机中压缸3的回热抽汽口与中压回热加热器11的进汽口连接，且在中压回热加热器11的进汽口安装有十号阀门40，十号阀门40用于控制汽轮机中压缸3内的蒸汽是否供给中压回热加热器11，汽轮机中压缸3的工业抽汽口通过工业抽汽管72与工业供汽管77连接，且在汽轮机中压缸3的工业抽汽口和工业抽汽管72上分别安装有九号阀门39和十四号阀门44；九号阀门39和十四号阀门44用于控制汽轮机中压缸3内的蒸汽是否供给工业供汽管77，若需要增加热电联产机组的电负荷，九号阀门39和十四号阀门44闭合，使得汽轮机中压缸3内继续做功地蒸汽更多地供给汽轮机低压缸4(即蒸汽更多地供给热电联产机组进行发电)，若需要降低热电联产机组的电负荷，九号阀门39和十四号阀门44开启，使得多余的蒸汽能够通过工业抽汽管72与工业供汽管77对外供热；汽轮机中压缸3的排汽口同时与除氧器9的进汽口和汽轮机低压缸4的进汽口连接，且在除氧器9的进汽口和汽轮机低压缸4的进汽口分别安装有八号阀门38和三号阀门33，汽轮机低压缸4的回热抽汽口与低压回热加热器8的进汽口连接，且在低压回热加热器8的进汽口安装有七号阀门37，汽轮机低压缸4的排汽口与凝汽器6的进汽口连接；汽轮机高压缸2、汽轮机中压缸3与汽轮机低压缸4同轴连接且同时做功驱动主发电机5进行发电，凝汽器6的凝结水出口依次连接有凝结水泵7、低压回热加热器8、除氧器9、锅炉给水泵10、中压回热加热器11和高压回热加热器12，凝结水泵7的凝结水进口还连接有补水管84，且在补水管84上安装有六号阀门36，高压回热加热器12的出水口与电站锅炉1的给水进口连接。

如图2、图3所示，本系统还包括压力匹配件，压力匹配件的蒸汽入口与低温熔盐-高温蒸汽换热装置的蒸汽出口、高温熔盐-低温蒸汽换热装置的蒸汽出口以及热电联产机组的蒸汽出口相连；压力匹配件的蒸汽出口与工业供汽管77相连，进而可将低温熔盐-高温蒸汽换热装置的、高温熔盐-低温蒸汽换热装置以及热电联产机组输出的蒸汽的参数进行调整后供给工业供汽管77，进而实现在对外供热。

如图2所示，压力匹配件可设置为相互配合使用的一号压力匹配器27、二号压力匹配器28，汽轮机低压缸4的排汽口通过汽轮机排汽旁路管83与一号压力匹配器27的低压进汽口连接，且在汽轮机排汽旁路管83上安装有五号阀门35，在凝汽器6的进汽口安装有四号阀门34，一号压力匹配器27的高压进汽口通过工业抽汽支管73与汽轮机中压缸3的工业抽汽口连接，且在工业抽汽支管73上安装有十三号阀门43，一号压力匹配器27的高压进汽口还通过第二低压蒸汽支管80与低压蒸汽过热器23的蒸汽出口连接，且在第二低压蒸汽支管80上安装有三十一号阀门61，一号压力匹配器27的中压出汽口与二号压力匹配器28的低压进汽口连接，二号压力匹配器28的高压进汽口通过第一蒸汽支管74和第二高压蒸汽支管82分别与高压蒸汽冷却器19的蒸汽出口和高压蒸汽过热器21的出汽口连接，且在第一蒸汽支管74上安装有二十四号阀门54，在第二高压蒸汽支管82上安装有三十七号阀门67，二号压力匹配器28的中压出汽口与工业供汽管77连接，且在二号压力匹配器28的中压出汽口安装有三十六号阀门66。

具体地说，当热电联产机组参与电力调峰且需要降低上网电负荷时，可打开相对应的阀门(五号阀门35、九号阀门39、十三号阀门43、二十四号阀门54)，首先在一号压力匹配器27中，利用汽轮机中压缸3的工业抽汽对汽轮机低压缸4的排汽进行一级匹配升压后输送至二号压力匹配器28，然后利用高压蒸汽冷却器19输出的蒸汽进行二级匹配升压后形成满足供热所需参数的蒸汽，再通过工业供汽管77对外供出；当热电联产机组参与电力调峰且需要增加上网电负荷时，打开相对应的阀门(三十一号阀门61、五号阀门35、三十三号阀门63、三十七号阀门67)，首先在一号压力匹配器27中，利用低压蒸汽过热器23输出的蒸汽对汽轮机低压缸4的排汽进行一级匹配升压后输送至二号压力匹配器28，然后利用高压蒸汽过热器21输出的蒸汽进行二级匹配升压后形成满足供热所需参数的蒸汽，再通过工业供汽管77对外供出。

如图3所示，压力匹配件还可设置为三号压力匹配器90，三号压力匹配器90的低压进汽口通过中压缸排汽旁路管95与汽轮机中压缸3的排汽口连接，且在中压缸排汽旁路管95上安装有三十八号阀门91，三号压力匹配器90的高压进汽口通过第四蒸汽支管96和第三高压蒸汽支管97分别与高压蒸汽冷却器19的蒸汽出口和高压蒸汽过热器21的蒸汽出口连接，且在第四蒸汽支管96上安装有三十九号阀门92，在第三高压蒸汽支管97上安装有四十号阀门93，三号压力匹配器90的中压出汽口与工业供汽管77连接，且在三号压力匹配器90的中压出汽口安装有四十一号阀门94。

具体地说，当热电联产机组参与电力调峰且需要降低上网电负荷时，打开相对应的阀门(三十九号阀门92、三十八号阀门91、四十一号阀门94)，在三号压力匹配器90中，利用高压蒸汽冷却器19输出的蒸汽对汽轮机中压缸3的排汽进行匹配升压后形成满足供热所需参数的蒸汽，再通过工业供汽管77对外供出；当热电联产机组参与电力调峰且需要增加上网电负荷时，打开相对应的阀门(三十三号阀门63、四十号阀门93、三十八号阀门91、四十一号阀门94)，在三号压力匹配器90中，利用高压蒸汽过热器21输出的蒸汽对汽轮机中压缸3的排汽进行匹配升压后形成满足供热所需参数的蒸汽，再通过工业供汽管77对外供出。

进一步地说，当热电联产机组参与电力调峰且需要降低上网电负荷时，优先利用低参数蒸汽进行供热，其次再利用高参数蒸汽进行供热，在满足电力调峰要求的同时，实现供热过程的高效运行；具体方式为：首先，利用汽轮机中压缸3的工业抽汽、低压蒸汽冷却器17的蒸汽对外供热；其次，若压力匹配件设置为一号压力匹配器27、二号压力匹配器28，则利用汽轮机低压缸4的排汽、汽轮机中压缸3的工业抽汽、高压蒸汽冷却器19的蒸汽依次通过一号压力匹配器27、二号压力匹配器28进行梯级匹配后形成所需参数蒸汽对外供热；若压力匹配件设置为三号压力匹配器90，则利用汽轮机中压缸3的排汽、高压蒸汽冷却器19的蒸汽通过三号压力匹配器90进行匹配后形成所需参数蒸汽对外供热。

进一步地说，当热电联产机组参与电力调峰且需要增加上网电负荷时，优先利用低参数蒸汽进行供热，其次再利用高参数蒸汽进行供热，在满足电力调峰要求的同时，实现供热过程的高效运行；具体方式为：首先，利用低压蒸汽过热器23的低压过热蒸汽直接对外供热与高压蒸汽过热器21的高压过热蒸汽通过背压机29做功后对外供热，如图1所示，背压机29的蒸汽入口与蒸汽出口分别设有三十四号阀门64、三十五号阀门65，控制背压机29内的蒸汽量；其次，若压力匹配件设置为一号压力匹配器27、二号压力匹配器28，利用汽轮机低压缸4的排汽、低压蒸汽过热器23的蒸汽和高压蒸汽过热器21的蒸汽依次通过一号压力匹配器27、二号压力匹配器28进行梯级匹配后形成所需参数蒸汽对外供热，若压力匹配件设置为三号压力匹配器90，利用汽轮机中压缸3的排汽、高压蒸汽过热器21的蒸汽通过三号压力匹配器90进行匹配后形成所需参数蒸汽对外供热，最后利用汽轮机中压缸3的工业抽汽对外供热。

如图1、图2、图3所示，本发明中的低温熔盐-高温蒸汽换热装置与高温熔盐-低温蒸汽换热装置择一使用，可通过相应的阀门进行设置；低温熔盐-高温蒸汽换热装置用于熔盐储热过程，此过程中，减少二号阀门32的开度，从而减少电站锅炉1输送至汽轮机中压缸3做功的热再蒸汽量，从而降低热电联产机组输出的电负荷；高温熔盐-低温蒸汽换热装置用于熔盐放热过程，此过程中，减少九号阀门39和十四号阀门44的开度，减少汽轮机中压缸3的工业抽汽量，从而增加热电联产机组输出的电负荷。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种用于热电联产的蒸汽梯级加热熔盐储能调峰系统，其特征在于，包括：热电联产机组、与热电联产机组相连的工业供汽管(77)以及熔盐储能装置；

所述热电联产机组包括电站锅炉(1)、除氧器(9)；

所述熔盐储能装置包括低温熔盐储罐(13)、高温熔盐储罐(14)；

所述低温熔盐储罐(13)与所述高温熔盐储罐(14)之间连接有低温熔盐-高温蒸汽换热装置，所述电站锅炉(1)输出的热再蒸汽进入所述低温熔盐-高温蒸汽换热装置，对所述低温熔盐储罐(13)供给的低温熔盐加热升温；

所述低温熔盐-高温蒸汽换热装置包括若干梯级连接的第一换热件，所述第一换热件的熔盐管路与蒸汽管路内介质流向相反；

所述低温熔盐储罐(13)与所述高温熔盐储罐(14)之间还连接有高温熔盐-低温蒸汽换热装置，所述高温熔盐储罐(14)输出的高温熔盐进入所述高温熔盐-低温蒸汽换热装置，将所述除氧器(9)供给的低温给水加热成蒸汽；

所述高温熔盐-低温蒸汽换热装置包括若干梯级连接的第二换热件，所述第二换热件的熔盐管路与蒸汽管路内介质流向相反。

2.根据权利要求1所述的一种用于热电联产的蒸汽梯级加热熔盐储能调峰系统，其特征在于，所述第一换热件包括对所述电站锅炉(1)的热再出汽口供给的热再蒸汽进行第一级降温的高压蒸汽冷却器(19)、对高压蒸汽冷却器(19)的蒸汽出口供给的蒸汽进行第二级降温的蒸汽冷凝换热器(16)与低压蒸汽冷却器(17)；

所述高压蒸汽冷却器(19)的蒸汽出口与所述低压蒸汽冷却器(17)的蒸汽入口之间连接有蒸汽减压装置(18)；

所述蒸汽冷凝换热器(16)的疏水出口、所述低压蒸汽冷却器(17)的蒸汽出口分别与所述除氧器(9)、所述工业供汽管(77)相连；

所述蒸汽冷凝换热器(16)的蒸汽进出口与熔盐进出口、所述低压蒸汽冷却器(17)的蒸汽进出口与熔盐进出口以及所述高压蒸汽冷却器(19)的蒸汽进口与熔盐出口设置有控制阀门。

3.根据权利要求1所述的一种用于热电联产的蒸汽梯级加热熔盐储能调峰系统，其特征在于，所述第二换热件包括高压蒸汽过热器(21)、高压蒸汽发生器(22)、低压蒸汽过热器(23)、低压蒸汽发生器(24)；

自所述高温熔盐储罐(14)向所述低温熔盐储罐(13)方向，所述高压蒸汽过热器(21)、所述高压蒸汽发生器(22)、所述低压蒸汽过热器(23)、所述低压蒸汽发生器(24)的熔盐管路依次串联；

所述第二换热件的蒸汽管路的进、出口分别与所述除氧器(9)、所述工业供汽管(77)相连。

4.根据权利要求3所述的一种用于热电联产的蒸汽梯级加热熔盐储能调峰系统，其特征在于，所述高压蒸汽过热器(21)与所述高压蒸汽发生器(22)的蒸汽管路连接成高压蒸汽管路，所述低压蒸汽过热器(23)与所述低压蒸汽发生器(24)的蒸汽管路连接成低压蒸汽管路；

所述高压蒸汽管路与所述低压蒸汽管路的给水入口通过给水支管(78)与所述除氧器(9)相连；

所述高压蒸汽管路的蒸汽出口连接有辅助发电装置，所述辅助发电装置的蒸汽出口与所述工业供汽管(77)相连，所述低压蒸汽管路的蒸汽出口直接与所述工业供汽管(77)相连。

5.根据权利要求4所述的一种用于热电联产的蒸汽梯级加热熔盐储能调峰系统，其特征在于，所述辅助发电装置包括由背压机(29)做功驱动的次发电机(30)；所述背压机(29)的蒸汽入口与所述高压蒸汽过热器(21)的蒸汽出口相连，所述背压机(29)的蒸汽出口与所述工业供汽管(77)相连。

6.根据权利要求1所述的一种用于热电联产的蒸汽梯级加热熔盐储能调峰系统，其特征在于，还包括压力匹配件，所述压力匹配件的蒸汽入口与所述低温熔盐-高温蒸汽换热装置的蒸汽出口、所述高温熔盐-低温蒸汽换热装置的蒸汽出口以及所述热电联产机组的蒸汽出口相连；所述压力匹配件的蒸汽出口与所述工业供汽管(77)相连。

7.一种如权利要求1至6任意一项所述的用于热电联产的蒸汽梯级加热熔盐储能调峰系统的调节方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)当热电联产机组参与电力调峰且需要降低上网电负荷时：

利用低温熔盐泵(15)先将低温熔盐储罐(13)内的低温熔盐输送至蒸汽冷凝换热器(16)与低压蒸汽冷却器(17)进行第一级加热，再汇合后进入高压蒸汽冷却器(19)进行第二级加热后形成高温熔盐，最后输送至高温熔盐储罐(14)进行储热；

与此同时，自电站锅炉(1)的热再出口输出的热再蒸汽，先输送至所述高压蒸汽冷却器(19)进行第一级降温后分成两路蒸汽，其中一路蒸汽经过蒸汽减压装置(18)减压后再进入所述低压蒸汽冷却器(17)进行第二级降温，降温后直接通过工业供汽管(77)对外供出，另外一路蒸汽直接进入所述蒸汽冷凝换热器(16)进行第二级降温，降温后形成蒸汽疏水输送至除氧器(9)；

2)当热电联产机组参与电力调峰且需要增加上网电负荷时：

利用高温熔盐泵(20)先将所述高温熔盐储罐(14)内的高温熔盐依次输送至高压蒸汽过热器(21)、高压蒸汽发生器(22)、低压蒸汽过热器(23)、低压蒸汽发生器(24)进行逐级降温，最后输送至所述低温熔盐储罐(13)进行存储；

与此同时，来自所述除氧器(9)的给水输送至所述高压蒸汽过热器(21)、所述高压蒸汽发生器(22)、所述低压蒸汽过热器(23)、所述低压蒸汽发生器(24)进行升温形成过热蒸汽，最后通过所述工业供汽管(77)对外供出。

8.根据权利要求7所述的用于热电联产的蒸汽梯级加热熔盐储能调峰系统的调节方法，其特征在于，所述步骤1)中，

所述热电联产机组还包括汽轮机中压缸(3)、汽轮机低压缸(4)；

当热电联产机组参与电力调峰且需要降低上网电负荷时，先增加进入所述蒸汽冷凝换热器(16)的蒸汽量与熔盐量，再增加进入所述高压蒸汽冷却器(19)的蒸汽量与熔盐量；

当热电联产机组参与电力调峰且需要降低上网电负荷时，先将所述汽轮机中压缸(3)的工业抽汽、所述低压蒸汽冷却器(17)输出的蒸汽输送至所述工业供汽管(77)实现对外供热；再利用压力匹配件将所述汽轮机低压缸(4)的排汽、所述汽轮机中压缸(3)的工业抽汽、所述汽轮机中压缸(3)的排汽、所述高压蒸汽冷却器(19)输出的蒸汽经过梯级匹配后形成所需参数蒸汽，再输送至所述工业供汽管(77)实现对外供热。

9.根据权利要求8所述的用于热电联产的蒸汽梯级加热熔盐储能调峰系统的调节方法，其特征在于，所述步骤2)中，

当热电联产机组参与电力调峰且需要增加上网电负荷时，将来自所述除氧器(9)的给水分别供给所述低压蒸汽发生器(24)和所述高压蒸汽发生器(22)加热后，产生两种压力参数的蒸汽；

所述低压蒸汽发生器(24)输出的蒸汽进入所述低压蒸汽过热器(23)被加热后产生低压过热蒸汽，然后输送至所述工业供汽管(77)对外供热；

所述高压蒸汽发生器(22)输出的蒸汽进入所述高压蒸汽过热器(21)被加热后产生高压过热蒸汽，然后进入背压机(29)做功驱动次发电机(30)进行发电，经过所述背压机(29)做功后产生的低压蒸汽再输送至所述工业供汽管(77)对外供热。

10.根据权利要求9所述的用于热电联产的蒸汽梯级加热熔盐储能调峰系统的调节方法，其特征在于，先将所述蒸汽过热器(23)输出的低压过热蒸汽与所述背压机(29)输出的低压过热蒸汽输送至所述工业供汽管(77)对外供热；

再利用压力匹配件将所述汽轮机低压缸(4)的排汽、所述低压蒸汽过热器(23)的蒸汽、所述高压蒸汽过热器(21)的蒸汽、所述汽轮机中压缸(3)的排汽经过梯级匹配后形成所需参数蒸汽输送至工业供汽管(77)实现对外供热。

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