CN116045352A - 一种基于熔盐储能的热电联产机组 - Google Patents

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张建元
耿如意
王东晔
祁文玉
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Abstract

本公开提出一种基于熔盐储能的热电联产机组，包括：汽轮机，汽轮机的电能输出端与电网的电能输入端和高厂变的电能输入端相连；熔盐储能装置，熔盐储能装置的电能输入端与高厂变的电能输出端相连；换热装置，换热装置的热能输入端与熔盐储能装置的热能输出端相连，换热装置的蒸汽输入端与汽轮机的蒸汽输出端相连，换热装置的水输入端与水源相连，换热装置的蒸汽输出端与汽轮机的蒸汽输入端和用汽系统的蒸汽输入端相连。在本公开的一种基于熔盐储能的热电联产机组中，使汽轮机输出的功率能够快速、准确的达到电网的要求功率，有效提高了热电联产机组供电、供汽能力以及调频能力，利于热电联产机组的应用推广。

Description

一种基于熔盐储能的热电联产机组
技术领域
本公开涉及热电联产机组技术领域，尤其涉及一种基于熔盐储能的热电联产机组。
背景技术
发电厂利用汽轮机生产电能，同时利用汽轮机作过功的蒸汽对用户供热的生产方式称为热电联产，以热电联产方式运行的机组称为热电联产机组，热电联产机组相对于单独生产电能和热能的机组能够有效节约能源，降低生产成本。
其中，由于用电需求的不同，因此需要对热电联产机组进行调峰调频，以使热电联产机组输出的电能能够满足使用需求，但当用电需求过大时，则会导致热电联产机组的供汽能力下降，供汽品质降低，而当用汽需求过大时，则会导致热电联产机组的供电能力下降，由此，在用电需求较大且用汽需求也较大时，热电联产机组无法兼顾两者的需求；同时，在用电需求波动时，热电联产机组的响应速度较慢且响应幅度较小，无法满足调频需求。
发明内容
本公开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，本公开的目的在于提供一种基于熔盐储能的热电联产机组。
为达到上述目的，本公开提供一种基于熔盐储能的热电联产机组，包括：汽轮机，所述汽轮机的电能输出端与电网的电能输入端和高厂变的电能输入端相连；熔盐储能装置，所述熔盐储能装置的电能输入端与所述高厂变的电能输出端相连；换热装置，所述换热装置的热能输入端与所述熔盐储能装置的热能输出端相连，所述换热装置的蒸汽输入端与所述汽轮机的蒸汽输出端相连，所述换热装置的水输入端与水源相连，所述换热装置的蒸汽输出端与所述汽轮机的蒸汽输入端和用汽系统的蒸汽输入端相连；其中，根据所述电网的要求功率，调节所述熔盐储能装置电能输入端的功率、所述熔盐储能装置热能输出端的熔盐流量、所述换热装置蒸汽输出端的蒸汽流量和所述换热装置蒸汽输入端的蒸汽流量，以使所述电网电能输入端的功率达到所述要求功率，且使所述用汽系统蒸汽输入端的蒸汽品质保持恒定。
可选的，所述汽轮机包括：锅炉；高压缸，所述高压缸的蒸汽输入端与所述锅炉的主蒸汽输出端相连，所述高压缸的蒸汽输出端与所述换热装置的蒸汽输入端、所述换热装置的蒸汽输出端和所述锅炉的再热蒸汽输入端相连；中压缸，所述中压缸的蒸汽输入端与所述换热装置的蒸汽输入端、所述换热装置的蒸汽输出端和所述锅炉的再热蒸汽输出端相连；低压缸，所述低压缸的蒸汽输入端与所述换热装置的蒸汽输入端、所述换热装置的蒸汽输出端和所述中压缸的蒸汽输出端相连；发电机，所述发电机的动力输入端与所述高压缸、所述中压缸和所述低压缸的动力输出端相连，所述发电机的电能输出端与所述电网的电能输入端和所述高厂变的电能输入端相连。
可选的，所述用汽系统包括：采暖设备，所述采暖设备的蒸汽输入端与所述换热装置的蒸汽输出端相连；用汽设备，所述用汽设备的蒸汽输入端与所述换热装置的蒸汽输出端相连。
可选的，所述换热装置包括：第一换热器，所述第一换热器热侧通路的第一端与所述中压缸的蒸汽输出端和所述低压缸的蒸汽输入端相连，所述第一换热器冷侧通路的输入端与水源相连，所述第一换热器冷侧通路的输出端与所述采暖设备的蒸汽输入端相连；分汽缸，所述分汽缸的第一端与所述高压缸的蒸汽输出端和所述中压缸的蒸汽输入端相连，所述分汽缸的第三端与所述用汽设备的蒸汽输入端相连；第二换热器，所述第二换热器热侧通路的输入端与所述熔盐储能装置放热通路的输出端相连，所述第二换热器热侧通路的输出端与所述熔盐储能装置放热通路的输入端相连，所述第二换热器冷侧通路的输入端与水源相连，所述第二换热器冷侧通路的输出端与所述第一换热器热侧通路的第二端相连；第三换热器，所述第三换热器热侧通路的输入端与所述熔盐储能装置放热通路的输出端相连，所述第三换热器热侧通路的输出端与所述熔盐储能装置放热通路的输入端相连，所述第三换热器冷侧通路的输入端与水源相连，所述第三换热器冷侧通路的输出端与所述分汽缸的第二端相连。
可选的，所述热电联产机组还包括：第一调节阀，所述第一调节阀设置在所述第一换热器热侧通路的第一端与所述中压缸的蒸汽输出端和所述低压缸的蒸汽输入端相连之间的管路上；第二调节阀，所述第二调节阀设置在所述分汽缸的第一端与所述高压缸的蒸汽输出端相连之间的管路上；第三调节阀，所述第三调节阀设置在所述分汽缸的第一端与所述中压缸的蒸汽输入端相连之间的管路上。
可选的，所述热电联产机组还包括：第四调节阀，所述第四调节阀设置在所述第二换热器冷侧通路的输出端与所述第一换热器热侧通路的第二端相连之间的管路上；第一泵体，所述第一泵体设置在所述第二换热器冷侧通路的输入端与水源相连之间的管路上；第五调节阀，所述第五调节阀设置在所述第三换热器冷侧通路的输出端与所述分汽缸的第二端相连之间的管路上；第二泵体，所述第二泵体设置在所述第三换热器冷侧通路的输入端与水源相连之间的管路上。
可选的，所述热电联产机组还包括：第六调节阀，所述第六调节阀设置在所述第二换热器热侧通路的输入端与所述熔盐储能装置放热通路的输出端相连之间的管路上；第七调节阀，所述第七调节阀设置在所述第三换热器热侧通路的输入端与所述熔盐储能装置放热通路的输出端相连之间的管路上。
可选的，所述熔盐储能装置包括：电加热组件，所述电加热组件的电能输入端与所述高厂变的电能输出端相连；高温罐，所述高温罐的熔盐输入端与所述电加热组件的熔盐输出端相连，所述高温罐的熔盐输出端与所述换热装置的热能输入端相连；低温罐，所述低温罐的熔盐输入端与所述换热装置的热能输入端相连，所述低温罐的熔盐输出端与所述电加热组件的熔盐输入端相连。
可选的，所述电加热组件包括：电加热变压器，所述电加热变压器的电能输入端与所述高厂变的电能输出端相连；调功器，所述调功器的电能输入端与所述电加热变压器的电能输出端相连；电加热器，所述电加热器的电能输入端与所述调功器的电能输出端相连，所述电加热器的熔盐输入端与所述低温罐的熔盐输出端相连，所述电加热器的熔盐输出端与所述高温罐的熔盐输入端相连。
可选的，所述熔盐储能装置还包括：第三泵体，所述第三泵体设置在所述电加热器的熔盐输入端与所述低温罐的熔盐输出端相连之间的管路上，所述第三泵体的熔盐输入端与所述低温罐的熔盐输出端相连，所述第三泵体的熔盐输出端与所述电加热器的熔盐输入端相连；第四泵体，所述第四泵体设置在所述高温罐的熔盐输出端与所述换热装置的热能输入端相连之间的管路上，所述第四泵体的熔盐输入端与所述高温罐的熔盐输出端相连，所述第四泵体的熔盐输出端与所述换热装置的热能输入端相连。
本公开提供的技术方案可以包括以下有益效果：
在用电需求较大且用汽需求也较大时，热电联产机组能够通过熔盐储能装置的放热兼顾了用电需求和用汽需求，同时通过熔盐储能装置的放热和功率调节使整体具有较大的响应幅度和较高的响应速率，使汽轮机输出的功率能够快速、准确的达到电网的要求功率，有效提高了热电联产机组供电、供汽能力以及调频能力，利于热电联产机组的应用推广。
本公开附加的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，或通过本公开的实践了解到。
附图说明
本公开上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本公开一实施例提出的基于熔盐储能的热电联产机组的结构示意图；
图2是本公开一实施例提出的基于熔盐储能的热电联产机组的结构示意图；
其中，图1和图2中的虚线为电路，实线为管路；
如图所示：1、汽轮机，2、熔盐储能装置，3、换热装置，4、电网，5、高厂变，6、用汽系统，7、高压缸，8、中压缸，9、低压缸，10、发电机，11、第一换热器，12、分汽缸，13、第一调节阀，14、第二调节阀，15、第三调节阀，16、第二换热器，17、第三换热器，18、第四调节阀，19、第一泵体，20、第五调节阀，21、第二泵体，22、第六调节阀，23、第七调节阀，24、高温罐，25、低温罐，26、电加热变压器，27、调功器，28、电加热器，29、第三泵体，30、第四泵体。
具体实施方式
下面详细描述本公开的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本公开，而不能理解为对本公开的限制。相反，本公开的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
如图1所示，本公开实施例提出一种基于熔盐储能的热电联产机组，包括汽轮机1、熔盐储能装置2和换热装置3，汽轮机1的电能输出端与电网4的电能输入端和高厂变5的电能输入端相连，熔盐储能装置2的电能输入端与高厂变5的电能输出端相连，换热装置3的热能输入端与熔盐储能装置2的热能输出端相连，换热装置3的蒸汽输入端与汽轮机1的蒸汽输出端相连，换热装置3的水输入端与水源相连，换热装置3的蒸汽输出端与汽轮机1的蒸汽输入端和用汽系统6的蒸汽输入端相连；
其中，根据电网4的要求功率，调节熔盐储能装置2电能输入端的功率、熔盐储能装置2热能输出端的熔盐流量、换热装置3蒸汽输出端的蒸汽流量和换热装置3蒸汽输入端的蒸汽流量，以使电网4电能输入端的功率达到要求功率，且使用汽系统6蒸汽输入端的蒸汽品质保持恒定。
可以理解的是，在用电需求较小时，通过调节熔盐储能装置2电能输入端的功率、熔盐储能装置2热能输出端的熔盐流量、换热装置3蒸汽输出端的蒸汽流量和换热装置3蒸汽输入端的蒸汽流量，使汽轮机1内的部分蒸汽用于作功发电，且发出的电能在满足电网4使用的同时通过高厂变5为熔盐储能装置2供电，从而使熔盐储能装置2将电能转换成热能并进行储存，其余蒸汽输送到换热装置3中，以通过换热装置3为用汽系统6供汽。
在用电需求较大时，通过调节熔盐储能装置2热能输出端的熔盐流量、换热装置3蒸汽输出端的蒸汽流量和换热装置3蒸汽输入端的蒸汽流量，使汽轮机1内的全部蒸汽用于作功发电，且发出电能全部用于电网4使用，同时，使熔盐储能装置2将储存的热能充分释放到换热装置3中，以使换热装置3将水转换为蒸汽并向用汽系统6和汽轮机1输送，在使用汽系统6蒸汽输入端的蒸汽品质保持恒定的同时大幅增大了汽轮机1的发电量，使汽轮机1的输出功率能够快速达到电网4的要求功率，而且，通过调节熔盐储能装置2电能输入端的功率，以快速、精准的调节汽轮机1向电网4输出的功率，从而使汽轮机1向电网1输出的功率能够快速、精准的达到电网4的要求功率。
由此，在用电需求较大且用汽需求也较大时，热电联产机组能够通过熔盐储能装置2的放热兼顾了用电需求和用汽需求，同时通过熔盐储能装置2的放热和功率调节使整体具有较大的响应幅度和较高的响应速率，使汽轮机1输出的功率能够快速、准确的达到电网4的要求功率，有效提高了热电联产机组供电、供汽能力以及调频能力，利于热电联产机组的应用推广。
需要说明的是，电网4是指用电网络，其是多种电压变电所、输配电线路等构成的整体，电网4包括变电、输电、配电三个单元。
高厂变5是指向热电联产机组厂用电源供电的变压器，高厂变5的具体类型可以根据实际需要进行设置，对此不作限制。
蒸汽品质保持恒定是指蒸汽的干净度、干燥度、纯度、压力和温度均在一定范围保持稳定，可以通过换热装置3内的蒸汽流量控制用汽系统6蒸汽输入端的蒸汽品质。
水源的具体类型可以根据实际需要进行设置，示例的，水源的水可以是热电联产机组的除氧水。
如图2所示，在一些实施例中，汽轮机1包括锅炉(图中未示出)、高压缸7、中压缸8、低压缸9和发电机10，高压缸7的蒸汽输入端与锅炉的主蒸汽输出端相连，高压缸7的蒸汽输出端与换热装置3的蒸汽输入端、换热装置3的蒸汽输出端和锅炉的再热蒸汽输入端相连，中压缸8的蒸汽输入端与换热装置3的蒸汽输入端、换热装置3的蒸汽输出端和锅炉的再热蒸汽输出端相连，低压缸9的蒸汽输入端与换热装置3的蒸汽输入端、换热装置3的蒸汽输出端和中压缸8的蒸汽输出端相连，发电机10的动力输入端与高压缸7、中压缸8和低压缸9的动力输出端相连，发电机10的电能输出端与电网4的电能输入端和高厂变5的电能输入端相连。
可以理解的是，在用电需求较小时，通过调节熔盐储能装置2电能输入端的功率、熔盐储能装置2热能输出端的熔盐流量、换热装置3蒸汽输出端的蒸汽流量和换热装置3蒸汽输入端的蒸汽流量，使高压缸7内作功后的蒸汽通过换热装置3为用汽系统6进行供汽，其余蒸汽经过锅炉的加热后形成再热蒸汽，部分再热蒸汽通过换热装置3为用汽系统6供汽，其余蒸汽进入到中压缸8中进行作功，部分中压缸8内作功后的蒸汽通过换热装置3为用汽系统6进行供汽，其余蒸汽进入到低压缸9中进行作功。由此，高压缸7、中压缸8和低压缸9在通过换热装置3对用汽系统6进行供汽的同时驱动发电机10进行发电，使热电联产机组能够满足用汽需求和用电需求。
在用电需求较大时，通过调节熔盐储能装置2热能输出端的熔盐流量、换热装置3蒸汽输出端的蒸汽流量和换热装置3蒸汽输入端的蒸汽流量，使高压缸7、中压缸8和低压缸9内的全部蒸汽用于作功发电，且带动发电机10发出电能全部用于电网4使用，同时，使熔盐储能装置2将储存的热能充分释放到换热装置3中，以使换热装置3将水转换为蒸汽并向用汽系统6和中压缸8、低压缸9输送，在使用汽系统6蒸汽输入端的蒸汽品质保持恒定的同时大幅增大了发电机10的发电量，以使汽轮机1向电网4输出的功率能够快速、精准的达到电网4的要求功率。
需要说明的是，锅炉为高压缸7供汽，且高压缸7内作功后的蒸汽通过锅炉的再加热形成再热蒸汽，其中，汽轮机1还包括凝汽器、除氧器、高压加热器、低压加热器等装置，对此不再一一赘述。
如图2所示，在一些实施例中，用汽系统6包括采暖设备和用汽设备，采暖设备的蒸汽输入端与换热装置3的蒸汽输出端相连，用汽设备的蒸汽输入端与换热装置3的蒸汽输出端相连。
可以理解的是，在用电需求较小时，高压缸7作功后的部分蒸汽和锅炉输出的部分再热蒸汽通过换热装置3为用汽设备使用，中压缸8作功后的部分蒸汽通过换热装置3为采暖设备使用，从而实现供汽和采暖，满足不同的用汽需求，使整体的功能性更强，应用范围更广。
需要说明的是，采暖设备和用汽设备的具体类型可以根据实际需要进行设置，对此不作限制。
如图2所示，在一些实施例中，换热装置3包括第一换热器11、分汽缸12、第二换热器16和第三换热器17，第一换热器11热侧通路的第一端与中压缸8的蒸汽输出端和低压缸9的蒸汽输入端相连，第一换热器11冷侧通路的输入端与水源相连，第一换热器11冷侧通路的输出端与采暖设备的蒸汽输入端相连，分汽缸12的第一端与高压缸7的蒸汽输出端和中压缸8的蒸汽输入端相连，分汽缸12的第三端与用汽设备的蒸汽输入端相连，第二换热器16热侧通路的输入端与熔盐储能装置2放热通路的输出端相连，第二换热器16热侧通路的输出端与熔盐储能装置2放热通路的输入端相连，第二换热器16冷侧通路的输入端与水源相连，第二换热器16冷侧通路的输出端与第一换热器11热侧通路的第二端相连，第三换热器17热侧通路的输入端与熔盐储能装置2放热通路的输出端相连，第三换热器17热侧通路的输出端与熔盐储能装置2放热通路的输入端相连，第三换热器17冷侧通路的输入端与水源相连，第三换热器17冷侧通路的输出端与分汽缸12的第二端相连。
可以理解的是，在用电需求较小时，中压缸8内作功后的部分蒸汽由第一换热器11热侧通路的第一端进入，以将第一换热器11冷侧通路中水加热成蒸汽供采暖设备使用，高压缸7内作功后的部分蒸汽和锅炉输出的部分再热蒸汽由分汽缸12的第一端进入，以供用汽设备使用，而第二换热器16和第三换热器17不对第一换热器11和分汽缸12供汽。
在用电需求较大时，熔盐储能装置2将储存热量的熔盐分别输送到第二换热器16的热侧通路和第三换热器17的热侧通路中，水源将水输送到第二换热器16的冷侧通路和第三换热器17的冷侧通路中。由此，使得第二换热器16热侧通路中的熔盐热量传导到第二换热器16冷侧通路中的水中，以使第二换热器16冷侧通路中的水被加热成蒸汽，蒸汽由第一换热器11热侧通路的第二端进入，不仅将第一换热器11冷侧通路中水加热成蒸汽供采暖设备使用，而且该蒸汽由第一换热器11热侧通路的第一端进入到低压缸9内作功，以增大发电机10的发电量；同时使得第三换热器17热侧通路中的熔盐热量传导到第三换热器17冷侧通路中的水中，使第三换热器17冷侧通路中的水被加热成蒸汽，蒸汽由分汽缸12的第二端进入，不仅供用汽设备使用，而且该蒸汽由分汽缸12的第一端进入到中压缸8内作功，以增大发电机10的发电量。
由此，在使采暖设备和用汽设备蒸汽输入端的蒸汽品质保持恒定的同时大幅增大了发电机10的发电量，以使汽轮机1向电网1输出的功率能够快速、精准的达到电网4的要求功率。
其中，在用电需求较大时，应逐渐增大第二换热器16向第一换热器11输送的蒸汽流量以及第三换热器17向分汽缸12输送的蒸汽流量，以使第一换热器11向采暖设备输送的蒸汽品质保持恒定，且使第一换热器11向汽轮机1输送的蒸汽能够满足发电需求，同时使分汽缸12向用汽设备输送的蒸汽品质保持恒定，且使分汽缸12向汽轮机1输送的蒸汽能够满足发电需求。
根据实际使用需要，在满足用电需求的同时，也可使中压缸8内作功后的部分蒸汽和第二换热器16冷侧通路输出的蒸汽共同加热第一换热器11冷侧通路中的水，以为采暖设备供汽，高压缸7内作功后的部分蒸汽和锅炉输出的部分再热蒸汽与第三换热器17冷侧通路输出的蒸汽共同通过分汽缸12为用汽设备供汽。
需要说明的是，第一换热器11包括热侧通路和冷侧通路，热侧通路与冷侧通路换热，其中，换热的方式可根据实际需要进行设置，示例的，热侧通路与冷侧通路可以通过介质间接换热；热侧通路与冷侧通路可以通过接触直接换热。其中，第一换热器11的热侧通路包括第一端、第二端和第三端，第一端、第二端和第三端之间相互连通，第一端用于第一换热器11热侧通路的蒸汽进入和蒸汽排出，第二端用于第一换热器11热侧通路的蒸汽进入，第一换热器11热侧通路中的蒸汽放热后形成冷凝水，第三端用于冷凝水的排出。
冷凝水可以进行储存，也可以返回到热电联产机组中进行循环，对此不作限制。
分汽缸12用于多路蒸汽的混合，分汽缸12包括蒸汽罐，蒸汽罐包括第一端、第二端和第三端，第一端用于蒸汽罐的蒸汽进入和蒸汽排出，第二端用于蒸汽罐的蒸汽进入，第三端用于蒸汽罐的蒸汽排出。
第二换热器16和第三换热器17均包括热侧通路和冷侧通路，热侧通路与冷侧通路换热，其中，换热的方式可根据实际需要进行设置，示例的，热侧通路与冷侧通路可以通过介质间接换热；热侧通路与冷侧通路可以通过接触直接换热。
如图2所示，在一些实施例中，热电联产机组还包括第一调节阀13、第二调节阀14和第三调节阀15，第一调节阀13设置在第一换热器11热侧通路的第一端与中压缸8的蒸汽输出端和低压缸9的蒸汽输入端相连之间的管路上，第二调节阀14设置在分汽缸12的第一端与高压缸7的蒸汽输出端相连之间的管路上，第三调节阀15设置在分汽缸12的第一端与中压缸8的蒸汽输入端相连之间的管路上。
可以理解的是，第一调节阀13用于调节中压缸8和低压缸9与第一换热器11之间的蒸汽流量，第二调节阀14用于调节高压缸7与分汽缸12之间的蒸汽流量，第三调节阀15用于调节锅炉和中压缸8与分汽缸12之间的蒸汽流量。由此，通过第一调节阀13、第二调节阀14和第三调节阀15的设置，实现对汽轮机1与换热装置3之间蒸汽流量的精准调节，在使采暖设备和用汽设备蒸汽输入端的蒸汽品质保持恒定的同时，使汽轮机1向电网1输出的功率能够快速、精准的达到电网4的要求功率，使热电联产机组的调频更为便捷。
其中，在用电需求较小时，第一调节阀13沿中压缸8到第一换热器11的方向导通，第二调节阀14沿高压缸7到分汽缸12的方向导通，第三调节阀15沿锅炉到分汽缸12的方向导通，在用电需求较大时，第一调节阀13沿第一换热器11到低压缸9的方向导通，第二调节阀14沿分汽缸12到锅炉的方向导通，第三调节阀15沿分汽缸12到中压缸8的方向导通。由此，通过调节第一调节阀13、第二调节阀14和第三调节阀15的开度，实现对热电联产机组内蒸汽流量的精准调节。
需要说明的是，第一调节阀13、第二调节阀14和第三调节阀15的具体类型可以根据实际需要进行设置，示例的，第一调节阀13、第二调节阀14和第三调节阀15可以是电动调节阀；第一调节阀13、第二调节阀14和第三调节阀15可以是手动调节阀。
为使热电联产机组的调节更为便捷、精准，可以在各通路上增加调节阀，示例的，分汽缸12的第一端上设置有调节阀，该调节阀用于与第二调节阀14和第三调节阀15配合，以精准调节分汽缸12第一端处的蒸汽流量；中压缸8的蒸汽输入端上设置有调节阀，该调节阀用于调节中压缸8蒸汽输入端处的蒸汽流量；低压缸9的蒸汽输入端上设置有调节阀，该调节阀用于调节低压缸9蒸汽输入端处的蒸汽流量；高压缸7的蒸汽输入端上设置有调节阀，该调节阀用于调节锅炉到高压缸7的蒸汽流量。
如图2所示，在一些实施例中，热电联产机组还包括第四调节阀18、第一泵体19、第五调节阀20和第二泵体21，第四调节阀18设置在第二换热器16冷侧通路的输出端与第一换热器11第二端相连之间的管路上，第一泵体19设置在第二换热器16冷侧通路的输入端与水源相连之间的管路上，第五调节阀20设置在第三换热器17冷侧通路的输出端与分汽缸12第二端相连之间的管路上，第二泵体21设置在第三换热器17冷侧通路的输入端与水源相连之间的管路上。
可以理解的是，第四调节阀18和第一泵体19用于调节第二换热器16冷侧通路蒸汽输出端与第一换热器11第二端之间的蒸汽流量，第五调节阀20和第二泵体21用于调节第三换热器17冷侧通路输出端与分汽缸12第二端之间的蒸汽流量。由此，通过第四调节阀18、第一泵体19、第五调节阀20和第二泵体21的设置，实现第二换热器16与第一换热器11之间以及第三换热器17与分汽缸12之间蒸汽流量的精准调节，在使采暖设备和用汽设备蒸汽输入端的蒸汽品质保持恒定的同时，使汽轮机1向电网1输出的功率能够快速、精准的达到电网4的要求功率，同时使热电联产机组的调频更为便捷。
其中，在用电需求较大时，逐渐增大第四调节阀18和第五调节阀20的开度，且增大第一泵体19和第二泵体21的转速，以为用汽系统6提供稳定品质的蒸汽，同时，增大汽轮机1的发电量，以使汽轮机1向电网4输送的功率达到电网4的要求功率。
需要说明的是，第四调节阀18和第五调节阀20的具体类型可以根据实际需要进行设置，示例的，第四调节阀18和第五调节阀20可以是电动调节阀；第四调节阀18和第五调节阀20可以是手动调节阀。
第一泵体19和第二泵体21的具体类型可以根据实际需要进行设置，对此不作限制。
如图2所示，在一些实施例中，热电联产机组还包括第六调节阀22和第七调节阀23，第六调节阀22设置在第二换热器16热侧通路的输入端与熔盐储能装置2放热通路的输出端相连之间的管路上，第七调节阀23设置在第三换热器17热侧通路的输入端与熔盐储能装置2放热通路的输出端相连之间的管路上。
可以理解的是，第六调节阀22用于调节第二换热器16热侧通路输入端与熔盐储能装置2放热通路输出端之间的熔盐流量，第七调节阀23用于调节第三换热器17热侧通路输入端与熔盐储能装置2放热通路输出端之间的熔盐流量，由此，通过第六调节阀22和第七调节阀23的设置，能够精准调节熔盐储能装置2放热通路输出的熔盐流量，从而精准调节第二换热器16和第三换热器17输出的蒸汽温度，不仅使采暖设备和用汽设备蒸汽输入端的蒸汽品质保持恒定，而且使汽轮机1的输出功率能够快速、精准的达到电网4的要求功率，同时使热电联产机组的调频更为便捷。
其中，在用电需求较大时，逐渐增大第六调节阀22和第七调节阀23的开度，以提高第二换热器16冷侧通路输出的蒸汽温度以及第三换热器17冷侧通路输出的蒸汽温度，从而使采暖设备和用汽设备蒸汽输入端的蒸汽品质保持恒定，使汽轮机1向电网4输出的功率能够快速、精准的达到电网4的要求功率。
需要说明的是，第六调节阀22和第七调节阀23的具体类型可以根据实际需要进行设置，示例的，第六调节阀22和第七调节阀23可以是电动调节阀；第六调节阀22和第七调节阀23可以是手动调节阀。
为使热电联产机组的调节更为便捷、精准，可以在各通路上增加调节阀，示例的，第二换热器16热侧通路输出端上设置有调节阀，该调节阀用于与第六调节阀22配合，以精准调节高温罐24输入到第二换热器16中的蒸汽流量；第三换热器17热侧通路输出端上设置有调节阀，该调节阀用于与第七调节阀23配合，以精准调节高温罐24输入到第三换热器17中的蒸汽流量。
如图2所示，在一些实施例中，熔盐储能装置2包括电加热组件、高温罐24和低温罐25，电加热组件的电能输入端与高厂变5的电能输出端相连，高温罐24的熔盐输入端与电加热组件的熔盐输出端相连，高温罐24的熔盐输出端与换热装置3的热能输入端相连，低温罐25的熔盐输入端与换热装置3的热能输入端相连，低温罐25的熔盐输出端与电加热组件的熔盐输入端相连。
可以理解的是，在用电需求较小时，汽轮机1在满足用汽系统6用汽需求的同时输出电能，以满足电网4的用电需求，同时，多余的电能通过高厂变5为电加热组件供电，低温罐25中的低温熔盐经过电加热组件时，低温熔盐被电加热成高温熔盐并储存在高温罐24中，由此实现电能向热能的转换；在用电需求较大时，电加热组件的功率减小，同时，高温罐24中的高温熔盐在经过换热装置3时释放热量，高温熔盐转换为低温熔盐并储存在低温罐25中，且换热装置3将水转换为蒸汽并向用汽系统6和汽轮机1输送，以使用汽系统6蒸汽输入端的蒸汽品质保持恒定，且使汽轮机1向电网4输出的功率能够快速、精准的达到电网4的要求功率。
需要说明的是，高温罐24和低温罐25的具体类型可以根据实际需要进行设置，对此不作限制。
熔盐的的具体类型可以根据实际需要进行设置，对此不作限制。
如图2所示，在一些实施例中，电加热组件包括电加热变压器26、调功器27和电加热器28，电加热变压器26的电能输入端与高厂变5的电能输出端相连，调功器27的电能输入端与电加热变压器26的电能输出端相连，电加热器28的电能输入端与调功器27的电能输出端相连，电加热器28的熔盐输入端与低温罐25的熔盐输出端相连，电加热器28的熔盐输出端与高温罐24的熔盐输入端相连。
可以理解的是，在用电需求较小时，多余的电能通过高厂变5为电加热变压器26供电，电加热变压器26通过调功器27为电加热器28供电，从而使电加热器28将电能转换为热能储存在熔盐中，在用电需求较大时，通过调功器27减小电加热器28的功率，使汽轮机1向电网4输出的功率能够快速、精准的达到电网4的要求功率。
需要说明的是，电加热变压器26用于变压，电加热变压器26的具体类型可以根据实际需要进行设置，对此不作限制。
调功器27是应用晶闸管及其触发控制电路，用于调整负载功率的盘装功率调整单元，调功器27的具体类型可以根据实际需要进行设置，对此不作限制。
电加热器28的具体类型可以根据实际需要进行设置，示例的，电加热器28包括加热管和加热罐，加热罐的熔盐输入端与低温罐25的熔盐输出端相连，加热管的熔盐输出端与高温罐24的熔盐输入端相连，加热管的电能输入端与调功器27的电能输出端相连。
如图2所示，在一些实施例中，熔盐储能装置2还包括第三泵体29和第四泵体30，第三泵体29设置在电加热器28的熔盐输入端与低温罐25的熔盐输出端相连之间的管路上，第三泵体29的熔盐输入端与低温罐25的熔盐输出端相连，第三泵体29的熔盐输出端与电加热器28的熔盐输入端相连，第四泵体30设置在高温罐24的熔盐输出端与换热装置3的热能输入端相连之间的管路上，第四泵体30的熔盐输入端与高温罐24的熔盐输出端相连，第四泵体30的熔盐输出端与换热装置3的热能输入端相连。
可以理解的是，第三泵体29用于将低温罐25的熔盐向电加热器28输送，第四泵体30用于将高温管的熔盐向第二换热器16的热侧通路和第三换热器17的热侧通路输送，由此，通过第三泵体29和第四泵体30的设置，保证熔盐在高温罐24与低温罐25之间能够稳定循环，同时，在调功器27调节电加热器28的功率时，对应调节第三泵体29的转速，以使电加热器28输出端的熔盐温度稳定，根据不同的用电需求，对应调节第四泵体30的转速，以通过第二换热器16和第三换热器17的换热保证第一换热器11和分汽缸12输出的蒸汽品质保持恒定以及汽轮机1向电网4输出的功率能够快速、精准的达到电网4的要求功率。
其中，在用电需求较大时，减小电加热器28的功率，同时减小第三泵体29的转速，增大第四泵体30的转速，以在满足用汽需求的同时使汽轮机1向电网4输出的功率能够快速、精准的达到电网4的要求功率。
需要说明的是，第三泵体29和第四泵体30的具体类型可以根据实际需要进行设置，对此不作限制。
基于上述的热电联产机组，对此进一步说明其原理。
电网4的要求功率Pd为：
Pd＝Pe-Pc；
其中，Pe是发电机10输出的功率，Pc是高厂变5的功率，Pc包括电加热器28的功率Pj，在用电需求较大时，电网4的要求功率Pd增大，则此时应减小电加热器28的功率Pj，以使发电机10输出的电能较多的输送到电网4中，从而使汽轮机1向电网4输出的功率能够快速、精准的达到电网4的要求功率。
电网4的要求功率在变化时，电网4的变化功率ΔPd为：
ΔPd＝ΔPd′+ΔPd″；
其中，ΔPd′是电网4的变化功率ΔPd中的基础负荷部分，ΔPd″是电网4的变化功率ΔPd中的精确调整部分。
ΔPd中的基础负荷部分ΔPd与第一换热器11第一端和分汽缸12第一端的蒸汽流量有关，具体如下：
ΔP′d＝ΔPcn+ΔPgy；
其中，ΔPcn是第一调节阀13进行开度调节时引起的变化功率，ΔPgy是第二调节阀14和第三调节阀15进行开度调节时引起的变化功率，由此可以推出，通过调节第一调节阀13、第二调节阀14和第三调节阀15的开度，能够实现对ΔPd中基础负荷部分ΔPd′的调节。
并且，ΔPcn＝hcn·ηcn·Δqcn，ΔPgy＝hgy·ηgy·Δqgy；
其中，hcn、ηcn、Δqcn分别是为采暖设备供汽的等效焓降、抽汽效率和流量变化，hgy、ηgy、Δqgy分别是为用汽设备供汽的等效焓降、抽汽效率和流量变化。
由此，依据上述公式，通过调节第一调节阀13、第二调节阀14和第三调节阀15的开度，以调节换热装置3到汽轮机1的蒸汽流量，进而调节ΔPd中的基础负荷部分ΔPd′。
同时，在换热装置3到汽轮机1的蒸汽流量变化的同时，第二换热器16到第一换热器11的蒸汽流量通过第四调节阀18和第一泵体19进行调节，第三换热器17到分汽缸12的蒸汽流量通过第五调节阀20和第二泵体21进行调节，以保证第一换热器11到采暖设备以及分汽缸12到用汽设备的蒸汽品质恒定，同时保证汽轮机1向电网4输出的功率具有较大的上升幅度。
而且，高温罐24熔盐输出端的熔盐流量也应随之调整，高温罐24熔盐输出端的熔盐变化流量ΔQgy为：
ΔQgy＝ΔQcn+ΔQgy；
其中，ΔQcn是高温罐24到第二换热器16的熔盐流量，ΔQgy是高温罐24到第三换热器17的熔盐流量。
而高温罐24到第二换热器16的熔盐流量ΔQcn为：
Figure BDA0004073630770000121
高温罐24到第三换热器17的熔盐流量ΔQgy为：
Figure BDA0004073630770000122
其中，hcn、hcngs、hgy和hgygs分别是第二换热器16冷侧通路输出端的蒸汽焓值、第二换热器16冷侧通路输入端的供水焓值、第三换热器17冷侧通路输出端的蒸汽焓值和第三换热器17冷侧通路输入端的供水焓值；
t1、t2、t3和t4分别是第二换热器16热侧通路输出端的熔盐温度、第二换热器16热侧通路输入端的熔盐温度、第三换热器17热侧通路输出端的熔盐温度和第三换热器17热侧通路输入端的熔盐温度；
C是熔盐的比热容，其是温度的函数。
由此，依据上述公式，通过调节第六调节阀22和第七调节阀23的开度以及第四泵体30的转速，以调节高温罐24到第二换热器16和第三换热器17的熔盐流量，进而使第一换热器11到采暖设备以及分汽缸12到用汽设备的蒸汽品质保持恒定，同时保证汽轮机1向电网4输出的功率具有较大的上升幅度。
ΔPd中的精确调整部分ΔPd″与电加热器28的变化功率ΔPj相等，即：
ΔPd″＝ΔPj；
由此，通过调功器27即可精准控制电加热器28的变化功率ΔPd″，以使汽轮机1向电网4输出的功率能够快速、精准的达到电网4的要求功率，同时，低温罐25到电加热器28的熔盐流量也应随之变化，以保证电加热器28输出端的熔盐温度保持恒定，具体如下：
电加热器28的变化功率ΔPj为：
Figure BDA0004073630770000131
其中，ΔQj是低温罐25到电加热器28的熔盐变化流量，t5、t6分别是电加热器28输入端的熔盐温度和电加热器28输出端的熔盐温度，C是熔盐的比热容，其是温度的函数。
由此，依据上述公式，通过调节第三泵体29的转速，以调节低温罐25到电加热器28的熔盐变化流量ΔQj，进而使电加热器28输出端的熔盐温度保持恒定。
需要说明的是，在本公开的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本公开的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本公开的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本公开的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述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公开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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本公开的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本公开的限制，本领域的普通技术人员在本公开的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种基于熔盐储能的热电联产机组，其特征在于，包括：
汽轮机，所述汽轮机的电能输出端与电网的电能输入端和高厂变的电能输入端相连；
熔盐储能装置，所述熔盐储能装置的电能输入端与所述高厂变的电能输出端相连；
换热装置，所述换热装置的热能输入端与所述熔盐储能装置的热能输出端相连，所述换热装置的蒸汽输入端与所述汽轮机的蒸汽输出端相连，所述换热装置的水输入端与水源相连，所述换热装置的蒸汽输出端与所述汽轮机的蒸汽输入端和用汽系统的蒸汽输入端相连；
其中，根据所述电网的要求功率，调节所述熔盐储能装置电能输入端的功率、所述熔盐储能装置热能输出端的熔盐流量、所述换热装置蒸汽输出端的蒸汽流量和所述换热装置蒸汽输入端的蒸汽流量，以使所述电网电能输入端的功率达到所述要求功率，且使所述用汽系统蒸汽输入端的蒸汽品质保持恒定。
2.根据权利要求1所述基于熔盐储能的供热系统，其特征在于，所述汽轮机包括：
锅炉；
高压缸，所述高压缸的蒸汽输入端与所述锅炉的主蒸汽输出端相连，所述高压缸的蒸汽输出端与所述换热装置的蒸汽输入端、所述换热装置的蒸汽输出端和所述锅炉的再热蒸汽输入端相连；
中压缸，所述中压缸的蒸汽输入端与所述换热装置的蒸汽输入端、所述换热装置的蒸汽输出端和所述锅炉的再热蒸汽输出端相连；
低压缸，所述低压缸的蒸汽输入端与所述换热装置的蒸汽输入端、所述换热装置的蒸汽输出端和所述中压缸的蒸汽输出端相连；
发电机，所述发电机的动力输入端与所述高压缸、所述中压缸和所述低压缸的动力输出端相连，所述发电机的电能输出端与所述电网的电能输入端和所述高厂变的电能输入端相连。
3.根据权利要求2所述基于熔盐储能的供热系统，其特征在于，所述用汽系统包括：
采暖设备，所述采暖设备的蒸汽输入端与所述换热装置的蒸汽输出端相连；
用汽设备，所述用汽设备的蒸汽输入端与所述换热装置的蒸汽输出端相连。
4.根据权利要求3所述基于熔盐储能的供热系统，其特征在于，所述换热装置包括：
第一换热器，所述第一换热器热侧通路的第一端与所述中压缸的蒸汽输出端和所述低压缸的蒸汽输入端相连，所述第一换热器冷侧通路的输入端与水源相连，所述第一换热器冷侧通路的输出端与所述采暖设备的蒸汽输入端相连；
分汽缸，所述分汽缸的第一端与所述高压缸的蒸汽输出端和所述中压缸的蒸汽输入端相连，所述分汽缸的第三端与所述用汽设备的蒸汽输入端相连；
第二换热器，所述第二换热器热侧通路的输入端与所述熔盐储能装置放热通路的输出端相连，所述第二换热器热侧通路的输出端与所述熔盐储能装置放热通路的输入端相连，所述第二换热器冷侧通路的输入端与水源相连，所述第二换热器冷侧通路的输出端与所述第一换热器热侧通路的第二端相连；
第三换热器，所述第三换热器热侧通路的输入端与所述熔盐储能装置放热通路的输出端相连，所述第三换热器热侧通路的输出端与所述熔盐储能装置放热通路的输入端相连，所述第三换热器冷侧通路的输入端与水源相连，所述第三换热器冷侧通路的输出端与所述分汽缸的第二端相连。
5.根据权利要求4所述基于熔盐储能的供热系统，其特征在于，所述热电联产机组还包括：
第一调节阀，所述第一调节阀设置在所述第一换热器热侧通路的第一端与所述中压缸的蒸汽输出端和所述低压缸的蒸汽输入端相连之间的管路上；
第二调节阀，所述第二调节阀设置在所述分汽缸的第一端与所述高压缸的蒸汽输出端相连之间的管路上；
第三调节阀，所述第三调节阀设置在所述分汽缸的第一端与所述中压缸的蒸汽输入端相连之间的管路上。
6.根据权利要求5所述基于熔盐储能的供热系统，其特征在于，所述热电联产机组还包括：
第四调节阀，所述第四调节阀设置在所述第二换热器冷侧通路的输出端与所述第一换热器热侧通路的第二端相连之间的管路上；
第一泵体，所述第一泵体设置在所述第二换热器冷侧通路的输入端与水源相连之间的管路上；
第五调节阀，所述第五调节阀设置在所述第三换热器冷侧通路的输出端与所述分汽缸的第二端相连之间的管路上；
第二泵体，所述第二泵体设置在所述第三换热器冷侧通路的输入端与水源相连之间的管路上。
7.根据权利要求5所述基于熔盐储能的供热系统，其特征在于，所述热电联产机组还包括：
第六调节阀，所述第六调节阀设置在所述第二换热器热侧通路的输入端与所述熔盐储能装置放热通路的输出端相连之间的管路上；
第七调节阀，所述第七调节阀设置在所述第三换热器热侧通路的输入端与所述熔盐储能装置放热通路的输出端相连之间的管路上。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述基于熔盐储能的供热系统，其特征在于，所述熔盐储能装置包括：
电加热组件，所述电加热组件的电能输入端与所述高厂变的电能输出端相连；
高温罐，所述高温罐的熔盐输入端与所述电加热组件的熔盐输出端相连，所述高温罐的熔盐输出端与所述换热装置的热能输入端相连；
低温罐，所述低温罐的熔盐输入端与所述换热装置的热能输入端相连，所述低温罐的熔盐输出端与所述电加热组件的熔盐输入端相连。
9.根据权利要求8所述基于熔盐储能的供热系统，其特征在于，所述电加热组件包括：
电加热变压器，所述电加热变压器的电能输入端与所述高厂变的电能输出端相连；
调功器，所述调功器的电能输入端与所述电加热变压器的电能输出端相连；
电加热器，所述电加热器的电能输入端与所述调功器的电能输出端相连，所述电加热器的熔盐输入端与所述低温罐的熔盐输出端相连，所述电加热器的熔盐输出端与所述高温罐的熔盐输入端相连。
10.根据权利要求8所述基于熔盐储能的供热系统，其特征在于，所述熔盐储能装置还包括：
第三泵体，所述第三泵体设置在所述电加热器的熔盐输入端与所述低温罐的熔盐输出端相连之间的管路上，所述第三泵体的熔盐输入端与所述低温罐的熔盐输出端相连，所述第三泵体的熔盐输出端与所述电加热器的熔盐输入端相连；
第四泵体，所述第四泵体设置在所述高温罐的熔盐输出端与所述换热装置的热能输入端相连之间的管路上，所述第四泵体的熔盐输入端与所述高温罐的熔盐输出端相连，所述第四泵体的熔盐输出端与所述换热装置的热能输入端相连。
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