CN117090647A - 一种耦合soec的燃煤发电系统及机组深度调峰运行方法 - Google Patents

一种耦合soec的燃煤发电系统及机组深度调峰运行方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耦合SOEC的燃煤发电系统及机组深度调峰运行方法。燃煤机组调峰深度受到了锅炉最低稳燃负荷的限制，汽轮机侧低负荷下缸效率下降明显，运行能耗急剧上升。为解决上述问题，本发明通过采用回热抽汽节流，在燃煤发电机组低负荷运行时增大高、中压缸工质流量，提升汽轮机缸效率；耦合熔盐储热以及固体氧化物电解池SOEC，通过SOEC将回流工质产生的附加电能转化为化学能，并回收电解产生的富氧空气至锅炉，提升锅炉低负荷燃烧稳定性；利用产物余热及熔盐蓄热加热锅炉给水，弥补抽汽节流引起的给水温度不足，保证低负荷下SCR脱硝效率。本发明通过合理设计系统构型，降低了机组最小技术出力，实现了燃煤发电机组深度调峰过程的灵活高效安全清洁协同提升。

Description

一种耦合SOEC的燃煤发电系统及机组深度调峰运行方法
技术领域
本发明属于燃煤发电厂调峰运行技术领域，具体涉及一种耦合SOEC的燃煤发电系统及机组深度调峰运行方法。
背景技术
随着可再生能源的大力发展，风能、太阳能发电等装机规模大幅上升，而风能、太阳能等可再生能源发电具有间歇性、周期性等特点，难以依靠自身保证持续稳定的电力供应。因此为了改善电网运行的安全性和可靠性，平抑可再生能源带来的负荷波动，燃煤机组的灵活调峰需求日益增加。
燃煤机组参与调峰的主要方式为深度调峰以及启停调峰，在机组深度调峰运行时，主要参数均偏离额定设计工况，尤其是低负荷或极低负荷运行时，机组的安全性和高效性难以保证。燃煤机组深度调峰的最小技术出力受到了锅炉侧最低稳燃负荷的限制，当机组负荷低于该限值时，水循环偏离安全范围、燃烧器失稳熄火、炉膛热负荷不均匀引起水冷壁爆管等问题严重威胁机组安全稳定运行。此外，当机组深度调峰运行时，虽然汽轮机侧可以实现极低负荷运行，但高压缸、中压缸缸效率下降明显，机组运行能耗急剧上升，调峰成本显著增加。因此，燃煤机组深度调峰工况下协同提升机炉两侧负荷匹配性以及运行高效性是当前亟待解决的重大问题之一。
固体氧化物电解池(SOEC)是反向运行的固体氧化物燃料电池，在电解模式下，可以将水、二氧化碳等电解为氢气、一氧化碳，把电能转化为化学能，实现电能储存的同时产生富氧空气，将其合理利用有利于实现锅炉侧低负荷或极低负荷下的稳定燃烧。但SOEC电解温度较高，因此可通过集成熔盐储热并合理设计系统构型，协同实现燃煤机组极低负荷调峰稳定运行、电能高效存储和工业用气清洁生成。
发明内容
为了克服燃煤机组深度调峰工况下机炉两侧负荷低限难以匹配，锅炉侧极低负荷运行稳定性安全性较差，汽轮机侧低负荷运行能耗显著上升，高效性较差的问题，本发明通过节流汽轮机抽汽的方式，在机组低负荷运行时，增大汽轮机高、中压缸通流工质流量，提升高、中压缸缸效率；同时将回流工质的额外输出功通过固体氧化物电解池(SOEC)转化为化学能，并将产生的富氧空气回收进入锅炉，实现锅炉低负荷稳定燃烧，增加机组调峰深度；耦合熔盐储热提供固体氧化物电解池(SOEC)所需要的反应条件，并回收熔盐和反应产物废热加热锅炉给水，提升低负荷下SCR脱硝效率，综合实现深度调峰过程灵活高效安全清洁协同提升。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：
一种耦合SOEC的燃煤发电系统，包括燃煤发电机组热力系统、固体氧化物电解池SOEC和熔盐储热耦合系统；
所述的燃煤发电机组热力系统包括锅炉1、汽轮机高压缸2、汽轮机中压缸3、汽轮机低压缸4、发电机5、凝汽器6、凝结水泵7、低压加热器8、除氧器9、给水泵10、高压加热器11、汽轮机回热抽汽调节阀12、第一给水加热器13、第二给水加热器14和熔盐给水加热器15；锅炉1的过热蒸汽出口与汽轮机高压缸2的蒸汽入口通过管道相连接，汽轮机高压缸2的抽汽出口与高压加热器11的蒸汽入口通过管道相连接，连接管道上设有汽轮机回热抽汽调节阀12用于调节抽汽流量，汽轮机高压缸2的蒸汽出口通过锅炉1与汽轮机中压缸3蒸汽入口相连接，汽轮机中压缸3的第一级抽汽出口与高压加热器11的蒸汽入口通过管道相连接，第二级抽汽出口与除氧器9的蒸汽入口通过管道相连接，连接管道上设有汽轮机回热抽汽调节阀12用于调节抽汽流量，汽轮机中压缸3的蒸汽出口与汽轮机低压缸4的蒸汽入口通过管道相连接，汽轮机低压缸4的抽汽出口与低压加热器8的蒸汽入口通过管道相连接，汽轮机低压缸4的蒸汽出口与凝汽器6通过管道相连接，凝汽器6的凝结水工质出口通过凝结水泵7与低压加热器8的凝结水工质入口相连接，低压加热器8的凝结水工质出口与除氧器9的给水工质入口相连接，除氧器9的给水工质出口与高压加热器11的给水工质入口通过给水泵10相连接，锅炉1给水入口与高压加热器11的给水工质出口通过第一给水加热器13、第二给水加热器14和熔盐给水加热器15相连接，汽轮机高压缸2、汽轮机中压缸3和汽轮机低压缸4同轴，通过发电机5连接至电网；
所述的固体氧化物电解池SOEC和熔盐储热耦合系统包括电解单元熔盐换热器23、SOEC电堆24、第一回热器25、第二回热器26、第三回热器27、第四回热器29、三通混合阀30、第一风机28、第二风机31、电解单元水泵33、第一氢气储罐32、第二氢气储罐38、储水罐37、电解单元凝汽器36、电解单元汽水分离器34、电解单元干燥器35、电解单元给水调节阀39、锅炉稳燃阀42、空气排气阀43以及连接各类设备之间的管路，其中，电解单元熔盐换热器23、SOEC电堆24、第一回热器25、第二回热器26、第三回热器27、第一风机28、第四回热器29、三通混合阀30、第二风机31、第一氢气储罐32、电解单元水泵33、电解单元汽水分离器34、电解单元干燥器35、电解单元凝汽器36、储水罐37、第二氢气储罐38组成SOEC电解单元；电解工质水来自汽轮机中压缸3出口，由电解单元给水调节阀39与SOEC电解单元相连接，经由电解单元水泵33、第四回热器29燃料侧通过管路依次连接，反应氢气经由第一氢气储罐32、第一风机28、第二回热器26燃料侧、第三回热器27燃料侧连接的管路在三通混合阀30处与电解工质水连接，通过电解单元熔盐换热器23燃料侧后进入SOEC电堆24的燃料入口端，SOEC电堆24的燃料出口管路依次通过第三回热器27尾气侧、第二给水加热器14燃料尾气侧、电解单元凝汽器36、电解单元汽水分离器34、电解单元干燥器35后最终与第二氢气储罐38连接，形成燃料闭式管路，电解单元汽水分离器34分离出的水进入储水罐37进行保存；外界空气经过所述第二风机31、第一回热器25、电解单元熔盐换热器23氧气侧、进入SOEC电堆24的氧气入口端，SOEC电堆24的氧气出口端氧气通过第一回热器25的尾气侧、第二回热器26尾气侧、第四回热器29尾气侧、第一给水加热器13氧气尾气侧后最终经锅炉稳燃阀42进入燃煤机组锅炉或经空气排气阀43排向外界环境。
SOEC电解单元的反应温度由熔盐加热单元提供，熔盐加热单元包括熔盐给水加热器15、储热介质冷罐16、储热介质冷罐出口调节阀17、储热介质冷罐出口泵18、储热介质烟气加热器19、储热介质热罐20、储热介质热罐出口调节阀21、储热介质热罐出口泵22和电解单元熔盐换热器23；储热介质烟气加热器19的储热介质入口通过储热介质冷罐出口泵18和储热介质冷罐出口调节阀17与储热介质冷罐16储热介质出口相连接，储热介质烟气加热器19的储热介质出口与储热介质热罐20的储热介质入口通过管道相连接，储热介质热罐20的储热介质出口与电解单元熔盐换热器23的介质入口通过储热介质热罐出口泵22和储热介质热罐出口调节阀21相连接，电解单元熔盐换热器23的介质出口与储热介质冷罐16储热介质入口通过熔盐给水加热器15相连接；所述的SOEC电解单元电能来源于燃煤发电机组，由回流至汽轮机的抽汽工质产生的附加输出功提供，SOEC电堆24与交流到直流逆变器41通过电缆连接，交流到直流逆变器41通过电解单元开关40与电网连接。
所述的一种耦合SOEC的燃煤发电系统的深度调峰运行方法为：
当燃煤发电机组处于深度调峰状态运行时，汽轮机高、中压缸运行缸效率下降明显，而汽轮机缸效率与汽轮机流通工质流量直接相关，因此在燃煤发电机组低负荷下采用汽轮机高、中压缸回热抽汽节流的方式，即关闭汽轮机回热抽汽调节阀12，使得抽汽工质从在除氧器9和高压加热器11中加热给水回流至汽轮机高压缸2和汽轮机中压缸3做功，增大汽轮机高、中压缸流通工质流量，提升汽轮机高、中压缸运行缸效率；同时打开电解单元开关40，回流至汽轮机的工质输出的电能经由交流到直流逆变器41转变为直流电后进入SOEC电解单元储存；
SOEC电解单元工作时，通过交流到直流逆变器41消纳燃煤发电机组电能，打开第二风机31将富氧空气流入SOEC电堆24的氧气入口端；SOEC电堆24的氧气出口端富氧空气通过第一回热器25、第二回热器26和第四回热器29对反应气体进行预热，并通过第一给水加热器13对锅炉给水进行预热，余热回收后的富氧空气有利于锅炉的稳定燃烧，此时，调节锅炉稳燃阀42和空气排气阀43，使得换热后的富氧空气通过管路输送最后进入炉膛或排向外界环境，既实现了锅炉低负荷下的稳定燃烧，又避免引起水冷壁汽化或水动力安全问题；打开第一风机28从第一氢气储罐32引出氢气，同时打开电解单元给水调节阀39和电解单元水泵33，通过调整电解单元水泵转速，从汽轮机中压缸3出口取适配量的水引入到第四回热器29后与氢气三通混合阀30混合，最终混合后的气体流入到SOEC电堆24燃料侧；将电解产生的氢气及SOEC电堆前端输入的氢气通过第三回热器27对未参加反应的气体进行回热，并通过第二给水加热器14对给水进行预热，最终通过电解单元凝汽器36和电解单元汽水分离器34、电解单元干燥器35，分别将氢气和水流入到第二氢气储罐38和储水罐37中进行存储；
当SOEC电解单元工作时，打开储热介质热罐出口调节阀21，启动储热介质热罐出口泵22，通过储热介质热罐出口泵22对流出储热介质热罐20的储热介质流量进行调节，从储热介质热罐20流出的储热介质流经电解单元熔盐换热器23与反应工质换热，创造电解反应所需的反应条件，后通过熔盐给水加热器15对给水进行预热，余热利用后的储热介质进入储热介质冷罐16；当SOEC电解单元不工作时，打开储热介质冷罐出口调节阀17，启动储热介质冷罐出口泵18，通过储热介质冷罐出口泵18对流出储热介质冷罐16的储热介质流量进行调节，从储热介质冷罐16流出的储热介质流经储热介质烟气加热器19与锅炉高温烟气进行换热后流至储热介质热罐20。
和现有技术相比，本发明具有如下优点：
1.在汽轮机低负荷运行时，采用高、中压缸回热抽汽节流的方式，增大汽轮机通流工质流量，显著提升了汽轮机低负荷运行时的高、中压缸缸效率，运行能耗明显降低，提升了燃煤机组的深度调峰运行高效性。
2.通过耦合熔盐储热以及固体氧化物电解池(SOEC)，合理设计系统构型，由熔盐储热提供SOEC所需要的反应温度，通过SOEC将回流至汽轮机的抽汽工质产生的附加电能转化为化学能，实现电能高效存储和工业用气清洁生成。
3.在锅炉低负荷运行时，回收SOEC电解生成的富氧空气至锅炉烟风侧入口，有效改善锅炉低负荷下的运行稳定性和水动力安全性，提升了机组的调峰深度，降低了机组的最小技术出力，加强了深度调峰机组的运行灵活性；利用反应产物余热及熔盐蓄热加热锅炉给水，弥补抽汽回流引起的给水温度不足，实现废热综合利用的同时提升低负荷下SCR脱硝效率。
附图说明
图1为本发明提出的一种耦合SOEC的燃煤发电系统示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。
如图1所示，本发明提出的一种耦合SOEC的燃煤发电系统，包括燃煤发电机组热力系统、固体氧化物电解池(SOEC)和熔盐储热耦合系统。
所述的燃煤发电机组热力系统包括锅炉1、汽轮机高压缸2、汽轮机中压缸3、汽轮机低压缸4、发电机5、凝汽器6、凝结水泵7、低压加热器8、除氧器9、给水泵10、高压加热器11、汽轮机回热抽汽调节阀12、第一给水加热器13、第二给水加热器14和熔盐给水加热器15；锅炉1的过热蒸汽出口与汽轮机高压缸2的蒸汽入口通过管道相连接，汽轮机高压缸2的抽汽出口与高压加热器11的蒸汽入口通过管道相连接，连接管道上设有汽轮机回热抽汽调节阀12用于调节抽汽流量，汽轮机高压缸2的蒸汽出口通过锅炉1与汽轮机中压缸3蒸汽入口相连接，汽轮机中压缸3的第一级抽汽出口与高压加热器11的蒸汽入口通过管道相连接，第二级抽汽出口与除氧器9的蒸汽入口通过管道相连接，连接管道上设有汽轮机回热抽汽调节阀12用于调节抽汽流量，汽轮机中压缸3的蒸汽出口与汽轮机低压缸4的蒸汽入口通过管道相连接，汽轮机低压缸4的抽汽出口与低压加热器8的蒸汽入口通过管道相连接，汽轮机低压缸4的蒸汽出口与凝汽器6通过管道相连接，凝汽器6的凝结水工质出口通过凝结水泵7与低压加热器8的凝结水工质入口相连接，低压加热器8的凝结水工质出口与除氧器9的给水工质入口相连接，除氧器9的给水工质出口与高压加热器11的给水工质入口通过给水泵10相连接，锅炉1给水入口与高压加热器11的给水工质出口通过第一给水加热器13、第二给水加热器14和熔盐给水加热器15相连接，汽轮机高压缸2、汽轮机中压缸3和汽轮机低压缸4同轴，通过发电机5连接至电网；
所述的固体氧化物电解池SOEC和熔盐储热耦合系统包括电解单元熔盐换热器23、SOEC电堆24、第一回热器25、第二回热器26、第三回热器27、第四回热器29、三通混合阀30、第一风机28、第二风机31、电解单元水泵33、第一氢气储罐32、第二氢气储罐38、储水罐37、电解单元凝汽器36、电解单元汽水分离器34、电解单元干燥器35、电解单元给水调节阀39、锅炉稳燃阀42、空气排气阀43以及连接各类设备之间的管路，其中，电解单元熔盐换热器23、SOEC电堆24、第一回热器25、第二回热器26、第三回热器27、第一风机28、第四回热器29、三通混合阀30、第二风机31、第一氢气储罐32、电解单元水泵33、电解单元汽水分离器34、电解单元干燥器35、电解单元凝汽器36、储水罐37、第二氢气储罐38组成SOEC电解单元；电解工质水来自汽轮机中压缸3出口，由电解单元给水调节阀39与SOEC电解单元相连接，经由电解单元水泵33、第四回热器29燃料侧通过管路依次连接，反应氢气经由第一氢气储罐32、第一风机28、第二回热器26燃料侧、第三回热器27燃料侧连接的管路在三通混合阀30处与电解工质水连接，通过电解单元熔盐换热器23燃料侧后进入SOEC电堆24的燃料入口端，SOEC电堆24的燃料出口管路依次通过第三回热器27尾气侧、第二给水加热器14燃料尾气侧、电解单元凝汽器36、电解单元汽水分离器34、电解单元干燥器35后最终与第二氢气储罐38连接，形成燃料闭式管路，电解单元汽水分离器34分离出的水进入储水罐37进行保存；外界空气经过所述第二风机31、第一回热器25、电解单元熔盐换热器23氧气侧、进入SOEC电堆24的氧气入口端，SOEC电堆24的氧气出口端氧气通过第一回热器25的尾气侧、第二回热器26尾气侧、第四回热器29尾气侧、第一给水加热器13氧气尾气侧后最终经锅炉稳燃阀42进入燃煤机组锅炉或经空气排气阀43排向外界环境。
所述的SOEC电解单元的反应温度由熔盐加热单元提供，熔盐加热单元包括熔盐给水加热器15、储热介质冷罐16、储热介质冷罐出口调节阀17、储热介质冷罐出口泵18、储热介质烟气加热器19、储热介质热罐20、储热介质热罐出口调节阀21、储热介质热罐出口泵22和电解单元熔盐换热器23；储热介质烟气加热器19的储热介质入口通过储热介质冷罐出口泵18和储热介质冷罐出口调节阀17与储热介质冷罐16储热介质出口相连接，储热介质烟气加热器19的储热介质出口与储热介质热罐20的储热介质入口通过管道相连接，储热介质热罐20的储热介质出口与电解单元熔盐换热器23的介质入口通过储热介质热罐出口泵22和储热介质热罐出口调节阀21相连接，电解单元熔盐换热器23的介质出口与储热介质冷罐16储热介质入口通过熔盐给水加热器15相连接；所述的SOEC电解单元电能来源于燃煤发电机组，由回流至汽轮机的抽汽工质产生的附加输出功提供，SOEC电堆24与交流到直流逆变器41通过电缆连接，交流到直流逆变器41通过电解单元开关40与电网连接。
当燃煤发电机组处于深度调峰状态运行时，汽轮机高、中压缸运行缸效率下降明显，以某660MW一次再热燃煤发电机组实际运行数据为例：当机组以100％额定负荷运行时，高压缸效率为87.7％，而当机组分别以50％、40％以及30％额定负荷运行时，高压缸效率分别下降至79.4％、78.7％以及76.0％，引起发电煤耗分别增加3.3％、6.0％以及9.1％。随着可再生能源的快速发展，深度调峰运行将逐渐成为燃煤发电机组的运行常态，汽轮机缸效率下降引起发电煤耗急剧上升的问题也将日益突出。汽轮机缸效率与汽轮机流通工质流量直接相关，因此在燃煤发电机组低负荷下采用汽轮机高、中压缸回热抽汽节流的方式，即关闭汽轮机回热抽汽调节阀12，使得抽汽工质从在除氧器9和高压加热器11中加热给水回流至汽轮机高压缸2和汽轮机中压缸3做功，增大汽轮机高、中压缸流通工质流量，提升汽轮机高、中压缸运行缸效率；同时打开电解单元开关40，回流至汽轮机的工质输出的电能经由交流到直流逆变器41转变为直流电后进入SOEC电解单元储存；
SOEC电解单元工作时，通过交流到直流逆变器41消纳燃煤发电机组电能，打开第二风机31将富氧空气流入SOEC电堆24的氧气入口端；SOEC电堆24的氧气出口端富氧空气通过第一回热器25、第二回热器26和第四回热器29对反应气体进行预热，并通过第一给水加热器13对锅炉给水进行预热；打开第一风机28从第一氢气储罐32引出氢气，同时打开电解单元给水调节阀39和电解单元水泵33，通过调整电解单元水泵转速，从汽轮机中压缸3出口取适配量的水引入到第四回热器29后与氢气三通混合阀30混合，最终混合后的气体流入到SOEC电堆24燃料侧；将电解产生的氢气及SOEC电堆前端输入的氢气通过第三回热器27对未参加反应的气体进行回热，并通过第二给水加热器14对给水进行预热，最终通过电解单元凝汽器36和电解单元汽水分离器34、电解单元干燥器35，分别将氢气和水流入到第二氢气储罐38和储水罐37中进行存储。燃煤机组深度调峰的最小技术出力受到了锅炉侧最低稳燃负荷的限制，当机组负荷低于该限值时，水循环偏离安全范围、燃烧器失稳熄火、炉膛热负荷不均匀引起水冷壁爆管等问题严重威胁机组安全稳定运行，因此将已经余热回收后的富氧空气继续利用，调节锅炉稳燃阀42和空气排气阀43，使得换热后的富氧空气通过管路输送最后进入炉膛或排向外界环境，既实现了锅炉低负荷下的稳定燃烧，又避免由于水冷壁吸热过多引起水冷壁汽化或水动力安全问题。
SOEC电解温度较高，可利用储热介质实现燃煤机组热力系统与SOEC系统耦合，创造电解反应所需的反应条件，当SOEC电解单元工作时，打开储热介质热罐出口调节阀21，启动储热介质热罐出口泵22，通过储热介质热罐出口泵22对流出储热介质热罐20的储热介质流量进行调节，从储热介质热罐20流出的储热介质流经电解单元熔盐换热器23与反应工质换热，后通过熔盐给水加热器15对给水进行预热，余热利用后的储热介质进入储热介质冷罐16；当SOEC电解单元不工作时，打开储热介质冷罐出口调节阀17，启动储热介质冷罐出口泵18，通过储热介质冷罐出口泵18对流出储热介质冷罐16的储热介质流量进行调节，从储热介质冷罐16流出的储热介质流经储热介质烟气加热器19与锅炉高温烟气进行换热后流至储热介质热罐20。
本发明通过采用回热抽汽节流，在燃煤发电机组低负荷运行时增大高、中压缸工质流量，提升汽轮机缸效率；耦合熔盐储热以及固体氧化物电解池SOEC，通过SOEC将回流工质产生的附加电能转化为化学能，并回收电解产生的富氧空气至锅炉，提升锅炉低负荷燃烧稳定性；利用产物余热及熔盐蓄热加热锅炉给水，弥补抽汽节流引起的给水温度不足，保证低负荷下SCR脱硝效率。本发明通过合理设计系统构型，降低了机组最小技术出力，实现了燃煤发电机组深度调峰过程的灵活高效安全清洁协同提升。

Claims (3)

1.一种耦合SOEC的燃煤发电系统，其特征在于：包括燃煤发电机组热力系统、固体氧化物电解池SOEC和熔盐储热耦合系统；
所述的燃煤发电机组热力系统包括锅炉(1)、汽轮机高压缸(2)、汽轮机中压缸(3)、汽轮机低压缸(4)、发电机(5)、凝汽器(6)、凝结水泵(7)、低压加热器(8)、除氧器(9)、给水泵(10)、高压加热器(11)、汽轮机回热抽汽调节阀(12)、第一给水加热器(13)、第二给水加热器(14)和熔盐给水加热器(15)；锅炉(1)的过热蒸汽出口与汽轮机高压缸(2)的蒸汽入口通过管道相连接，汽轮机高压缸(2)的抽汽出口与高压加热器(11)的蒸汽入口通过管道相连接，连接管道上设有汽轮机回热抽汽调节阀(12)用于调节抽汽流量，汽轮机高压缸(2)的蒸汽出口通过锅炉(1)与汽轮机中压缸(3)蒸汽入口相连接，汽轮机中压缸(3)的第一级抽汽出口与高压加热器(11)的蒸汽入口通过管道相连接，第二级抽汽出口与除氧器(9)的蒸汽入口通过管道相连接，连接管道上设有汽轮机回热抽汽调节阀(12)用于调节抽汽流量，汽轮机中压缸(3)的蒸汽出口与汽轮机低压缸(4)的蒸汽入口通过管道相连接，汽轮机低压缸(4)的抽汽出口与低压加热器(8)的蒸汽入口通过管道相连接，汽轮机低压缸(4)的蒸汽出口与凝汽器(6)通过管道相连接，凝汽器(6)的凝结水工质出口通过凝结水泵(7)与低压加热器(8)的凝结水工质入口相连接，低压加热器(8)的凝结水工质出口与除氧器(9)的给水工质入口相连接，除氧器(9)的给水工质出口与高压加热器(11)的给水工质入口通过给水泵(10)相连接，锅炉(1)给水入口与高压加热器(11)的给水工质出口通过第一给水加热器(13)、第二给水加热器(14)和熔盐给水加热器(15)相连接，汽轮机高压缸(2)、汽轮机中压缸(3)和汽轮机低压缸(4)同轴，通过发电机(5)连接至电网；
所述的固体氧化物电解池SOEC和熔盐储热耦合系统包括电解单元熔盐换热器(23)、SOEC电堆(24)、第一回热器(25)、第二回热器(26)、第三回热器(27)、第四回热器(29)、三通混合阀(30)、第一风机(28)、第二风机(31)、电解单元水泵(33)、第一氢气储罐(32)、第二氢气储罐(38)、储水罐(37)、电解单元凝汽器(36)、电解单元汽水分离器(34)、电解单元干燥器(35)、电解单元给水调节阀(39)、锅炉稳燃阀(42)、空气排气阀(43)以及连接各类设备之间的管路，其中，电解单元熔盐换热器(23)、SOEC电堆(24)、第一回热器(25)、第二回热器(26)、第三回热器(27)、第一风机(28)、第四回热器(29)、三通混合阀(30)、第二风机(31)、第一氢气储罐(32)、电解单元水泵(33)、电解单元汽水分离器(34)、电解单元干燥器(35)、电解单元凝汽器(36)、储水罐(37)、第二氢气储罐(38)组成SOEC电解单元；电解工质水来自汽轮机中压缸(3)出口，由电解单元给水调节阀(39)与SOEC电解单元相连接，经由电解单元水泵(33)、第四回热器(29)燃料侧通过管路依次连接，反应氢气经由第一氢气储罐(32)、第一风机(28)、第二回热器(26)燃料侧、第三回热器(27)燃料侧连接的管路在三通混合阀(30)处与电解工质水连接，通过电解单元熔盐换热器(23)燃料侧后进入SOEC电堆(24)的燃料入口端，SOEC电堆(24)的燃料出口管路依次通过第三回热器(27)尾气侧、第二给水加热器(14)燃料尾气侧、电解单元凝汽器(36)、电解单元汽水分离器(34)、电解单元干燥器(35)后最终与第二氢气储罐(38)连接，形成燃料闭式管路，电解单元汽水分离器(34)分离出的水进入储水罐(37)进行保存；外界空气经过所述第二风机(31)、第一回热器(25)、电解单元熔盐换热器(23)氧气侧、进入SOEC电堆(24)的氧气入口端，SOEC电堆(24)的氧气出口端氧气通过第一回热器(25)的尾气侧、第二回热器(26)尾气侧、第四回热器(29)尾气侧、第一给水加热器(13)氧气尾气侧后最终经锅炉稳燃阀(42)进入燃煤机组锅炉或经空气排气阀(43)排向外界环境。
2.根据权利要求1所述的一种耦合SOEC的燃煤发电系统，其特征在于：所述的SOEC电解单元的反应温度由熔盐加热单元提供，熔盐加热单元包括熔盐给水加热器(15)、储热介质冷罐(16)、储热介质冷罐出口调节阀(17)、储热介质冷罐出口泵(18)、储热介质烟气加热器(19)、储热介质热罐(20)、储热介质热罐出口调节阀(21)、储热介质热罐出口泵(22)和电解单元熔盐换热器(23)；储热介质烟气加热器(19)的储热介质入口通过储热介质冷罐出口泵(18)和储热介质冷罐出口调节阀(17)与储热介质冷罐(16)储热介质出口相连接，储热介质烟气加热器(19)的储热介质出口与储热介质热罐(20)的储热介质入口通过管道相连接，储热介质热罐(20)的储热介质出口与电解单元熔盐换热器(23)的介质入口通过储热介质热罐出口泵(22)和储热介质热罐出口调节阀(21)相连接，电解单元熔盐换热器(23)的介质出口与储热介质冷罐(16)储热介质入口通过熔盐给水加热器(15)相连接；所述的SOEC电解单元电能来源于燃煤发电机组，由回流至汽轮机的抽汽工质产生的附加输出功提供，SOEC电堆(24)与交流到直流逆变器(41)通过电缆连接，交流到直流逆变器(41)通过电解单元开关(40)与电网连接。
3.权利要求2所述的一种耦合SOEC的燃煤发电系统的深度调峰运行方法，其特征在于：
当燃煤发电机组处于深度调峰状态运行时，汽轮机高、中压缸运行缸效率下降明显，而汽轮机缸效率与汽轮机流通工质流量直接相关，因此在燃煤发电机组低负荷下采用汽轮机高、中压缸回热抽汽节流的方式，即关闭汽轮机回热抽汽调节阀(12)，使得抽汽工质从在除氧器(9)和高压加热器(11)中加热给水回流至汽轮机高压缸(2)和汽轮机中压缸(3)做功，增大汽轮机高、中压缸流通工质流量，提升汽轮机高、中压缸运行缸效率；同时打开电解单元开关(40)，回流至汽轮机的工质输出的电能经由交流到直流逆变器(41)转变为直流电后进入SOEC电解单元储存；
SOEC电解单元工作时，通过交流到直流逆变器(41)消纳燃煤发电机组电能，打开第二风机(31)将富氧空气流入SOEC电堆(24)的氧气入口端；SOEC电堆(24)的氧气出口端富氧空气通过第一回热器(25)、第二回热器(26)和第四回热器(29)对反应气体进行预热，并通过第一给水加热器(13)对锅炉给水进行预热，余热回收后的富氧空气有利于锅炉的稳定燃烧，此时，调节锅炉稳燃阀(42)和空气排气阀(43)，使得换热后的富氧空气通过管路输送最后进入炉膛或排向外界环境，既实现了锅炉低负荷下的稳定燃烧，又避免引起水冷壁汽化或水动力安全问题；打开第一风机(28)从第一氢气储罐(32)引出氢气，同时打开电解单元给水调节阀(39)和电解单元水泵(33)，通过调整电解单元水泵转速，从汽轮机中压缸(3)出口取适配量的水引入到第四回热器(29)后与氢气三通混合阀(30)混合，最终混合后的气体流入到SOEC电堆(24)燃料侧；将电解产生的氢气及SOEC电堆前端输入的氢气通过第三回热器(27)对未参加反应的气体进行回热，并通过第二给水加热器(14)对给水进行预热，最终通过电解单元凝汽器(36)和电解单元汽水分离器(34)、电解单元干燥器(35)，分别将氢气和水流入到第二氢气储罐(38)和储水罐(37)中进行存储；
当SOEC电解单元工作时，打开储热介质热罐出口调节阀(21)，启动储热介质热罐出口泵(22)，通过储热介质热罐出口泵(22)对流出储热介质热罐(20)的储热介质流量进行调节，从储热介质热罐(20)流出的储热介质流经电解单元熔盐换热器(23)与反应工质换热，创造电解反应所需的反应条件，后通过熔盐给水加热器(15)对给水进行预热，余热利用后的储热介质进入储热介质冷罐(16)；当SOEC电解单元不工作时，打开储热介质冷罐出口调节阀(17)，启动储热介质冷罐出口泵(18)，通过储热介质冷罐出口泵(18)对流出储热介质冷罐(16)的储热介质流量进行调节，从储热介质冷罐(16)流出的储热介质流经储热介质烟气加热器(19)与锅炉高温烟气进行换热后流至储热介质热罐(20)。
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