CN208333199U - 一种火电机组电力调峰用的熔盐储能系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及熔盐储能技术领域，具体涉及一种火电机组电力调峰用的熔盐储能系统，其结构包括储热系统和放热系统，储热系统包括主汽轮机、冷盐管道、第一换热器、第二换热器、第三换热器、冷盐储罐、热盐储罐、储热蒸汽管道和第一冷凝水管，放热系统包括小型汽轮机、热盐管道、预热器、蒸汽发生器、过热器、放热蒸汽管道和第二冷凝水管，该熔盐储能系统能够较好地储热和放热来配合火电机组解决电力深度调峰问题，具有节能环保的优点。

Description

一种火电机组电力调峰用的熔盐储能系统

技术领域

本实用新型涉及熔盐储能技术领域，具体涉及一种火电机组电力调峰用的熔盐储能系统。

背景技术

随着环境的变化，政府对环境监控力度越来越强。2016年7月14日，国家发改委和国家能源局联合对外发布关于《印发<可再生能源机组优先发电试行办法>的通知》，《试行办法》明确，对于可再生能源调峰机组，各地可结合可再生能源建设规模、消纳情况、电源结构和负荷特性，安排一定规模火电机组为可再生能源调峰。其中，某些地区为保证可再生能源完全消纳，要求火电机组低负荷（20%负荷）运行，然而，对于火电机组来说，在如此低负荷下运行不但很难实现按，而且影响锅炉的安全稳定运行。因此，亟需改善消纳可再生能源系统，以保证火电机组能够正常工作。

发明内容

针对现有技术存在上述技术问题，本实用新型提供一种火电机组电力调峰用的熔盐储能系统，该熔盐储能系统能够较好地储热和放热来配合火电机组解决电力深度调峰问题，具有节能环保的优点。

为实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案：

提供一种火电机组电力调峰用的熔盐储能系统，包括储热系统和放热系统，

所述储热系统包括主汽轮机、冷盐管道、第一换热器、第二换热器、第三换热器、冷盐储罐、热盐储罐、储热蒸汽管道和第一冷凝水管，所述第一换热器、所述第二换热器和所述第三换热器沿所述冷盐管道内的熔盐流动方向依次连接于所述冷盐管道上，且所述第一换热器、所述第二换热器和所述第三换热器三者的一端分别通过所述储热蒸汽管道与所述主汽轮机中的不同气缸连接，另一端分别连接第一冷凝水管，所述冷盐管道的输入端连接所述冷盐储罐，所述冷盐管道的输出端连接所述热盐储罐，所述冷盐管道的输入端通过冷盐输送泵与所述冷盐储罐连接；

所述放热系统包括小型汽轮机、热盐管道、预热器、蒸汽发生器、过热器、放热蒸汽管道和第二冷凝水管，所述热盐管道的输入端连接所述热盐储罐，所述热盐管道的输出端连接所述冷盐储罐，所述预热器、所述蒸汽发生器和所述过热器沿热盐管道内的熔盐流动方向依次连接于所述热盐管道上，所述热盐管道的输入端通过热盐输送泵与所述热盐储罐连接，所述放热蒸汽管道通过依次连接所述预热器、所述放热蒸汽发生器和所述过热器从而产生蒸汽，所述放热蒸汽管道的蒸汽输出口连接所述小型汽轮机，所述第二冷凝水管连接所述小型汽轮机。

其中，储热系统中，所述第一换热器、所述第二换热器和所述第三换热器均通过在所述储热蒸汽管道上依次设置一个压力传感器、两个温度传感器、一个流量调节阀从而与所述主汽轮机中的不同气缸连接。

其中，所述第一换热器、所述第二换热器和所述第三换热器上的第一冷凝管均汇聚于一个主蒸汽管道，所述主蒸汽管道上依次接有一个压力传感器、两个温度传感器。

其中，所述放热蒸汽管、所述冷盐管道和所述热盐管道上均接有一个压力传感器、三个温度传感器、一个流量调节阀和一个截止阀。

其中，所述冷盐输送泵和所述热盐输送泵分别安装在所述冷盐储罐和所述热盐储罐的封头处，所述冷盐输送泵和所述热盐输送泵均是立式液下泵。

其中，所述冷盐储罐和所述热盐储罐封头处各安装液位计和多点式热电偶。

其中，所述冷盐储罐的底部所述热盐储罐的底部都筑有保温地基，所述保温地基包括自上而下叠合的热耐火砖层、泡沫玻璃层和高温水泥层，且所述保温地基的厚度为900~1500mm。

其中，所述冷盐储罐、所述热盐储罐、所述冷盐管道、所述热盐管道的外部均设有保温层，所述保温层由硅酸铝、石棉和聚氨酯组成，且所述保温层的厚度为20~30cm。

其中，熔盐储能系统中所涉及的管道接口之间采用膨胀节连接。

其中，各换热器均为管壳式换热器，熔盐流经所述管壳式换热器中的管道，水或蒸汽流经所述管壳式换热器中的管壳。

本实用新型的有益效果：

由于熔盐具有沸点高、热稳定性好、比热容适中、对流传热系统高、粘度低、饱和蒸气压低和成本低的优点，采用熔盐储能方式配合常规火电机组进行变负荷运行，能保证锅炉最低安全负荷运行下，从而能满足电网对机组低负荷上网的要求。在深度调峰阶段，利用富余的蒸汽热量对低温熔盐逐次加热为高温熔盐，完成能量的储存；当需要热量释放时，通过高温熔盐逐次加热水成过热蒸汽，推动汽轮机进行发电，以适用火电机进行电力深度调峰，实现能量的储存和释放的控制，有效节约了能源。

附图说明

图1为本实用新型的一种火电机组电力调峰用的熔盐储能系统的结构示意图。

附图标记：

主汽轮机1；冷盐管道2；第一换热器3；第二换热器4；第三换热器5；冷盐储罐6；热盐储罐7；储热蒸汽管道8；第一冷凝水管9；小型汽轮机10；热盐管道11；预热器12；蒸汽发生器13；过热器14；放热蒸汽管道15；第二冷凝水管16；冷盐输送泵17；热盐输送泵18；主汽轮机蒸汽入口19；主汽轮机蒸汽凝结水输出端20。

具体实施方式

以下结合具体实施例及附图对本实用新型进行详细说明。

实施例1。

如图1所示，一种火电机组电力调峰用的熔盐储能系统，包括储热系统和放热系统，

本实施例中，所述储热系统包括主汽轮机1、冷盐管道2、第一换热器3、第二换热器4、第三换热器5、冷盐储罐6、热盐储罐7、储热蒸汽管道8和第一冷凝水管9，所述第一换热器3、所述第二换热器4和所述第三换热器5沿所述冷盐管道2内的熔盐流动方向依次连接于所述冷盐管道2上，且所述第一换热器3、所述第二换热器4和所述第三换热器5三者的一端分别通过所述储热蒸汽管道8与所述主汽轮机1中的不同气缸连接，另一端分别连接第一冷凝水管9，所述冷盐管道2的输入端连接所述冷盐储罐6，所述冷盐管道2的输出端连接所述热盐储罐7，所述冷盐管道2的输入端通过冷盐输送泵17与所述冷盐储罐6连接；主汽轮机1含有主汽轮机蒸汽入口19，和蒸汽凝结水输出端20。

所述放热系统包括小型汽轮机10、热盐管道11、预热器12、蒸汽发生器13、过热器14、放热蒸汽管道15和第二冷凝水管16，所述热盐管道11的输入端连接所述热盐储罐7，所述热盐管道11的输出端连接所述冷盐储罐6，所述预热器12、所述蒸汽发生器13和所述过热器14沿热盐管道11内的熔盐流动方向依次连接于所述热盐管道11上，所述热盐管道11的输入端通过热盐输送泵18与所述热盐储罐7连接，所述放热蒸汽管道15通过依次连接所述预热器12、所述放热蒸汽发生器13和所述过热器14从而产生蒸汽，所述放热蒸汽管道15的蒸汽输出口连接所述小型汽轮机10，所述第二冷凝水管16连接所述小型汽轮机10。

储热系统中冷盐管道2和放热系统中热盐管道11都连接冷盐储罐6和热盐储罐7，从而构成一个闭式系统，通过循环完成储热和放热。

本实施例中，储热系统中，第一换热器3、第二换热器4和所述第三换热器5均通过在储热蒸汽管道8上依次设置一个压力传感器、两个温度传感器、一个流量调节阀从而与所述主汽轮机1中的不同气缸连接；第一换热器3、第二换热器4和第三换热器5上的第一冷凝管均汇聚于一主蒸汽管道，主蒸汽管道上依次接有一个压力传感器、两个温度传感器；放热蒸汽管、冷盐管道2和热盐管道11上均接有一个压力传感器、三个温度传感器、一个流量调节阀和一个截止阀。上述相关的压力传感器、温度传感器、流量调节阀和截止阀都接入DCS监控系统，从而完成对整个系统的监测和控制。

本实施例中，冷盐输送泵17和热盐输送泵18分别安装在冷盐储罐6和热盐储罐7的封头处，冷盐输送泵17和所述热盐输送泵18均是立式液下泵，以便于安装使用。

本实施例中，冷盐储罐6和热盐储罐7封头处各安装液位计和多点式热电偶，以便监测冷盐储罐6和热盐储罐7中的熔盐液位和温度。

本实施例中，冷盐储罐6的底部和热盐储罐7的底部都筑有保温地基，保温地基包括自上而下叠合的热耐火砖层、泡沫玻璃层和高温水泥层，且保温地基的厚度优选为900~1500mm，保证系统筑建的稳定性。

本实施例中，冷盐储罐6、热盐储罐7、冷盐管道2、热盐管道11均保温层，保温层由硅酸铝、石棉和聚氨酯组成，且保温层的厚度为20~30cm。

本实施例中，系统中所涉及的管道接口之间采用膨胀节连接，适应以管道产生膨胀时的热应力。

本实施例中，各换热器均为管壳式换热器，熔盐流经所述管壳式换热器中的管道，水或蒸汽流经所述管壳式换热器中的管壳。

应用本实施例一种火电机组电力调峰用的熔盐储能系统的时：本系统的使用包括储热阶段和放热阶段，在储热阶段，超高温高压（600℃、8.69MPa）主汽轮机1需要低负荷运行，打开连接第一换热器3、第二换热器4和第三换热器5的管路中的主汽轮机1的截止阀，通过调节阀控制不同气缸中的蒸汽流量以降低汽轮机载荷；同时关闭冷盐管道2上的截止阀，启动冷盐输送泵17，然后打开关闭的截止阀，通过管道上的熔盐调节阀调节熔盐流量同第一换热器3、第二换热器4和第三换热器5进行换热，通过管路后端的温度传感器控制调节阀的开度，完成储热。在放热阶段，同时关闭热盐管道11上的截止阀，启动热盐输送泵18，然后打开关闭的截止阀，通过管道上的熔盐调节阀调节熔盐流量，通过管路后端的温度传感器控制调节阀的开度，同时打开连接小汽轮机管路上的调节阀，进入管路的工作水同热盐管道11的预热器12、蒸汽发生器13和过热器14进行换热，成为过热蒸汽，推动中高温高压(430℃、10.2MPa)小汽轮机12做功发电。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种火电机组电力调峰用的熔盐储能系统，其特征是：包括储热系统和放热系统，

所述储热系统包括主汽轮机、冷盐管道、第一换热器、第二换热器、第三换热器、冷盐储罐、热盐储罐、储热蒸汽管道和第一冷凝水管，所述第一换热器、所述第二换热器和所述第三换热器沿所述冷盐管道内的熔盐流动方向依次连接于所述冷盐管道上，且所述第一换热器、所述第二换热器和所述第三换热器三者的一端分别通过所述储热蒸汽管道与所述主汽轮机中的不同气缸连接，另一端分别连接第一冷凝水管，所述冷盐管道的输入端连接所述冷盐储罐，所述冷盐管道的输出端连接所述热盐储罐，所述冷盐管道的输入端通过冷盐输送泵与所述冷盐储罐连接；

所述放热系统包括小型汽轮机、热盐管道、预热器、蒸汽发生器、过热器、放热蒸汽管道和第二冷凝水管，所述热盐管道的输入端连接所述热盐储罐，所述热盐管道的输出端连接所述冷盐储罐，所述预热器、所述蒸汽发生器和所述过热器沿热盐管道内的熔盐流动方向依次连接于所述热盐管道上，所述热盐管道的输入端通过热盐输送泵与所述热盐储罐连接，所述放热蒸汽管道通过依次连接所述预热器、所述放热蒸汽发生器和所述过热器从而产生蒸汽，所述放热蒸汽管道的蒸汽输出口连接所述小型汽轮机，所述第二冷凝水管连接所述小型汽轮机。

2.根据权利要求1所述的一种火电机组电力调峰用的熔盐储能系统，其特征是：所述储热系统中，所述第一换热器、所述第二换热器和所述第三换热器均通过在所述储热蒸汽管道上依次设置一个压力传感器、两个温度传感器、一个流量调节阀从而与所述主汽轮机中的不同气缸连接。

3.根据权利要求2所述的一种火电机组电力调峰用的熔盐储能系统，其特征是：所述第一换热器、所述第二换热器和所述第三换热器上的第一冷凝管均汇聚于一个主蒸汽管道，所述主蒸汽管道上依次接有一个压力传感器、两个温度传感器。

4.根据权利要求1所述的一种火电机组电力调峰用的熔盐储能系统，其特征是：所述放热蒸汽管、所述冷盐管道和所述热盐管道上均接有一个压力传感器、三个温度传感器、一个流量调节阀和一个截止阀。

5.根据权利要求1所述的一种火电机组电力调峰用的熔盐储能系统，其特征是：所述冷盐输送泵和所述热盐输送泵分别安装在所述冷盐储罐和所述热盐储罐的封头处，所述冷盐输送泵和所述热盐输送泵均是立式液下泵。

6.根据权利要求5所述的一种火电机组电力调峰用的熔盐储能系统，其特征是：所述冷盐储罐和所述热盐储罐封头处各安装液位计和多点式热电偶。

7.根据权利要求1所述的一种火电机组电力调峰用的熔盐储能系统，其特征是：所述冷盐储罐的底部所述热盐储罐的底部都筑有保温地基，所述保温地基包括自上而下叠合的热耐火砖层、泡沫玻璃层和高温水泥层，且所述保温地基的厚度为900~1500mm。

8.根据权利要求1所述的一种火电机组电力调峰用的熔盐储能系统，其特征是：所述冷盐储罐、所述热盐储罐、所述冷盐管道、所述热盐管道的外部均设有保温层，所述保温层由硅酸铝、石棉和聚氨酯组成，且所述保温层的厚度为20~30cm。

9.根据权利要求1所述的一种火电机组电力调峰用的熔盐储能系统，其特征是：熔盐储能系统中所涉及的管道接口之间采用膨胀节连接。

10.根据权利要求1所述的一种火电机组电力调峰用的熔盐储能系统，其特征是：各换热器均为管壳式换热器，熔盐流经所述管壳式换热器中的管道，水或蒸汽流经所述管壳式换热器中的管壳。