CN208594973U - 一种利用电化学储能耦合凝结水储热联合调频调峰系统 - Google Patents
一种利用电化学储能耦合凝结水储热联合调频调峰系统 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种利用电化学储能耦合凝结水储热联合调频调峰系统，凝结水泵的出口与储水罐的第一个水口及3号低压加热器的吸热侧入口相连通，3号低压加热器的吸热侧出口依次经2号低压加热器的吸热侧及1号低压加热器的吸热侧与除氧器的入口相连通，储水罐的第二个水口与除氧器的入口及1号低压加热器的吸热侧出口相连通，中压缸的出口与除氧器的入口相连通，低压缸的第一级蒸汽出口、第二级蒸汽出口及第三级蒸汽出口分别与1号低压加热器、2号低压加热器及3号低压加热器的放热侧入口相连通，该系统在维持凝汽器水位及除氧器水位不变的情况下改变发电机组的输出电功率，并且满足机组一次调频的需求，并且设备成本较低。
Description
技术领域
本实用新型属于火力发电技术调峰领域，涉及一种利用电化学储能耦合凝结水储热联合调频调峰系统。
背景技术
近年来，我国风电、光伏、水电等新能源电力装机容量持续快速增长，新能源在为我们提供大量清洁电力同时，也给电网的安全运行和电力供应保障带来了巨大挑战。部分地区出现了严重的弃风、弃光和弃水问题。受常规火电机组低负荷稳定燃烧、干湿态转换等问题和供热机组“以热定电”运行方式等因素影响，国内火电机组深度调峰能力不足，与国外机组存在较大差距，2016年7月4日，国家能源局综合司下达了《火电灵活性改造试点项目的通知》。通知要求，挖掘火电机组调峰潜力，提升我国火电运行灵活性，提高新能源消纳能力。常规火电机组的调峰能力主要受到变负荷能力的限制，因此，快速变负荷能力成为目前灵活性改造的重点。
利用凝结水变流量调节是目前提升机组变负荷速率的有效措施之一，利用短时间改变凝结水流量的方式可以减少低压加热器的抽汽量，从而短时增加机组的输出功率，实现提升机组变负荷速率的目的。但一方面受到除氧器水位以及凝汽器水位等因素限制，导致可调节的凝结水流量存在最大值，且持续时间较短后，必须迅速恢复调节的凝结水流量，否则影响除氧器或凝汽器水位，机组采取保护动作，从而影响机组正常运行；另一方面由于调节凝结水流量变负荷措施的响应时间虽可较长时间实现机组快速变负荷，但前期动作较慢，存在一定程度延时，无法满足机组一次调频需求，蓄电池虽可实现快速响应一次调频指令，但若采用大规模则会导致设备成本指数增加。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种利用电化学储能耦合凝结水储热联合调频调峰系统，该系统在维持凝汽器水位及除氧器水位不变的情况下改变发电机组的输出电功率，并且满足机组一次调频的需求，并且设备成本较低。
为达到上述目的，本实用新型所述的利用电化学储能耦合凝结水储热联合调频调峰系统包括凝结水泵、储水罐、3号低压加热器、2号低压加热器、1号低压加热器、除氧器、中压缸、低压缸、发电机、高压缸、电网及蓄电池；
凝结水泵的出口与储水罐的第一个水口及3号低压加热器的吸热侧入口相连通，3号低压加热器的吸热侧出口依次经2号低压加热器的吸热侧及1号低压加热器的吸热侧与除氧器的入口相连通，储水罐的第二个水口与除氧器的入口及1号低压加热器的吸热侧出口相连通，中压缸的出口与除氧器的入口相连通，低压缸的第一级蒸汽出口与1号低压加热器的放热侧入口相连通，低压缸的第二级蒸汽出口与2号低压加热器的放热侧入口相连通，低压缸的第三级蒸汽出口与3号低压加热器的放热侧入口相连通；
发电机与高压缸、中压缸及低压缸相连接，发电机的输出端与电网及蓄电池相连接。
还包括第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门及储水循环泵，其中，1号低压加热器的吸热侧出口与第一阀门的一端及第二阀门的一端相连通，第二阀门的另一端与第三阀门的一端及储水循环泵的一端相连通，第四阀门的一端与第一阀门的另一端及储水循环泵的另一端相连通，第四阀门的另一端及第三阀门的另一端与储水罐的第二个水口相连通。
还包括第五阀门，其中，凝结水泵的出口与3号低压加热器的吸热侧入口及第五阀门的一端相连通，第五阀门的另一端与储水罐的第一个水口相连通。
储水罐上的第二个水口及第一个水口自上到下依次分布。
高压缸、中压缸、低压缸及发电机同轴布置。
本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型所述的利用电化学储能耦合凝结水储热联合调频调峰系统在具体操作时，在正常情况下，凝结水泵输出的水经3号低压加热器、2号低压加热器及1号低压加热器加热后进入到锅炉系统中，其中，通过低压缸分级抽汽实现对3号低压加热器、2号低压加热器及1号低压加热器中水的加热；当机组需要快速降低负荷，满足一次调频指令时，蓄电池从发电机的输出端吸收电量，减少上网电负荷，迅速响应电网需求，1号低压加热器吸热侧输出的水分为两路，其中一路进入到除氧器中，另一路进入到储水罐中，同时储水罐上第一个水口输出的低温水作为补水进入到3号低压加热器中，从而增加中压缸及低压缸的抽汽量，实现快速降低机组负荷的目的，同时较长时间维持除氧器及凝汽器的水位不变；当机组需要快速提高负荷时，满足一次调频指令时，蓄电池释放电量，快速增加上网电负荷，迅速响应电网需求，储水罐中的高温水与1号低压加热器吸热侧的工质汇流后进入除氧器中，同时凝结水泵输出的水分为两路，其中一路进入到3号低压加热器中，另一路作为补水进入到储水罐中，从而减少中压缸及低压缸的抽汽量，实现长时间快速提升机组负荷的目的，同时维持除氧器及凝汽器的水位不变，结构简单，操作方便，实用性极强，发电机组的变负荷速率快且可较长时间维持变负荷状态，满足机组对调频和调峰的需要。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
其中，1为高压缸、2为中压缸、3为低压缸、4为发电机、5为蓄电池、6为电网、7为1号低压加热器、8为2号低压加热器、9为3号低压加热器、10为除氧器、11为凝结水泵、12为储水罐、13为储水循环泵、14为第一阀门、15为第二阀门、16为第三阀门、17为第四阀门、18为第五阀门。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：
如图1所示，本实用新型所述的利用电化学储能耦合凝结水储热联合调频调峰系统包括凝结水泵11、储水罐12、3号低压加热器9、2号低压加热器8、1号低压加热器7、除氧器10、中压缸2、低压缸3、发电机4、高压缸1、电网6及蓄电池5；凝结水泵11的出口与储水罐12的第一个水口及3号低压加热器9的吸热侧入口相连通，3号低压加热器9的吸热侧出口依次经2号低压加热器8的吸热侧及1号低压加热器7的吸热侧与除氧器10的入口相连通，储水罐12的第二个水口与除氧器10的入口及1号低压加热器7的吸热侧出口相连通，中压缸2的出口与除氧器10的入口相连通，低压缸3的第一级蒸汽出口与1号低压加热器7的放热侧入口相连通，低压缸3的第二级蒸汽出口与2号低压加热器8的放热侧入口相连通，低压缸3的第三级蒸汽出口与3号低压加热器9的放热侧入口相连通；发电机4与高压缸1、中压缸2及低压缸3相连接，发电机4的输出端与电网6及蓄电池5相连接。其中，储水罐12上的第二个水口及第一个水口自上到下依次分布；高压缸1、中压缸2、低压缸3及发电机4同轴布置。
本实用新型还包括第一阀门14、第二阀门15、第三阀门16、第四阀门17及储水循环泵13，其中，1号低压加热器7的吸热侧出口与第一阀门14的一端及第二阀门15的一端相连通，第二阀门15的另一端与第三阀门16的一端及储水循环泵13的一端相连通，第四阀门17的一端与第一阀门14的另一端及储水循环泵13的另一端相连通，第四阀门17的另一端及第三阀门16的另一端与储水罐12的第二个水口相连通。
本实用新型还包括第五阀门18，其中，凝结水泵11的出口与3号低压加热器9的吸热侧入口及第五阀门18的一端相连通，第五阀门18的另一端与储水罐12的第一个水口相连通。
本实用新型的具体工作过程为：
在机组正常运行期间，蓄电池5保持50％左右电量，关闭第一阀门14、第二阀门15、第三阀门16、第四阀门17及第五阀门18，凝结水泵11输出的水依次经3号低压加热器9、2号低压加热器8及1号低压加热器7进入到除氧器10中，其中，通过低压缸3分级抽汽实现对3号低压加热器9、2号低压加热器8及1号低压加热器7中水的加热。
当机组需要快速降低负荷时，为满足一次调频指令，蓄电池5从发电机4的出口端吸收电量，减少进入电网6的电负荷，以迅速响应电网6需求；与此同时，1号低压加热器7吸热侧输出的水分为两路，其中一路进入到除氧器10中，另一路进入到储水罐12中，同时储水罐12上第一个水口输出的低温水作为补水进入到3号低压加热器9中，从而增加中压缸2及低压缸3的抽汽量，实现快速降低机组负荷的目的，同时较长时间维持除氧器10及凝汽器的水位不变；
当机组需要快速提高负荷时，为满足一次调频指令，蓄电池5释放电量，以增加进入到电网6的电负荷，迅速响应电网6需求。与此同时，储水罐12中的高温水与1号低压加热器7吸热侧的工质汇流后进入除氧器10中，同时凝结水泵11输出的水分为两路，其中一路进入到3号低压加热器9中，另一路作为补水进入到储水罐12中，从而减少中压缸2及低压缸3的抽汽量，实现长时间快速提升机组负荷的目的，同时维持除氧器10及凝汽器的水位不变。
本实用新型结构简单，操作方便，实用性极强，利用蓄电池5及凝结水储热系统的耦合作用，使得发电机4组的变负荷速率快且较长时间维持变负荷状态，满足机组对调频和调峰的需要。
Claims (5)
1.一种利用电化学储能耦合凝结水储热联合调频调峰系统，其特征在于，包括凝结水泵(11)、储水罐(12)、3号低压加热器(9)、2号低压加热器(8)、1号低压加热器(7)、除氧器(10)、中压缸(2)、低压缸(3)、发电机(4)、高压缸(1)、电网(6)及蓄电池(5)；
凝结水泵(11)的出口与储水罐(12)的第一个水口及3号低压加热器(9)的吸热侧入口相连通，3号低压加热器(9)的吸热侧出口依次经2号低压加热器(8)的吸热侧及1号低压加热器(7)的吸热侧与除氧器(10)的入口相连通，储水罐(12)的第二个水口与除氧器(10)的入口及1号低压加热器(7)的吸热侧出口相连通，中压缸（2）的出口与除氧器(10)的入口相连通，低压缸(3)的第一级蒸汽出口与1号低压加热器(7)的放热侧入口相连通，低压缸(3)的第二级蒸汽出口与2号低压加热器(8)的放热侧入口相连通，低压缸(3)的第三级蒸汽出口与3号低压加热器(9)的放热侧入口相连通；
发电机(4)与高压缸(1)、中压缸(2)及低压缸(3)相连接，发电机(4)的输出端与电网(6)及蓄电池(5)相连接。
2.根据权利要求1所述的利用电化学储能耦合凝结水储热联合调频调峰系统，其特征在于，还包括第一阀门(14)、第二阀门(15)、第三阀门(16)、第四阀门(17)及储水循环泵(13)，其中，1号低压加热器(7)的吸热侧出口与第一阀门(14)的一端及第二阀门(15)的一端相连通，第二阀门(15)的另一端与第三阀门(16)的一端及储水循环泵(13)的一端相连通，第四阀门(17)的一端与第一阀门(14)的另一端及储水循环泵(13)的另一端相连通，第四阀门(17)的另一端及第三阀门(16)的另一端与储水罐(12)的第二个水口相连通。
3.根据权利要求2所述的利用电化学储能耦合凝结水储热联合调频调峰系统，其特征在于，还包括第五阀门(18)，其中，凝结水泵(11)的出口与3号低压加热器(9)的吸热侧入口及第五阀门(18)的一端相连通，第五阀门(18)的另一端与储水罐(12)的第一个水口相连通。
4.根据权利要求1所述的利用电化学储能耦合凝结水储热联合调频调峰系统，其特征在于，储水罐(12)上的第二个水口及第一个水口自上到下依次分布。
5.根据权利要求1所述的利用电化学储能耦合凝结水储热联合调频调峰系统，其特征在于，高压缸(1)、中压缸(2)、低压缸(3)及发电机(4)同轴布置。
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