CN216924491U - 一种用于采暖机组调峰的储热系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种用于采暖机组调峰的储热系统，涉及采暖机组调峰技术领域。具体实现方案为：包括发电装置、含水层储热装置、供热装置，含水层储热装置包括加热单元、储热单元。发电装置分别连接加热单元和对外供电线路；加热单元与储热单元连接；储热单元通过循环管路与供热装置连接。本申请提升了机组电出力调节能力，实现了机组深度调峰运行。

Description

一种用于采暖机组调峰的储热系统

技术领域

本申请涉及采暖机组调峰技术领域，尤其涉及一种用于采暖机组调峰的储热系统。

背景技术

相关技术中，对于供热机组，在采暖季，由于民生保供要求，如何在满足供热的前提下，提升机组电出力调节能力，是急需解决的问题。目前，部分电厂通过电锅炉供热、储热罐供热、热泵供热等技术手段，在一定程度上缓解了机组热电耦合、难以灵活运行的矛盾。但这些技术手段存在调峰能力有限的问题。

发明内容

本申请提供了一种用于采暖机组调峰的储热系统。

根据本申请提出的一种用于采暖机组调峰的储热系统，包括发电装置、含水层储热装置、供热装置，所述含水层储热装置包括加热单元、储热单元，其中，

所述发电装置分别连接所述加热单元和对外供电线路；

所述加热单元与所述储热单元连接；

所述储热单元通过循环管路与所述供热装置连接；

其中，所述含水层储热装置用于在采暖机组调峰运行时，通过加热单元将所述发电装置产生的电能转化成热能，并将所述热能存储至所述储热单元中；

所述含水层储热装置还用于在热网需要补充供热时，利用所述储热单元存储的热能对热网水进行补充加热。

根据本公开的一个实施例，所述发电装置包括热源、汽轮机、发电机，其中，

所述热源与所述汽轮机连接；

所述汽轮机与所述发电机连接；

所述发电机的输出端通过线路分别连接所述加热单元和对外供电线路。

根据本公开的一个实施例，所述加热单元包括电加热器，其中，

所述发电机的输出端通过线路与所述电加热器的输入端连接。

根据本公开的一个实施例，还包括开关，其中，

所述发电机的输出端与所述电加热器的输入端之间连接所述开关。

根据本公开的一个实施例，所述储热单元包括冷井、热井、冷井潜水泵、热井潜水泵，其中，

所述冷井的出口与所述电加热器的管侧入口之间连接所述冷井潜水泵；

所述电加热器的管侧出口与所述热井的入口连接；

所述热井的出口与所述供热装置的入口之间连接所述热井潜水泵；

所述供热装置的出口连接所述冷井的入口。

根据本公开的一个实施例，所述供热装置包括热网加热器，其中，

所述热网加热器的壳侧出口与所述冷井的入口连接；

所述热井潜水泵的出口与所述热网加热器的壳侧入口连接；

所述热网加热器的入口连接热网水回水管路，所述热网加热器的出口连接热网水供水管路。

根据本公开的一个实施例，所述汽轮机包括高压缸、中压缸、低压缸，其中，

所述热源依次连接所述高压缸、所述中压缸和所述低压缸；

所述低压缸通过传动轴与所述发电机连接；

所述高压缸的出口连接所述热源的入口。

根据本公开的一个实施例，所述发电装置包括凝汽器、凝结水泵、低压加热器组、除氧器、给水泵和高压加热器组，其中，

所述汽轮机依次连接所述凝汽器、所述凝结水泵、所述低压加热器组、所述除氧器、所述给水泵、所述高压加热器组和所述热源的入口。

根据本申请的技术方案，通过储热装置将发电装置产生的多余电能转化为地下水热能并存储起来，在热网需要补充供热时利用存储的热能加热热网水，从而在满足供热的条件下，提升了机组电出力调节能力，利用地下水储热的长时跨季节储热特性，使机组在非采暖季、采暖季均可实现深度调峰运行。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本申请的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本申请的范围。本申请的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

附图用于更好地理解本方案，不构成对本申请的限定。其中：

图1是根据本申请实施例提出的一种用于采暖机组调峰的储热系统示意图。

附图标记

1、锅炉；2、高压缸；3、中压缸；4、低压缸；5、发电机；6、凝汽器；7、凝结水泵；8、低压加热器组；9、除氧器；10、给水泵；11、高压加热器组；12、电加热器；13、热井；14、冷井；15、热井潜水泵；16、冷井潜水泵；17、开关；18、热网加热器。

具体实施方式

以下结合附图对本申请的示范性实施例做出说明，其中包括本申请实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本申请的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。

需要说明的是，相关技术中，对于供热机组，在采暖季，由于民生保供要求，如何在满足供热的前提下，提升机组电出力调节能力，是急需解决的问题。目前，部分电厂通过电锅炉供热、储热罐供热、热泵供热等技术手段，在一定程度上缓解了机组热电耦合、难以灵活运行的矛盾。但这些技术手段存在调峰能力有限、效率偏低、能耗较高、投资成本高等问题，一定程度上限制了其推广应用。

基于上述问题，本申请提出了一种用于采暖机组调峰的储热系统，可以实现通过储热装置将发电装置产生的多余电能转化为地下水热能并存储起来，在热网需要补充供热时利用存储的热能加热热网水，从而在满足供热的条件下，提升了机组电出力调节能力，利用地下水储热的长时跨季节储热特性，使机组在非采暖季、采暖季均可实现深度调峰运行。

图1是根据本申请实施例提出的一种用于采暖机组调峰的储热系统示意图。如图1所示，一种用于采暖机组调峰的储热系统包括发电装置、含水层储热装置、供热装置，含水层储热装置包括加热单元、储热单元。

发电装置分别连接加热单元和对外供电线路；加热单元与储热单元连接；储热单元通过循环管路与供热装置连接；

其中，在本申请实施例中，含水层储热装置用于在采暖机组调峰运行时，通过加热单元将发电装置产生的电能转化成热能，并将热能存储至储热单元中；含水层储热装置还用于在热网需要补充供热时，利用储热单元存储的热能对热网水进行补充加热。

作为一种可能的示例，在采暖机组调峰运行时，发电装置将产生的电能一部分输入至电网中对外供电，另一部分多余电能输入至加热单元，从而对加热单元供电，加热单元将上述多余电能转换为热能存储至储热单元中。在热网需要补充供热时，储热单元将存储的热能输入至供热装置中，供热装置利用上述热能对外供热。

发电装置包括热源、汽轮机、发电机5，其中，热源连接汽轮机，汽轮机的输出端与发电机5连接；发电机5的输出端通过线路分别连接加热单元和对外供电线路。

汽轮机包括高压缸2、中压缸3、低压缸4，其中，热源依次连接高压缸2、中压缸3、低压缸4；低压缸4通过传动轴与发电机5连接；高压缸2的出口连接热源的入口。

可选的，上述热源可以是锅炉1。

作为一种可能的示例，蒸汽由锅炉1传输至高压缸2中做功，然后返回至锅炉1中进行二次加热，得到再热蒸汽。再热蒸汽由锅炉1依次进入中压缸3和低压缸4做功，从而带动发电机5发电。

发电装置包括凝汽器6、凝结水泵7、低压加热器组8、除氧器9、给水泵10和高压加热器组11，其中，汽轮机依次连接凝汽器6、凝结水泵7、低压加热器组8、除氧器9、给水泵10、高压加热器组11和热源的入口。

作为一种可能的示例，低压缸4中排除的蒸汽进入凝汽器6冷凝后，依次经过凝结水泵7、低压加热器组8、除氧器9、给水泵10、高压加热器组11，然后返回锅炉1，完成燃煤发电机组汽水循环。

加热单元包括电加热器12，其中，发电机5的输出端通过线路与电加热器12的输入端连接。发电机5的输出端与电加热器12的输入端之间连接开关17。

储热单元包括冷井14、热井13、冷井潜水泵16、热井潜水泵15，其中，冷井14的出口与电加热器12的管侧入口之间连接冷井潜水泵16；电加热器12的管侧出口与热井13的入口连接；热井13的出口与供热装置的入口之间连接热井潜水泵15；供热装置的出口连接冷井14的入口。

可选的，冷井14、热井13可以设置于地表以下的含水层中，从而有效的减小储热装置的占地空间。

需要说明的是，上述热源可以是锅炉1。上述管侧可以是设备中用于传输低温介质的一侧，壳侧可以是设备中用于传输高温介质的一侧。其中，低温介质可以是水。高温热介质可以是蒸汽，还可以是水。

供热装置包括热网加热器18，其中，热网加热器18的壳侧出口与冷井14的入口连接；热井潜水泵15的出口与热网加热器18的壳侧入口连接；热网加热器18的入口连接热网水回水管路，热网加热器18的出口连接热网水供水管路。

可以理解的是，热网水在热网加热器18中加热后输入至热网中进行供热，供热完成后的热网水回水返回至热网加热器18中再次进行加热。

作为一种可能的示例，发电机5产生的电能一部分输入至电加热器12中，冷井潜水泵16将冷井14中的地下水输入至电加热器12中，电加热器12利用电能加热地下水，加热后的地下水输入至含水层中，完成热能的存储。在热网需要补充供热时，热井潜水泵15将热井13中的地下水输入至热网加热器18中，对热网水回水进行加热，然后返回至冷井14中，实现了对热网水回水进行加热。

举例来说，当电网对机组调度负荷较低，机组需深度调峰运行时，闭合开关17，发电机5出口部分电量用于为电加热器12供电，加热从含水层中抽取的地下水。冷井潜水泵16抽取含水层冷井14中的地下水进入电加热器12中，加热升温成为高温水后回灌进入含水层热井13中。从而将机组多余电量通过电加热器12转换为地下水的热能，并存储于含水层热井13中。在满足锅炉1最低稳燃负荷要求的前提下，降低机组发电出力，实现机组深度调峰运行。

采暖季，机组对外供热时，热井潜水泵15抽取含水层热井13中的地下水进入热网加热器18中，加热热网水回水，放热之后回灌进入含水层冷井14中。热网水回水在热网加热器18中被加热升温后送入热网供水管道。利用存储在地下水中的热能进行补充供热，在满足供热的条件下，提升了机组电出力调节能力。

根据本申请实施例的一种用于采暖机组调峰的储热系统，当机组需深度调峰运行时，利用发电机产生的多余电能为电加热器供电，利用电加热器加热地下水，达到消耗电出力加大调峰深度的作用，同时将电能转化为地下水热能并存储起来。采暖季时，利用存储在地下水中的热能进行补充供热，从而在满足供热的条件下，提升了机组电出力调节能力。利用地下水储热的长时跨季节储热特性，使机组在非采暖季、采暖季均可实现深度调峰运行。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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申请和简化描述，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申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本申请中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等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申请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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种用于采暖机组调峰的储热系统，其特征在于，包括发电装置、含水层储热装置、供热装置，所述含水层储热装置包括加热单元、储热单元，其中，

所述发电装置分别连接所述加热单元和对外供电线路；

所述加热单元与所述储热单元连接；

所述储热单元通过循环管路与所述供热装置连接；

其中，所述含水层储热装置用于在采暖机组调峰运行时，通过加热单元将所述发电装置产生的电能转化成热能，并将所述热能存储至所述储热单元中；

所述含水层储热装置还用于在热网需要补充供热时，利用所述储热单元存储的热能对热网水进行补充加热。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述发电装置包括热源、汽轮机、发电机，其中，

所述热源与所述汽轮机连接；

所述汽轮机与所述发电机连接；

所述发电机的输出端通过线路分别连接所述加热单元和对外供电线路。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述加热单元包括电加热器，其中，

所述发电机的输出端通过线路与所述电加热器的输入端连接。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，还包括开关，其中，

所述发电机的输出端与所述电加热器的输入端之间连接所述开关。

5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述储热单元包括冷井、热井、冷井潜水泵、热井潜水泵，其中，

所述冷井的出口与所述电加热器的管侧入口之间连接所述冷井潜水泵；

所述电加热器的管侧出口与所述热井的入口连接；

所述热井的出口与所述供热装置的入口之间连接所述热井潜水泵；

所述供热装置的出口连接所述冷井的入口。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述供热装置供热装置包括热网加热器，其中，

所述热网加热器的壳侧出口与所述冷井的入口连接；

所述热井潜水泵的出口与所述热网加热器的壳侧入口连接；

所述热网加热器的入口连接热网水回水管路，所述热网加热器的出口连接热网水供水管路。

7.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述汽轮机包括高压缸、中压缸、低压缸，其中，

所述热源依次连接所述高压缸、所述中压缸和所述低压缸；

所述低压缸通过传动轴与所述发电机连接；

所述高压缸的出口连接所述热源的入口。

8.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述发电装置包括凝汽器、凝结水泵、低压加热器组、除氧器、给水泵和高压加热器组，其中，

所述汽轮机依次连接所述凝汽器、所述凝结水泵、所述低压加热器组、所述除氧器、所述给水泵、所述高压加热器组和所述热源的入口。

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