CN217462276U - 一种熔盐储热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种熔盐储热系统，所述熔盐储热系统包括：熔盐循环组件、火电机组和风电机组。所述熔盐循环组件包括通过管道依次相连的高温熔盐罐、汽水换热器、低温熔盐罐和电加热器，所述汽水换热器包括给水口和供汽口。所述火电机组包括锅炉、汽轮机和发电机，所述锅炉与汽轮机相连，汽轮机与所述发电机相连，所述发电机与所述电加热器相连，所述风电机组与所述电加热器相连。本实用新型实施例的熔盐储热系统具有就地消纳新能源，辅助火电机组深度调峰、顶尖峰负荷和提高火电机组灵活性的优点。

Description

一种熔盐储热系统

技术领域

本实用新型涉及储热设备技术领域，具体地，涉及一种熔盐储热系统。

背景技术

随着新能源快速发展，新能源生产与消纳不平衡问题逐渐突出，持续存在严重弃风、弃光问题，且火电机组本身具有强热电耦合特性，在电网用电负荷低谷期往往由于保障供热和工业供汽的需求而无法实现电负荷的进一步下调，带有工业供汽和供热的火电机组在电网高负荷期则由于供热和工业供汽的需求而无法带满负荷(电负荷)运行，对新能源消纳和火电机组调频、调峰提出了更高的要求。因此，有必要通过合理配置储能提升火电机组调节能力，提高电网安全稳定运行水平，消纳新能源，降低碳排放，实现碳达峰、碳中和目标。

实用新型内容

本实用新型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，本实用新型的实施例提出一种熔盐储热系统，该熔盐储热系统具有就地消纳新能源，辅助火电机组深度调峰、顶尖峰负荷和提高火电机组灵活性的优点。

本实用新型实施例的熔盐储热系统包括：熔盐循环组件，所述熔盐循环组件包括通过管道依次相连的高温熔盐罐、汽水换热器、低温熔盐罐和电加热器，所述汽水换热器包括给水口和供汽口；火电机组，所述火电机组包括锅炉、汽轮机和发电机，所述锅炉与所述汽轮机相连，所述汽轮机与所述发电机相连，所述发电机与所述电加热器相连；和风电机组，所述风电机组与所述电加热器相连。

火电机组本身具有强热电耦合特性，在电网用电负荷低谷期往往由于保障供热和工业供汽的需求而无法实现电负荷的进一步下调，本实用新型为解决该问题，在火电机组需要深度调峰时，低温熔盐由电加热器加热至高温熔盐设计温度，其中电加热器完全由厂用电供电，增加火电机组调峰深度，获取更多调峰补偿。

带有工业供汽和供热的火电机组在电网高负荷期则由于供热和工业供汽的需求而无法带满负荷(电负荷)运行，本实用新型为解决该问题，在火电机组需要顶尖峰负荷时厂用电不参与熔盐储热系统蓄热过程或熔盐储热系统完全转为放热过程，利用高温储热罐中储存的高温熔盐加热锅炉给水至过热蒸汽状态实现工业供汽和供热，因此火电机组调峰前应保证高温熔盐罐的高温熔盐处于较高液位状态，从而保证工业供汽的稳定性和连续性。

因此，本实用新型实施例的熔盐储热系统具有就地消纳新能源，辅助火电机组深度调峰、顶尖峰负荷和提高火电机组灵活性的优点。

在一些实施例中，还包括供汽管道和回汽管路，所述供汽管道的一端与所述供汽口相连，所述汽轮机的高压段和中压段中的一者与所述供汽管道相连。

在一些实施例中，所述熔盐循环组件还包括太阳能集热器，所述太阳能集热器连接在所述低温熔盐管与所述电加热器之间。

在一些实施例中，所述火电机组还包括锅炉、汽盐换热器出汽管道和汽盐换热器进汽管道，所述熔盐循环组件还包括汽盐换热器，所述汽盐换热器连接在所述太阳能集热器与所述电加热器之间，所述锅炉的出口通过所述汽盐换热器出汽管道与所述汽盐换热器相连，所述锅炉的进口通过所述汽盐换热器进汽管道与所述汽盐换热器相连。

在一些实施例中，所述熔盐储热系统包括汽轮机高、中压段抽汽管道，所述汽轮机高、中压段抽汽管道的一端与所述汽盐换热器进汽管道相连，所述汽轮机高、中压段抽汽管道的另一端与所述汽轮机的所述高压段和所述中压段中的一者相连。

在一些实施例中，还包括汽轮机低压段进汽管道，所述汽轮机低压段进汽管道的一端与所述汽盐换热器出汽管道相连，所述汽轮机低压段进汽管道的另一端与所述汽轮机的低压段相连。

在一些实施例中，还包括给水管路，所述给水管路的一端与所述给水口相连，所述给水管路的另一端与外部水源相连，所述给水管路上设有给水泵。

在一些实施例中，还包括减温管路，所述减温管路的一端与所述给水管路相连且位于所述给水泵与所述给水口之间，所述减温管路的另一端与所述供汽管道相连。

在一些实施例中，所述减温管路上设有减温阀。

在一些实施例中，所述熔盐循环组件还包括高温熔盐泵和低温熔盐泵，所述高温熔盐泵设在所述高温熔盐罐和所述汽水换热器之间的管道上，所述低温熔盐泵设在所述低温熔盐罐和所述太阳能集热器之间的管道上。

附图说明

图1是本实用新型实施例的熔盐储热系统的结构示意图。

图2是本实用新型实施例的熔盐储热系统的结构示意图。

图3是本实用新型实施例的熔盐储热系统的结构示意图。

附图标记：

供汽管道10；第一控制阀101；回汽管路20；第二控制阀201；给水管路30；给水泵301；减温管路40；减温阀401；汽轮机高、中压段抽汽管道50；汽轮机低压段进汽管道60；

熔盐循环组件1；高温熔盐罐11；汽水换热器12；给水口121；供汽口122；低温熔盐罐13；电加热器14；太阳能集热器15；汽盐换热器16；高温熔盐泵17；低温熔盐泵18；

火电机组2；汽轮机21；发电机22；锅炉23；汽盐换热器出汽管道24；第三控制阀241；汽盐换热器进汽管道25；第四控制阀251；

风电机组3；

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

如图1-图3所示，本实用新型实施例的熔盐储热系统包括：熔盐循环组件1火电机组2和风电机组3。

熔盐循环组件1包括通过管道依次相连的高温熔盐罐11、汽水换热器12、低温熔盐罐13和电加热器14，汽水换热器12包括给水口121和供汽口122。火电机组2包括汽轮机21、发电机22和锅炉23，锅炉23和汽轮机21相连，汽轮机21与发电机22相连，发电机22与电加热器14相连。风电机组3与电加热器14相连。

具体地，如图1所示，高温熔盐罐11包括高温熔盐进口和高温熔盐出口，汽水换热器12包括第一熔盐进口和第一熔盐出口，低温熔盐罐13包括低温熔盐进口和低温熔盐出口，电加热器14包括第二熔盐进口和第二熔盐出口。高温熔盐罐11的高温熔盐出口与汽水换热器12的第一熔盐进口通过管道相连，汽水换热器12的第一熔盐出口与低温熔盐罐13的低温熔盐进口通过管道相连，低温熔盐罐13的低温熔盐出口与电加热器14的第二熔盐进口通过管道相连，电加热器14的第二熔盐出口与高温熔盐罐11的高温熔盐进口通过管道相连。

可以理解的是，锅炉23可以通过管道与汽轮机21相连，汽轮机21与发电机22相连以便发电机22利用锅炉加热给水产生过热蒸汽进入汽轮机21做功带动发电机22发电并给电加热器14加热。风电机组3与电加热器14相连以便可以利用风力发电并输送给电加热器14。高温熔盐罐11内的高温熔盐可以通过管道流入汽盐换热器16内，并与汽盐换热器16内的水进行换热，换热后的熔盐通过管道进入低温熔盐罐13内储藏，低温熔盐罐13内的熔盐可以通过管道流入电加热器14内，以便利用电加热器14对其内的熔盐进行加热。

也就是说，本实用新型实施例的熔盐储热系统，当火电机组2有顶尖峰负荷需求时，火电机组2停止加热熔盐，风电机组3加热熔盐，火电机组2顶尖峰前应保证高温熔盐罐11的高温熔盐处于较高液位状态，从而保证工业供汽的稳定性和连续性。

此外，当火电机组2有调峰需求需要深度调峰时，开启利用火电机组2发电给电加热器14，且完全由火电机组2供电，以便加热熔盐，辅助火电机组2增加调峰深度，获取更多调峰补偿。以提高对过剩能源的利用。因此，本实用新型实施例的熔盐储热系统具有就地消纳新能源，辅助火电机组深度调峰、顶尖峰负荷和提高火电机组灵活性的优点。

在一些实施例中，本实用新型实施例的熔盐储热系统还包括供汽管道10和回汽管路20，供汽管道10的一端与供汽口122相连，回汽管路20连通汽轮机21的高压段与供汽管道10。

具体地，如图1所示，供汽管道10与供汽口122相连，以便排出汽盐换热器16内的产生的汽源。此外，该汽源具有较高的温度，因此还可以通过回汽管路20将部分汽源通入至汽轮机21的高压段或中压段，以便增加汽轮机21的出力。

当然，回汽管路20还可以连通供汽口122与汽轮机21的高压段，供汽管道10的一端与回汽管路20相连，从而使供汽管道10可以沿回汽管路20设置在不同的位置。

优选地，供汽管道10上设有第一控制阀101，第一控制阀101用于导通或阻断供气管道，并可以调节供汽管道工业供蒸汽量。回汽管路20上设有第二控制阀201，第二控制阀201用于导通或阻断回汽管路20，并可以调节回汽管道20蒸汽量。

也就是说，汽水换热器12的供汽口122排出的过热蒸汽通过回汽管道20可以进入汽轮机21的高压端或者中压段，增加汽轮机21出力，进而提高火电机组2的发电负荷。

在一些实施例中，熔盐循环组件1还包括太阳能集热器15，太阳能集热器15连接在低温熔盐管与电加热器14之间。

可以理解的是，如图1所示，低温熔盐罐13出口的熔盐可以进入太阳能集热器15内，而太阳能集热器15可以利用太阳能加热该熔盐，以便实现对熔盐的预热。将预热后的熔盐通入电加热器14内，从而可以提高熔盐的加热效率，进而提高本实用新型实施例的熔盐储热系统的整体效率。

在一些实施例中，火电机组2还包括锅炉23、汽盐换热器出汽管道24和汽盐换热器进汽管道25，熔盐循环组件1还包括汽盐换热器16，汽盐换热器16连接在太阳能集热器15与电加热器14之间，锅炉23的出口通过出汽管道24与汽轮机21和汽盐换热器16均相连，锅炉23的进口通过汽盐换热器进汽管道25与汽盐换热器16相连。

可以理解的是，如图1所示，锅炉23的出口与出汽管道24上游的一端相连，出汽管道24下游包括第一支路和第二支路，第一支路的出口与汽轮机21相连，第二支路的出口与汽盐换热器16相连，以便可以将锅炉23产生的汽源通入汽盐换热器16内，从而与汽盐换热器16内的熔盐进行换热。换热后的汽源可以通过汽盐换热器出汽管道24排入至锅炉23。

优选地，汽盐换热器出汽管道24上设有第三控制阀241，第三控制阀241用于导通或阻断汽盐换热器出汽管道24，并调节蒸汽量。汽盐换热器进汽管道25上设有第四控制阀251，第四控制阀251用于导通或阻断汽盐换热器进汽管道25，并调节蒸汽量。

在一些实施例中，熔盐储热系统包括汽轮机高、中压段抽汽管道50，汽轮机高、中压段抽汽管道50的一端与汽盐换热器出汽管道24相连，汽轮机高、中压段抽汽管道50的另一端与汽轮机21的高压段和中压段中的一者相连。

可以理解的是，如图1所示，汽轮机高、中压段抽汽管道50的另一端与汽轮机21的高压段和中压段中的一者相连，以便从汽轮机21的高、中压段抽取部分汽源通入汽盐换热器进汽管道2，从而可利用该汽源加热低温熔盐。

在一些实施例中，熔盐储热系统还包括汽轮机低压段进汽管道60，汽轮机低压段进汽管道60的一端与汽盐换热器出汽管道25相连，汽轮机低压段进汽管道60的另一端与汽轮机21的低压段相连。

可以理解的是，如图1所示，汽轮机中、低压段进汽管道60的另一端可以与汽轮机21的中压段相连，或者，汽轮机低压段进汽管道60的另一端还可以汽轮机21的低压段相连。也就是说，根据汽盐换热器进汽管道25内汽源的温度不同，适于将汽轮机低压段进汽管道60的另一端与汽轮机21的中压段和汽轮机21的低压段中的一者相连，从而增加了进汽管道25内汽源的利用率。

在一些实施例中，本实用新型实施例的熔盐储热系统还包括给水管路30，给水管路30的一端与给水口121相连，给水管路30的另一端与锅炉给水相连，给水管路30上设有给水泵301。

具体地，如图1所示，给水泵301抽取部分锅炉给水至给水管路30内，并可以将水注入汽水换热器12内，以便为汽水换热器12提供用于与熔盐换热的水。

在一些实施例中，本实用新型实施例的熔盐储热系统还包括减温管路40，减温管路40的一端与给水管路30相连且位于给水泵301与给水口121之间，减温管路40的另一端与供汽管道10相连。

具体地，如图1所示，给水泵301将水抽入至给水管路30内，给水管路30内的部分水可以通过减温管路40排入至供汽管道10内，从而可以利用该部分水对排出的汽源减温。

优选地，减温管路40上设有排水阀401。也就是说，排水阀401关闭时，排水阀401可以阻断给水管路30与供汽管道10，当供汽管道10内需要减温时，可以打开排水阀401，以便连通给水管路30与供汽管道10，从而实现对供汽管道10内的汽源减温功能。

在一些实施例中，熔盐循环组件1还包括高温熔盐泵17和低温熔盐泵18，高温熔盐泵17设在高温熔盐罐11和汽水换热器12之间的管道上，低温熔盐泵18设在低温熔盐罐13和太阳能集热器15之间的管道上。

可以理解的是，高温熔盐泵17用于将高温熔盐罐11内的熔盐输送至汽水换热器12内，以便利用该熔盐与汽水换热器12内的水进行换热。低温熔盐泵18用于将低温熔盐罐13内的熔盐输送至太阳能加热器中，以便利用太阳能加热器预热该熔盐。

需要说明的是，如图2所示，当火电机组2有调峰需求时，关闭太阳能集热器15和汽盐换热器16，将低温熔盐通过低温熔盐泵18通入电加热器14内，开启电加热器14加热熔盐，此时，该电加热器14由火电机组2供电，以便增加火电机组2调峰深度。加热后的高温熔盐进入高温熔盐罐11内，完成本实用新型实施例的熔盐储热系统的储热过程，高温熔盐罐11内的熔盐通过高温熔盐泵17进入汽水换热器12内，并将汽水换热器12的水加热至高温蒸汽状态，从而实现工业供汽，而汽水换热器12内换热后的熔盐流入至低温熔盐罐13，此时完成了本实用新型实施例的熔盐储热系统的放热过程。

如图3所示，当火电机组2有顶尖峰负荷需求时，低温熔盐通过低温熔盐泵18进入太阳能集热器15，利用太阳能集热器15对低温熔盐进行预热，关闭汽盐换热器16，并利用电加热器14继续加热熔盐，此时，该电加热器14可由风电机组3供电，加热后的高温熔盐进入高温熔盐罐11内，完成了本实用新型实施例的熔盐储热系统的储热过程，高温熔盐罐11内的熔盐通过高温熔盐泵17进入汽水换热器12内，并将汽水换热器12的水加热至蒸汽状态，从而实现工业供汽。该蒸汽可以分两路排出，即一路通过供汽管道10排出，实现了清洁能源的工业供汽，另一路通过回汽管路20通入汽轮机21的高、中压段，以增加汽轮机21的出力，从而提高火电机组2发电负荷，而汽水换热器12内换热后的熔盐流入至低温熔盐罐13，此时完成了本实用新型实施例的熔盐储热系统的放热过程。

火电机组2有顶尖峰负荷需求时，也可以停止加热低温熔盐，即停止熔盐储热系统的储热过程，完全转为放热过程，仅利用高温熔盐罐11储存的高温熔盐加热锅炉给水至过热蒸汽状态，在保持供工业蒸汽的同时，打开第二控制阀201，并调节蒸汽量，过热蒸汽通过回汽管道20进入汽轮机21高、中压段，增加汽轮机21的出力，进而增加火电机组发电负荷。

在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

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。在本实用新型的描述中，“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。

在本实用新型中，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实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，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。

在本实用新型中，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实用新型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。

尽管已经示出和描述了上述实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域普通技术人员对上述实施例进行的变化、修改、替换和变型均在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种熔盐储热系统，其特征在于，包括：

熔盐循环组件，所述熔盐循环组件包括通过管道依次相连的高温熔盐罐、汽水换热器、低温熔盐罐和电加热器，所述汽水换热器包括给水口和供汽口；

火电机组，所述火电机组包括锅炉、汽轮机和发电机，所述锅炉与所述汽轮机相连，所述汽轮机与所述发电机相连，所述发电机与所述电加热器相连；和

风电机组，所述风电机组与所述电加热器相连。

2.根据权利要求1所述的熔盐储热系统，其特征在于，还包括供汽管道和回汽管路，所述供汽管道的一端与所述供汽口相连，所述汽轮机的高压段和中压段中的一者通过所述回汽管路与所述供汽管道相连。

3.根据权利要求2中所述的熔盐储热系统，其特征在于，所述熔盐循环组件还包括太阳能集热器，所述太阳能集热器连接在所述低温熔盐管与所述电加热器之间。

4.根据权利要求3所述的熔盐储热系统，其特征在于，所述火电机组还包括锅炉、汽盐换热器进汽管道和汽盐换热器出汽管道，所述熔盐循环组件还包括汽盐换热器，所述汽盐换热器连接在所述太阳能集热器与所述电加热器之间，所述锅炉的出口通过所述汽盐换热器进汽管道与所述汽盐换热器相连，所述锅炉的进口通过所述汽盐换热器出汽管道与所述汽盐换热器相连。

5.根据权利要求4所述的熔盐储热系统，其特征在于，所述熔盐储热系统包括汽轮机高、中压段抽汽管道，所述汽轮机抽汽管道的一端与所述汽盐换热器进汽管道相连，所述汽轮机高、中压段抽汽管道的另一端与所述汽轮机的所述高压段和所述中压段中的一者相连。

6.根据权利要求5所述的熔盐储热系统，其特征在于，还包括汽轮机低压段进汽管道，所述汽轮机低压段进汽管道的一端与所述汽盐换热器出汽管道相连，所述汽轮机低压段进汽管道的另一端与所述汽轮机的低压段相连。

7.根据权利要求6所述的熔盐储热系统，其特征在于，还包括给水管路，所述给水管路的一端与所述给水口相连，所述给水管路的另一端与锅炉给水相连，所述给水管路上设有给水泵。

8.根据权利要求7所述的熔盐储热系统，其特征在于，还包括减温管路，所述减温管路的一端与所述给水管路相连且位于所述给水泵与所述给水口之间，所述减温管路的另一端与所述供汽管道相连。

9.根据权利要求8所述的熔盐储热系统，其特征在于，所述减温管路上设有减温阀。

10.根据权利要求3所述的熔盐储热系统，其特征在于，所述熔盐循环组件还包括高温熔盐泵和低温熔盐泵，所述高温熔盐泵设在所述高温熔盐罐和所述汽水换热器之间的管道上，所述低温熔盐泵设在所述低温熔盐罐和所述太阳能集热器之间的管道上。

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