CN217952239U - 一种燃煤电厂用熔盐储热供汽系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及燃煤电厂用供汽系统技术领域，特别是涉及一种燃煤电厂用熔盐储热供汽系统，包括燃煤锅炉、低温熔盐存储罐、高温熔盐存储罐、第一熔盐加热装置、蒸汽加热装置，第一泵体和第二泵体，第一熔盐加热装置设有第一换热腔和第二换热腔，第一换热腔与燃煤锅炉的烟道连通，低温熔盐存储罐、所述第一泵体、所述第二换热腔和所述高温熔盐存储罐依次连通；蒸汽加热装置设有第三换热腔和第四换热腔，第四换热腔的一端连通供水管，第四换热腔的另一端与工业用气终端连通，高温熔盐存储罐、第二泵体、第三换热腔和低温熔盐存储罐依次连通；能够在燃煤机组调峰至低负荷时单独供汽，或者与现有供汽系统共同供汽，保证了供汽的稳定。

Description

一种燃煤电厂用熔盐储热供汽系统

技术领域

本实用新型涉及燃煤电厂用供汽系统技术领域，特别是涉及一种燃煤电厂用熔盐储热供汽系统。

背景技术

国家发改委、国家能源局联合印发《全国煤电机组改造升级实施方案》，提出“十四五”期间煤电机组的“三改联动”，即节煤降耗改造、供热改造、灵活性改造。国家鼓励现有燃煤发电机组替代供热，积极关停采暖和工业供汽小锅炉，对具备供热条件的纯凝机组开展供热改造，在落实热负荷需求的前提下，“十四五”期间改造规模力争达到5000万千瓦。

工业供汽参数主要包括温度、压力、流量，工业用户一般与电厂签订采购蒸汽协议，对供汽参数要求较为苛刻，供汽参数一般不允许波动且要求长期稳定供给。目前，燃煤电厂一般通过“冷再供热”或“热再供热”的方式向工业用户提供蒸汽。然而，“冷再供热”和“热再供热”的最大供汽量会受到锅炉再热器超温限制以及汽轮机轴向推力限制；因此，冷再蒸汽、热再蒸汽的抽汽量必须保持在安全范围内。燃煤机组调峰至低负荷运行时，冷再蒸汽、热再蒸汽压力降低，无法满足工业供汽要求。故而，亟需在燃煤电厂现有供汽系统的基础上增加新的供汽系统，以在燃煤机组调峰至低负荷时，向工业供汽端稳定供汽。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种燃煤电厂用熔盐储热供汽系统，

基于此，本实用新型提供了一种燃煤电厂用熔盐储热供汽系统，包括燃煤锅炉、低温熔盐存储罐、高温熔盐存储罐、第一熔盐加热装置、蒸汽加热装置、第一泵体和第二泵体，所述第一熔盐加热装置设有可传导换热的第一换热腔和第二换热腔，所述第一换热腔与所述燃煤锅炉的烟道连通，所述低温熔盐存储罐、所述第一泵体、所述第二换热腔和所述高温熔盐存储罐依次连通；

所述蒸汽加热装置设有可传导换热的第三换热腔和第四换热腔，所述第四换热腔的一端连通供水管，所述第四换热腔的另一端与工业用气终端连通，所述高温熔盐存储罐、所述第二泵体、所述第三换热腔和所述低温熔盐存储罐依次连通。

作为优选方案，所述燃煤电厂用熔盐储热供汽系统包括第二熔盐加热装置，所述第二熔盐加热装置设有可传导换热的第五换热腔和第六换热腔，所述第五换热腔体与所述烟道的后端连通，所述第一换热腔与所述烟道的前端连通；

所述低温熔盐存储罐、所述第一泵体、所述第六换热腔、所述第二换热腔和所述高温熔盐存储罐依次连通。

作为优选方案，所述烟道内从前至后依次间隔设有脱硝装置和空气预热器；

所述第五换热腔的进气端连接有第一管体，所述第一管体远离所述第五换热腔的一端设置在所述脱硝装置与所述空气预热器之间，所述第五换热腔的出气端连接有第二管体，所述第二管体远离所述第五换热腔的一端与所述燃煤锅炉的炉膛底部连通；

所述第一换热腔的进气端连接有第三管体，所述第三管体远离所述第一换热腔的一端设置在所述烟道位于所述脱硝装置前方的位置处，所述第一换热腔的出气端连接有第四管体，所述第四管体远离所述第一换热腔的一端设置在所述第三管体远离所述第一换热腔的一端与所述脱硝装置之间。

作为优选方案，所述第一管体上设有第一控制阀，所述第三管体上设有第二控制阀。

作为优选方案，所述燃煤电厂用熔盐储热供汽系统包括风机，所述风机的进风口与所述第二管体远离所述第五换热腔的一端连接，所述风机的出风口与所述燃煤锅炉的炉膛底部连通。

作为优选方案，所述低温熔盐存储罐的底部连接有第五管体，所述第五管体远离所述低温熔盐存储罐的一端连接所述第一泵体的进液口，所述第五管体上设有第三控制阀；所述低温熔盐存储罐的顶部连接有第六管体，所述第六管体远离所述低温熔盐存储罐的一端连通所述第三换热腔，所述第六管体上设有第四控制阀；

所述高温熔盐存储罐的顶部连接有第七管体，所述第七管体远离所述高温熔盐存储罐的一端连通所述第二换热腔，所述第七管体上设有第五控制阀；所述高温熔盐存储罐的底部连接有第八管体，所述第八管体远离所述高温熔盐存储罐的一端连接所述第二泵体的进液口，所述第八管体上设有第六控制阀。

作为优选方案，所述燃煤电厂用熔盐储热供汽系统包括第九管体和第十管体，所述第九管体的第一端与所述第五管体连通，且所述第九管体的第一端位于所述第一泵体与所述第三控制阀之间；所述第九管体的第二端与所述第六管体连通，且所述第九管体的第二端位于所述第四控制阀与所述第三换热腔之间；所述第九管体上设有第七控制阀；

所述第十管体的第一端与所述第七管体连通，且所述第十管体的第一端位于所述第二换热腔与所述第五控制阀之间，所述第十管体的第二端与所述第八管体连通，且所述第十管体的第二端位于所述第二泵体与所述第六控制阀之间，所述第十管体上设有第八控制阀。

作为优选方案，所述第六管体上设有第九控制阀，所述第九控制阀位于所述第九管体的第二端与所述第三换热腔之间；所述第七管体上设有第十控制阀，所述第十控制阀位于所述第十管体的第一端与所述第二换热腔之间。

作为优选方案，所述低温熔盐存储罐的内侧底部设有液位计。

作为优选方案，所述供水管远离所述蒸汽加热装置的一端与汽轮机的低压加热器出水口连接或与除氧器的出水口连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型的燃煤电厂用熔盐储热供汽系统，包括燃煤锅炉、低温熔盐存储罐、高温熔盐存储罐、第一熔盐加热装置、蒸汽加热装置，第一泵体和第二泵体，第一熔盐加热装置设有可传导换热的第一换热腔和第二换热腔，第一换热腔与燃煤锅炉的烟道连通，低温熔盐存储罐、所述第一泵体、所述第二换热腔和所述高温熔盐存储罐依次连通；燃煤机组处于高负荷时，第一泵体将低温熔盐传送至第二换热腔内，进入第二换热腔内的低温熔盐吸收烟气温度形成高温熔盐，高温熔盐进入高温熔盐存储罐中实现储热；蒸汽加热装置设有可传导换热的第三换热腔和第四换热腔，第四换热腔的一端连通供水管，第四换热腔的另一端与工业用气终端连通，高温熔盐存储罐、第二泵体、第三换热腔和低温熔盐存储罐依次连通；燃煤机组处于低负荷时，第二泵体将高温熔盐传送至第三换热腔，利用高温熔盐所储存的热量将高压水加热为蒸汽，实现对工业用气终端的供汽；因此，本实用新型的燃煤电厂用熔盐储热供汽系统，能够在燃煤机组调峰至低负荷时单独供汽，或者与现有供汽系统共同供汽，保证了供汽的稳定。

附图说明

图1为燃煤机组处于高负荷状态时本实用新型的燃煤电厂用熔盐储热供汽系统运行示意图；

图2为燃煤机组处于低负荷状态时本实用新型的燃煤电厂用熔盐储热供汽系统运行示意图；

图3为燃煤机组处于极低负荷状态时本实用新型的燃煤电厂用熔盐储热供汽系统运行示意图；

图4为第二换热装置发生故障时本实用新型的燃煤电厂用熔盐储热供汽系统运行示意图；

图中，1、燃煤锅炉；2、低温熔盐存储罐；3、高温熔盐存储罐；4、第一熔盐加热装置；5、蒸汽加热装置；51、过热器；52、蒸发器；53、预热器；6、第一泵体；7、第二泵体；8、供水管；9、工业用气终端；10、第二熔盐加热装置；11、脱硝装置；12、空气预热器；13、第一管体；14、第二管体；15、第三管体；16、第四管体；17、第一控制阀；18、第二控制阀；19、风机；20、第五管体；21、第三控制阀；22、第六管体；23、第四控制阀；24、第七管体；25、第五控制阀；26、第八管体；27、第六控制阀；28、第九管体；29、第十管体；30、第七控制阀；31、第八控制阀；32、第九控制阀；33、第十控制阀。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”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。应当理解的是，本实用新型中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本实用新型范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。

如图1至图4所示，本实用新型一种燃煤电厂用熔盐储热供汽系统的优选实施例，包括燃煤锅炉1、低温熔盐存储罐2、高温熔盐存储罐3、第一熔盐加热装置4、蒸汽加热装置5，第一泵体6和第二泵体7，第一熔盐加热装置4设有可传导换热的第一换热腔和第二换热腔，第一换热腔与燃煤锅炉1的烟道连通，低温熔盐存储罐2、第一泵体6、第二换热腔和高温熔盐存储罐3依次连通；蒸汽加热装置5设有可传导换热的第三换热腔和第四换热腔，第四换热腔的一端连通供水管8，第四换热腔的另一端与工业用气终端9连通，高温熔盐存储罐3、第二泵体7、第三换热腔和低温熔盐存储罐2依次连通。熔盐是指熔融状态的无机盐，目前，已被开发并应用的熔融盐包括硝酸盐、碳酸盐、氟盐、氯盐等，通常都具有良好的传热蓄热性能、较高的工作温度、较宽的工作温度范围、低蒸汽压以及低粘度。在熔盐储能过程中，熔盐既是传热流体传递能量，又是流体储热介质储存能量，同时兼具传热、蓄热两个过程，在太阳能发电、核能等大规模储热方面有广泛应用。本实施例中，高温熔盐存储罐3和低温熔盐存储罐2内的熔盐的融化温度不高于150℃；高温熔盐存储罐3内熔盐温度设定为350～550℃，低温熔盐存储罐2内熔盐温度设定为150～250℃。

使用时，燃煤机组处于高负荷时，第一泵体6将低温熔盐传送至第二换热腔内，进入第二换热腔内的低温熔盐吸收烟气温度形成高温熔盐，高温熔盐进入高温熔盐存储罐3中实现储热；燃煤机组处于低负荷时，第二泵体7将高温熔盐传送至第三换热腔，利用高温熔盐所储存的热量将高压水加热为蒸汽，实现对工业用气终端的供汽；因此，本实用新型的燃煤电厂用熔盐储热供汽系统，能够在燃煤机组调峰至低负荷时单独供汽，或者与现有供汽系统共同供汽，保证了供汽的稳定。

其中，燃煤电厂用熔盐储热供汽系统包括第二熔盐加热装置10，第二熔盐加热装置10设有可传导换热的第五换热腔和第六换热腔，第五换热腔体与烟道的后端连通；第一换热腔与烟道的前端连通；低温熔盐存储罐2、第一泵体6、第六换热腔、第二换热腔和高温熔盐存储罐3依次连通。第二熔盐加热装置10和第一熔盐加热装置4的设置实现了对低温熔盐的梯级加热。

具体的，烟道内从前至后依次间隔设有脱硝装置11和空气预热器12；第五换热腔的进气端连接有第一管体13，第一管体13远离第五换热腔的一端设置在脱硝装置11与空气预热器12之间，第五换热腔的出气端连接有第二管体14，第二管体14远离第五换热腔的一端与燃煤锅炉1的炉膛底部连通；第一换热腔的进气端连接有第三管体15，第三管体15远离第一换热腔的一端设置在烟道位于脱硝装置11前方的位置处，第一换热腔的出气端连接有第四管体16，第四管体16远离第一换热腔的一端设置在第三管体15远离第一换热腔的一端与脱硝装置11之间。

进一步的，第一管体13上设有第一控制阀17，第三管体15上设有第二控制阀18。燃煤电厂用熔盐储热供汽系统包括风机19，风机19的进风口与第二管体14远离第五换热腔的一端连接，风机19的出风口与燃煤锅炉1的炉膛底部连通，从而实现对多余烟气的循环利用，提高锅炉热效率。

本实施例中，低温熔盐存储罐2的底部连接有第五管体20，第五管体20远离低温熔盐存储罐2的一端连接第一泵体6的进液口，第五管体20上设有第三控制阀21；低温熔盐存储罐2的顶部连接有第六管体22，第六管体22远离低温熔盐存储罐2的一端连通第三换热腔，第六管体22上设有第四控制阀23；高温熔盐存储罐3的顶部连接有第七管体24，第七管体24远离高温熔盐存储罐3的一端连通第二换热腔，第七管体24上设有第五控制阀25；高温熔盐存储罐3的底部连接有第八管体26，第八管体26远离高温熔盐存储罐3的一端连接第二泵体7的进液口，第八管体26上设有第六控制阀27。

其中，燃煤电厂用熔盐储热供汽系统包括第九管体28和第十管体29，第九管体28的第一端与第五管体20连通，且第九管体28的第一端位于第一泵体6与第三控制阀21之间；第九管体28的第二端与第六管体22连通，且第九管体28的第二端位于第四控制阀23与第三换热腔之间；第九管体28上设有第七控制阀30；第十管体29的第一端与第七管体24连通，且第十管体29的第一端位于第二换热腔与第五控制阀25之间，第十管体29的第二端与第八管体26连通，且第十管体29的第二端位于第二泵体7与第六控制阀27之间，第十管体29上设有第八控制阀31。

进一步的，第六管体22上设有第九控制阀32，第九控制阀32位于第九管体28的第二端与第三换热腔之间；第七管体24上设有第十控制阀33，第十控制阀33位于第十管体29的第一端与第二换热腔之间；低温熔盐存储罐2的内侧底部设有液位计。供水管8远离蒸汽加热装置5的一端与汽轮机的低压加热器出水口连接或与除氧器的出水口连接。本实施例中，蒸汽加热装置5包括从上至下依次布置的过热器51、蒸发器52和预热器53，高温熔盐依次穿过过热器51的加热腔、蒸发器52的加热腔和预热器53的加热腔，实现对高压水的梯级加热。

本实用新型的燃煤电厂用熔盐储热供汽系统的使用方法如下：

在燃煤机组处于高负荷时，关闭第六控制阀27、第八控制阀31、第四控制阀23、第七控制阀30、第九控制阀32；停运第二泵体7；运行第一泵体6；打开第三控制阀21、第五控制阀25、第十控制阀33、第一控制阀17、第二控制阀18，将低温熔盐存储罐2内的熔盐全部加热为高温熔盐，并储存在高温熔盐存储罐3中备用；

在利用第一泵体6抽取低温熔盐时，利用液位计判断低温熔盐存储罐2内的熔盐液位，若熔盐液位小于一定值，关闭第一控制阀17和第二控制阀18，停运第一泵体6，关闭第三控制阀21和第五控制阀25；

在燃煤机组处于低负荷时，如图2所示，打开第四控制阀23、第六控制阀27和第九控制阀32，开启第二泵体7，高温熔盐存储罐3中流出的高温熔盐依次流经过热器53、蒸发器52和预热器51，高温熔盐将高压水加热为高压蒸汽，高温熔盐被冷却为低温熔盐后流入低温熔盐存储罐2；

为进一步确保燃煤机组极低负荷的供热量，如图3所示，开启第一泵体6，打开第七控制阀30、第八控制阀31、第十控制阀33、第一控制阀17和第二控制阀18，关闭第三控制阀21和第五控制阀25，部分低温熔盐流经第二熔盐加热装置10、第一熔盐加热装置4，被燃煤锅炉的高温烟气加热为高温熔盐，这部分高温熔盐流经过热器51、蒸发器52、预热器53将高压水加热为高压过热蒸汽，增加了工业蒸汽供给量。

在高温熔盐存储罐3或低温熔盐存储罐2存在故障时，关闭第三控制阀21、第四控制阀23、第五控制阀25和第六控制阀27，高温熔盐存储罐3和低温熔盐存储罐2进行隔离。第二熔盐加热装置10和第一熔盐加热装置4依然可以吸收燃煤锅炉高温烟气热量对低温熔盐进行加热，产生的高温熔盐流经热器51、蒸发器52、预热器53将高压水加热为高压过热蒸汽。

综上，本实用新型的燃煤电厂用熔盐储热供汽系统通过锅炉耦合熔盐储热，利用熔盐储存一部分机组中高负荷时锅炉高温烟气热量，将其作为燃煤机组低负荷时产生工业供汽的热源，提高了热量利用效率，降低了系统煤耗率。而且，机组在极低负荷供热热源包括高温熔盐罐内的高温熔盐和锅炉高温烟气，实现了高温熔盐罐单独供热、锅炉+高温熔盐罐联合供热、锅炉单独供热等三种供热模式的灵活性运行，提高了机组供热能力及设备利用率，节约了系统投资。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种燃煤电厂用熔盐储热供汽系统，其特征在于，包括燃煤锅炉(1)、低温熔盐存储罐(2)、高温熔盐存储罐(3)、第一熔盐加热装置(4)、蒸汽加热装置(5)、第一泵体(6)和第二泵体(7)，所述第一熔盐加热装置(4)设有可传导换热的第一换热腔和第二换热腔，所述第一换热腔与所述燃煤锅炉(1)的烟道连通，所述低温熔盐存储罐(2)、所述第一泵体(6)、所述第二换热腔和所述高温熔盐存储罐(3)依次连通；

所述蒸汽加热装置(5)设有可传导换热的第三换热腔和第四换热腔，所述第四换热腔的一端连通有供水管(8)，所述第四换热腔的另一端与工业用气终端(9)连通，所述高温熔盐存储罐(3)、所述第二泵体(7)、所述第三换热腔和所述低温熔盐存储罐(2)依次连通。

2.根据权利要求1所述的燃煤电厂用熔盐储热供汽系统，其特征在于，所述燃煤电厂用熔盐储热供汽系统包括第二熔盐加热装置(10)，所述第二熔盐加热装置(10)设有可传导换热的第五换热腔和第六换热腔，所述第五换热腔体与所述烟道的后端连通；所述第一换热腔与所述烟道的前端连通；

所述低温熔盐存储罐(2)、所述第一泵体(6)、所述第六换热腔、所述第二换热腔和所述高温熔盐存储罐(3)依次连通。

3.根据权利要求2所述的燃煤电厂用熔盐储热供汽系统，其特征在于，所述烟道内从前至后依次间隔设有脱硝装置(11)和空气预热器(12)；

所述第五换热腔的进气端连接有第一管体(13)，所述第一管体(13)远离所述第五换热腔的一端设置在所述脱硝装置(11)与所述空气预热器(12)之间，所述第五换热腔的出气端连接有第二管体(14)，所述第二管体(14)远离所述第五换热腔的一端与所述燃煤锅炉(1)的炉膛底部连通；

所述第一换热腔的进气端连接有第三管体(15)，所述第三管体(15)远离所述第一换热腔的一端设置在所述烟道位于所述脱硝装置(11)前方的位置处，所述第一换热腔的出气端连接有第四管体(16)，所述第四管体(16)远离所述第一换热腔的一端设置在所述第三管体(15)远离所述第一换热腔的一端与所述脱硝装置(11)之间。

4.根据权利要求3所述的燃煤电厂用熔盐储热供汽系统，其特征在于，所述第一管体(13)上设有第一控制阀(17)，所述第三管体(15)上设有第二控制阀(18)。

5.根据权利要求3所述的燃煤电厂用熔盐储热供汽系统，其特征在于，所述燃煤电厂用熔盐储热供汽系统包括风机(19)，所述风机(19)的进风口与所述第二管体(14)远离所述第五换热腔的一端连接，所述风机(19)的出风口与所述燃煤锅炉(1)的炉膛底部连通。

6.根据权利要求1所述的燃煤电厂用熔盐储热供汽系统，其特征在于，所述低温熔盐存储罐(2)的底部连接有第五管体(20)，所述第五管体(20)远离所述低温熔盐存储罐(2)的一端连接所述第一泵体(6)的进液口，所述第五管体(20)上设有第三控制阀(21)；所述低温熔盐存储罐(2)的顶部连接有第六管体(22)，所述第六管体(22)远离所述低温熔盐存储罐(2)的一端连通所述第三换热腔，所述第六管体(22)上设有第四控制阀(23)；

所述高温熔盐存储罐(3)的顶部连接有第七管体(24)，所述第七管体(24)远离所述高温熔盐存储罐(3)的一端连通所述第二换热腔，所述第七管体(24)上设有第五控制阀(25)；所述高温熔盐存储罐(3)的底部连接有第八管体(26)，所述第八管体(26)远离所述高温熔盐存储罐(3)的一端连接所述第二泵体(7)的进液口，所述第八管体(26)上设有第六控制阀(27)。

7.根据权利要求6所述的燃煤电厂用熔盐储热供汽系统，其特征在于，所述燃煤电厂用熔盐储热供汽系统包括第九管体(28)和第十管体(29)，所述第九管体(28)的第一端与所述第五管体(20)连通，且所述第九管体(28)的第一端位于所述第一泵体(6)与所述第三控制阀(21)之间；所述第九管体(28)的第二端与所述第六管体(22)连通，且所述第九管体(28)的第二端位于所述第四控制阀(23)与所述第三换热腔之间；所述第九管体(28)上设有第七控制阀(30)；

所述第十管体(29)的第一端与所述第七管体(24)连通，且所述第十管体(29)的第一端位于所述第二换热腔与所述第五控制阀(25)之间，所述第十管体(29)的第二端与所述第八管体(26)连通，且所述第十管体(29)的第二端位于所述第二泵体(7)与所述第六控制阀(27)之间，所述第十管体(29)上设有第八控制阀(31)。

8.根据权利要求7所述的燃煤电厂用熔盐储热供汽系统，其特征在于，所述第六管体(22)上设有第九控制阀(32)，所述第九控制阀(32)位于所述第九管体(28)的第二端与所述第三换热腔之间；所述第七管体(24)上设有第十控制阀(33)，所述第十控制阀(33)位于所述第十管体(29)的第一端与所述第二换热腔之间。

9.根据权利要求1所述的燃煤电厂用熔盐储热供汽系统，其特征在于，所述低温熔盐存储罐(2)的内侧底部设有液位计。

10.根据权利要求1所述的燃煤电厂用熔盐储热供汽系统，其特征在于，所述供水管(8)远离所述蒸汽加热装置(5)的一端与汽轮机的低压加热器出水口连接或与除氧器的出水口连接。

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