CN218627051U - 一种新型含熔盐储热供热系统 - Google Patents

Abstract

一种新型含熔盐储热供热系统，包括熔盐加热储热一体装置和热网加热器，熔盐加热储热一体装置通过控制，控制熔盐加热器入口蒸汽关断阀（9）和熔盐加热器入口循环水关断阀（10）两个阀门切换熔盐加热储热一体装置（2）中换热排管（206）为从汽轮机进的蒸汽还是从热网循环水回水（33）进的循环水，对循环水进行加热，然后通过控制热网加热器入口蒸汽关断阀（8），可以控制汽轮机进的蒸汽进入热网加热器（1），对从热网循环水回水（33）进的循环水进行加热。可以在热负荷及电负荷低时用机组抽汽加热熔盐储存热量，在机组抽汽能力不足时用熔盐加热热网循环水对外供热。可以实现热电解耦，提高了热电厂的运行灵活性。

Description

一种新型含熔盐储热供热系统

技术领域

本实用新型涉及熔盐储能供热技术领域，具体涉及一种新型含熔盐储热供热系统。

背景技术

近年来，我国电力行业快速发展，随着新能源的全额消纳，电网调峰困难的问题凸显出来，于是2016年开始国家能源局、国家发改委发布了《可再生能源调峰机组优先发电试行办法》（发改运行[2016]1558号）文件、《关于促进储能技术与产业发展的指导意见》（发改能源[2017]1701号）文件、《关于提升电力系统调节能力的指导意见》（发改能源〔2018〕364号）文件鼓励发电企业通过灵活性改造提高调峰能力，对提高电网调峰能力提出了指导意见。同期又发布了《关于下达火电灵活性改造试点项目的通知》（国能综电力[2016]397号）文件、《关于下达第二批火电灵活性改造试点项目的通知》（国能综电力[2016]474号）文件，确定丹东电厂等22个项目为提升火电灵活性改造试点项目。

随着以上政策导向作用，我国新能源、可再生新能源发电量持续快速增长，火电机组利用小时数则逐年下降。2020年底全国全口径发电装机容量22.0亿千瓦，其中火电机组装机容量12.45亿千瓦，占比56.58%，火电设备平均利用小时4216小时。2019年，全国发电量73253亿千瓦时，其中火电发电量50450亿千瓦时，同比增长2.44%；水电13019千瓦时，同比增长5.67%；核电3487亿千瓦时，同比增长18.20%；风电发电量4057亿千瓦时，同比增长10.85%，风电平均利用小时数2082小时，全国弃风率降至4%，弃风电量169亿千瓦时。光伏发电量2243亿千瓦时，同比增长26.3%，光伏利用小时数1169小时，全国弃光率降至2%，弃光电量46亿千瓦时。

2020年底全国风电装机2.8亿千瓦，太阳能发电装机2.5亿千瓦，未来10年内我国风电太阳能发电装机要新增6.7亿千瓦以上，达到了2019年底全国全口径发电装机容量20.1亿千瓦的33%。因此未来我国新能源消纳压力仍旧巨大，火电机组年利用小时数将逐年走低，火电机组承担电网基本负荷及调峰任务将成为常态。基于以上政策背景，目前火电机组在国家电力系统中承担基础发电负荷及灵活性调峰的作用，为此，火电机组需要在最低负荷20%、30%负荷工况下纯凝或供热运行。

2021年10月29日，国家发展改革委、国家能源局发布《关于开展全国煤电机组改造升级的通知》（发改运行〔2021〕1519号），提出“推动煤电行业实施节能降耗改造、供热改造和灵活性改造制造“三改联动”，……，深入推进煤电清洁、高效、灵活、低碳、智能化高质量发展，努力实现我国煤电行业碳达峰目标。”该文件提出采暖热电机组在供热期运行时要通过热电解耦力争实现单日6h最小发电出力达到40%额定负荷的调峰能力。

传统供热首站采用蒸汽直接与水换热，该系统不能够蓄热，热负荷与电负荷耦合，由于冬季采暖优先原则，电负荷不能灵活调整。

发明内容

为解决上述问题，提供一种新型含熔盐储热供热系统，本实用新型的技术方案是以下述方式实现的：

一种新型含熔盐储热供热系统，

该供热系统包括熔盐加热储热一体装置2，加热储热一体装置2的蒸汽/水换热管进口201、熔盐加热器入口蒸汽关断阀9、蝶阀7、快关阀5，汽轮机接口30通过管路依次连接；蒸汽/水换热管出口202、熔盐加热器出口循环水关断阀14、首站出口热网循环水供水阀16、外供热网循环水供水31通过管路依次连接；

热网循环水回水33、热网循环水泵入口关断阀17、热网循环水泵3、热网循环水泵出口关断阀19、熔盐加热器疏水余热利用换热器第一进口263、熔盐加热器疏水余热利用换热器第一出口262，熔盐加热器入口循环水关断阀10、蒸汽/水换热管进口201通过管路依次连接；

蒸汽/水换热管出口202、熔盐加热器出口疏水调节阀一15、熔盐加热器疏水余热利用换热器第二进口261 、熔盐加热器疏水余热利用换热器第二出口264、熔盐加热器出口疏水关断阀二23、疏水泵入口关断阀20、疏水泵4、疏水泵出口关断阀22、首站出口疏水关断阀24、凝结水系统32通过管路依次连接。

该系统包括热网加热器1，热网加热器第一进水口101、热网加热器入口蒸汽关断阀8、蝶阀7通过管路依次连接；

热网加热器第一出水口104、热网加热器出口疏水调节阀13、疏水泵入口关断阀20通过管路依次连接；

熔盐加热器疏水余热利用换热器第一出口262、热网加热器入口循环水关断阀12、热网加热器第二进水口103、热网加热器第二出水口102、热网加热器出口循环水关断阀11、首站出口热网循环水供水阀16通过管路依次连接。

所述的蝶阀7与快关阀5之间安装有汽轮机接口调节阀6；所述首站出口疏水关断阀24与凝结水系统32之间安装有首站出口疏水逆止阀25；所述疏水泵4与疏水泵出口关断阀22之间安装有疏水泵出口逆止阀21。

所述的热网加热器1为的数量不少于两个，不少于两个的热网加热器1并联连接。

汽轮机接口30、快关阀5、蝶阀7的数量不少于两组，不少于两组的汽轮机接口30、快关阀5、蝶阀7并联连接。

疏水泵入口关断阀20、疏水泵4、疏水泵出口关断阀22的数量不少于两组，不少于两组的疏水泵入口关断阀20、疏水泵4、疏水泵出口关断阀22并联连接。

热网循环水泵入口关断阀17、热网循环水泵3、热网循环水泵出口关断阀19的数量不少于两组，不少于两组的热网循环水泵入口关断阀17、热网循环水泵3、热网循环水泵出口关断阀19并联连接。

相对于现有技术，本实用新型的具有以下有益效果：

本实用新型在传统供热首站中增加熔盐加热储热一体装置，可以在热负荷及电负荷低时用机组抽汽加热熔盐储存热量，在机组抽汽能力不足时用熔盐加热热网循环水对外供热。可以实现热电解耦，提高了热电厂的运行灵活性。

附图说明

图1是本实用新型的系统示意图。

图2为熔盐加热储热一体装置示意图。

其中：热网加热器-1、熔盐加热储热一体装置-2、热网循环水泵-3、疏水泵-4、快关阀-5、调节阀-6、蝶阀-7、热网加热器入口蒸汽关断阀-8、熔盐加热器入口蒸汽关断阀-9、熔盐加热器入口循环水关断阀-10、热网加热器出口循环水关断阀-11、热网加热器入口循环水关断阀-12、热网加热器出口疏水调节阀-13、熔盐加热器出口循环水关断阀-14、熔盐加热器出口疏水调节阀一-15、首站出口热网循环水供水阀-16、热网循环水泵入口关断阀-17、热网循环水泵出口逆止阀-18、热网循环水泵出口关断阀-19、疏水泵入口关断阀-20、疏水泵出口逆止阀-21、疏水泵出口关断阀-22、熔盐加热器出口疏水关断阀二-23、首站出口疏水关断阀-24、首站出口疏水逆止阀-25、熔盐加热器疏水余热利用换热器-26，熔盐灌注口-203、熔盐排放口-205、蒸汽/水换热管进口-201、蒸汽/水换热管出口-202、换热排管-206、熔盐换热器壳体-207。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式，基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-2所示的一种新型含熔盐储热供热系统，包括热网加热器1、熔盐加热储热一体装置2、热网循环水泵3、疏水泵4、快关阀5、调节阀6、蝶阀7、热网加热器入口蒸汽关断阀8、熔盐加热器入口蒸汽关断阀9、熔盐加热器入口循环水关断阀10、热网加热器出口循环水关断阀11、热网加热器入口循环水关断阀12、热网加热器出口疏水调节阀13、熔盐加热器出口循环水关断阀14、熔盐加热器出口疏水调节阀一15、首站出口热网循环水供水阀16、热网循环水泵入口关断阀17、热网循环水泵出口逆止阀18、热网循环水泵出口关断阀19、疏水泵入口关断阀20、疏水泵出口逆止阀21、疏水泵出口关断阀22、熔盐加热器出口疏水关断阀二23、首站出口疏水关断阀24、首站出口疏水逆止阀25、熔盐加热器疏水余热利用换热器26、熔盐灌注口203、熔盐排放口205、蒸汽/水换热管进口201、蒸汽/水换热管出口202、螺旋换热管206、熔盐换热器壳体207。

该供热系统包括熔盐加热储热一体装置2，蒸汽/水换热管进口201、熔盐加热器入口蒸汽关断阀9、蝶阀7、快关阀5，汽轮机接口30通过管路依次连接；蒸汽/水换热管出口202、熔盐加热器出口循环水关断阀14、首站出口热网循环水供水阀16、外供热网循环水供水31通过管路依次连接；

热网循环水回水33、热网循环水泵入口关断阀17、热网循环水泵3、热网循环水泵出口关断阀19、熔盐加热器疏水余热利用换热器第一进口263、熔盐加热器疏水余热利用换热器第一出口262，熔盐加热器入口循环水关断阀10、蒸汽/水换热管进口201通过管路依次连接。

蒸汽/水换热管出口202、熔盐加热器出口疏水调节阀一15、熔盐加热器疏水余热利用换热器第二进口261 、熔盐加热器疏水余热利用换热器第二出口264、熔盐加热器出口疏水关断阀二23、疏水泵入口关断阀20、疏水泵4、疏水泵出口关断阀22、首站出口疏水关断阀24、凝结水系统32通过管路依次连接。

汽轮机接口30、快关阀5、蝶阀7的数量不少于两组，不少于两组的汽轮机接口30、快关阀5、蝶阀7并联连接。

疏水泵入口关断阀20、疏水泵4、疏水泵出口关断阀22的数量不少于两组，不少于两组的疏水泵入口关断阀20、疏水泵4、疏水泵出口关断阀22并联连接。

热网循环水泵入口关断阀17、热网循环水泵3、热网循环水泵出口关断阀19的数量不少于两组，不少于两组的热网循环水泵入口关断阀17、热网循环水泵3、热网循环水泵出口关断阀19并联连接。

如图2所示的熔盐加热储热一体装置2为卧式圆柱形罐体，两端为椭球型封头。罐体上部设置两个熔盐灌注口203，分别位于罐体两边。罐体底部中间位置设置熔盐排放口205，为了保证熔盐完全排净，罐体底部具有5%的坡度，中间设置熔盐排放口28的位置为罐体最低点。罐体上部设置蒸汽/水换热管进口201、蒸汽/水换热管出口202，罐体内部换热管道采用螺旋形布置，螺旋换热管道中心距离罐壁600mm，螺旋换热管道平行等间距布置，间距不小于1000mm。

该系统包括热网加热器1，热网加热器第一进水口101、热网加热器入口蒸汽关断阀8、蝶阀7通过管路依次连接，热网加热器1为的数量不少于两个，不少于两个的热网加热器1并联连接。

热网加热器第一出水口104、热网加热器出口疏水调节阀13、疏水泵入口关断阀20通过管路依次连接；

熔盐加热器疏水余热利用换热器第一出口262、热网加热器入口循环水关断阀12、热网加热器第二进水口103、热网加热器第二出水口102、热网加热器出口循环水关断阀11、首站出口热网循环水供水阀16通过管路依次连接。

所述的蝶阀7与快关阀5之间安装有汽轮机接口调节阀6；所述首站出口疏水关断阀24与凝结水系统32之间安装有首站出口疏水逆止阀25；所述疏水泵4与疏水泵出口关断阀22之间安装有疏水泵出口逆止阀21

所述的热网加热器1为的数量不少于两个，不少于两个的热网加热器1并联连接。

汽轮机接口30、快关阀5、蝶阀7的数量不少于两组，不少于两组的汽轮机接口30、快关阀5、蝶阀7并联连接。

疏水泵入口关断阀20、疏水泵4、疏水泵出口关断阀22的数量不少于两组，不少于两组的疏水泵入口关断阀20、疏水泵4、疏水泵出口关断阀22并联连接。

热网循环水泵入口关断阀17、热网循环水泵3、热网循环水泵出口关断阀19的数量不少于两组，不少于两组的热网循环水泵入口关断阀17、热网循环水泵3、热网循环水泵出口关断阀19并联连接。

蒸汽从汽轮机来通过快关阀5、调节阀6、蝶阀7来到热网首站，通过热网加热器入口蒸汽关断阀8和热网加热器第一进水口101进入热网加热器1释放热量并凝结为疏水，各台热网加热器的疏水通过热网加热器第一出水口104下部的疏水调节阀13、疏水泵入口关断阀20后进入疏水泵4，被疏水泵4加压，再通过疏水泵出口逆止阀21、疏水泵出口关断阀22、首站出口疏水关断阀24、首站出口疏水逆止阀25最后返回至主厂房的凝结水系统中完成工质回收。

熔盐加热储热一体装置2投运蓄热时，蒸汽从汽轮机来通过快关阀5、调节阀6、蝶阀7来到热网首站，部分蒸汽通过熔盐加热器入口蒸汽关断阀9进入熔盐加热储热一体装置2加热熔盐，蒸汽释放热量后冷凝为疏水，通过熔盐加热器出口疏水调节阀一15进入熔盐加热器疏水余热利用换热器26利用余热对热网循环水回水进行一级加热。

热网循环水回水从热网来通过热网循环水泵入口关断阀17被热网循环水泵3加压后再通过热网循环水泵出口逆止阀18、热网循环水泵出口关断阀19、热网加热器入口循环水关断阀12进入各个热网加热器1，在热网加热器1中的管道中与管道外的热蒸汽进行热量交换，吸收热量温度升高至90～130℃，再经过热网加热器出口循环水关断阀11、首站出口热网循环水供水阀16外供至热网中。

当熔盐加热储热一体装置2投运放热时，热网循环水回水从热网来通过热网循环水泵入口关断阀17被热网循环水泵3加压后再通过热网循环水泵出口逆止阀18、热网循环水泵出口关断阀19，一部分或全部热网循环水回水通过熔盐加热器入口循环水关断阀10进入熔盐加热储热一体装置2吸收熔盐的热量后温度升高至90～130℃，再经过热网加热器出口循环水关断阀14、首站出口热网循环水供水阀16外供至热网中。

通过控制熔盐加热器入口蒸汽关断阀9和熔盐加热器入口循环水关断阀10两个阀门切换熔盐加热储热一体装置2中换热排管206为从汽轮机进的蒸汽还是从热网循环水回水33进的循环水，热排管206为蒸汽和循环水公用管道，当熔盐加热器入口蒸汽关断阀9开启熔盐加热器入口循环水关断阀10关闭时，热排管206为蒸汽，当熔盐加热器入口蒸汽关断阀9关闭，熔盐加热器入口循环水关断阀10开启时，热排管206为循环水。

下面分四种工况进行详细说明其运行方法：

工况一：热网加热器蒸汽加热的运行方法：

此时由热网加热器通过蒸汽加热热网循环水，此时熔盐加热器入口蒸汽关断阀9、熔盐加热器入口循环水关断阀10、熔盐加热器出口循环水关断阀14、熔盐加热器出口疏水调节阀一15、熔盐加热器出口疏水关断阀二23关闭，其他阀门打开，根据热负荷投入热网加热器1的数量打开对应的热网加热器入口蒸汽关断阀8。

工况二：热网加热器蒸汽加热+熔盐蓄热的运行方法：

此时由热网加热器通过蒸汽加热热网循环水，同时熔盐加热器进行蓄热。此时熔盐加热器入口循环水关断阀10、熔盐加热器出口循环水关断阀14关闭，其他阀门打开，根据热负荷投入热网加热器1的数量打开对应的热网加热器入口蒸汽关断阀8。

工况三：热网加热器蒸汽加热+熔盐放热的运行方法：

此时由热网加热器通过蒸汽加热热网循环水，同时熔盐加热器放热也加热热网循环水。此时熔盐加热器入口蒸汽关断阀9、熔盐加热器出口疏水调节阀一15、熔盐加热器出口疏水关断阀二23关闭，其他阀门打开，根据热负荷投入热网加热器1的数量打开对应的热网加热器入口蒸汽关断阀8。

工况四：熔盐单独加热的运行方法：

此时快关阀5、调节阀6、蝶阀7、热网加热器入口蒸汽关断阀8、熔盐加热器入口蒸汽关断阀9、热网加热器出口循环水关断阀11、热网加热器入口循环水关断阀12、热网加热器出口疏水调节阀13、熔盐加热器出口疏水调节阀一15、疏水泵入口关断阀20、疏水泵出口逆止阀21、疏水泵出口关断阀22、熔盐加热器出口疏水关断阀二23、首站出口疏水关断阀24、首站出口疏水逆止阀25关闭，其他阀门打开。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。而且，对于本领域普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的原理的精神的情况下对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型都在本说明书的范围内。

以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种新型含熔盐储热供热系统，其特征在于：

该供热系统包括熔盐加热储热一体装置（2），加热储热一体装置（2）的蒸汽/水换热管进口（201）、熔盐加热器入口蒸汽关断阀（9）、蝶阀（7）、快关阀（5），汽轮机接口（30）通过管路依次连接；蒸汽/水换热管出口（202）、熔盐加热器出口循环水关断阀（14）、首站出口热网循环水供水阀（16）、外供热网循环水供水（31）通过管路依次连接；

热网循环水回水（33）、热网循环水泵入口关断阀（17）、热网循环水泵（3）、热网循环水泵出口关断阀（19）、熔盐加热器疏水余热利用换热器第一进口（263）、熔盐加热器疏水余热利用换热器第一出口（262），熔盐加热器入口循环水关断阀（10）、蒸汽/水换热管进口（201）通过管路依次连接；

蒸汽/水换热管出口（202）、熔盐加热器出口疏水调节阀一（15）、熔盐加热器疏水余热利用换热器第二进口（261）、熔盐加热器疏水余热利用换热器第二出口（264）、熔盐加热器出口疏水关断阀二（23）、疏水泵入口关断阀（20）、疏水泵（4）、疏水泵出口关断阀（22）、首站出口疏水关断阀（24）、凝结水系统（32）通过管路依次连接。

2.如权利要求1所述的一种新型含熔盐储热供热系统，其特征在于：

该系统包括热网加热器（1），热网加热器第一进水口（101）、热网加热器入口蒸汽关断阀（8）、蝶阀（7）通过管路依次连接；

热网加热器第一出水口（104）、热网加热器出口疏水调节阀（13）、疏水泵入口关断阀（20）通过管路依次连接；

熔盐加热器疏水余热利用换热器第一出口（262）、热网加热器入口循环水关断阀（12）、热网加热器第二进水口（103）、热网加热器第二出水口（102）、热网加热器出口循环水关断阀（11）、首站出口热网循环水供水阀（16）通过管路依次连接。

3.如权利要求1所述的一种新型含熔盐储热供热系统，其特征在于：所述的蝶阀（7）与快关阀（5）之间安装有汽轮机接口调节阀（6）；所述首站出口疏水关断阀（24）与凝结水系统（32）之间安装有首站出口疏水逆止阀（25）；所述疏水泵（4）与疏水泵出口关断阀（22）之间安装有疏水泵出口逆止阀（21）。

4.如权利要求1所述的一种新型含熔盐储热供热系统，其特征在于：汽轮机接口（30）、快关阀（5）、蝶阀（7）的数量不少于两组，不少于两组的汽轮机接口（30）、快关阀（5）、蝶阀（7）并联连接。

5.如权利要求1所述的一种新型含熔盐储热供热系统，其特征在于：疏水泵入口关断阀（20）、疏水泵（4）、疏水泵出口关断阀（22）的数量不少于两组，不少于两组的疏水泵入口关断阀（20）、疏水泵（4）、疏水泵出口关断阀（22）并联连接。

6.如权利要求1所述的一种新型含熔盐储热供热系统，其特征在于：热网循环水泵入口关断阀（17）、热网循环水泵（3）、热网循环水泵出口关断阀（19）的数量不少于两组，不少于两组的热网循环水泵入口关断阀（17）、热网循环水泵（3）、热网循环水泵出口关断阀（19）并联连接。

7.如权利要求2所述的一种新型含熔盐储热供热系统，其特征在于：所述的热网加热器（1）为的数量不少于两个，不少于两个的热网加热器（1）并联连接。

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