CN220302199U - 一种火力发电与压缩空气储能发电联合循环系统 - Google Patents
一种火力发电与压缩空气储能发电联合循环系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN220302199U CN220302199U CN202322026098.5U CN202322026098U CN220302199U CN 220302199 U CN220302199 U CN 220302199U CN 202322026098 U CN202322026098 U CN 202322026098U CN 220302199 U CN220302199 U CN 220302199U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- power generation
- energy storage
- compressed air
- air energy
- thermal power
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 title claims abstract description 50
- 238000010248 power generation Methods 0.000 title claims abstract description 49
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 89
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 claims abstract description 25
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 22
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 4
- 235000019994 cava Nutrition 0.000 description 2
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/16—Mechanical energy storage, e.g. flywheels or pressurised fluids
Abstract
本实用新型涉及一种火力发电与压缩空气储能发电联合循环系统，包括火力发电机组和压缩空气储能发电机组，所述火力发电机组包括沿蒸汽流向依次连接的锅炉、汽轮机高压缸、汽轮机中压缸、汽轮机低压缸和汽轮发电机；其中汽轮机中压缸分了一条支路与压缩空气储能机组的小汽轮机连接，采用火力发电机组的凝结水来冷却空气压缩机压缩后的空气，回收大分压缩后空气的热量，简化了压缩空气储能发电技术中的储热系统，空气压缩机采用小汽轮机来驱动，与常规电机驱动相比，采用中低压蒸汽来驱动，能源价格更便宜，且避免了电力在电网输送过程中的损耗，降低了储能的成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及发电技术，具体涉及一种火力发电与压缩空气储能发电联合循环系统。
背景技术
我国的能源资源现状决定火力发电机组仍将是当前及未来较长一段时期内我国电力、电量的主体。但随着新能源装机及发电量快速提升，火力发电机组利用小时数不断降低，将承担更多调峰任务，逐步由电量型电源向电量、电力调节型电源转变。
压缩空气储能发电技术，是一种高密度、长寿命、高效率、布置灵活的物理储能技术，能增加机组的调峰能力，并提高供电的可靠性。
压缩空气储能发电工艺系统包括空气压缩系统、储热系统、储气系统和膨胀发电系统4个系统。
为此我们急需设计一种火力发电与压缩空气储能发电联合循环系统提高火力发电机组的灵活性，特别是深度调峰能力，对实现科学调峰，保障电力可靠性供应，促进新能源发展具有积极促进作用。
实用新型内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种火力发电与压缩空气储能发电联合循环系统以提高火力发电机组的灵活性。
(二)技术方案
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种火力发电与压缩空气储能发电联合循环系统，包括火力发电机组和压缩空气储能发电机组，所述火力发电机组包括沿蒸汽流向依次连接的锅炉、汽轮机高压缸、汽轮机中压缸、汽轮机低压缸和汽轮发电机；
其中汽轮机中压缸分了一条支路与压缩空气储能发电机组的小汽轮机连接；
所述压缩空气储能发电机组包括沿空气流向依次连接有空气过滤器、空气压缩机、冷却器、储气空间、油(水)气换热器、膨胀机和膨胀发电机；
沿储热油(水)流向有低温油(水)罐、低温油(水)泵、储热油(水)罐、储热油(水)泵和油(水)气换热器，油(水)气换热器连接低温油(水)罐。
优选的，所述汽轮机低压缸的凝结水沿凝结水及给水流向依次连接有凝汽器、凝结水泵、低压加热器、除氧器、给水泵和高压加热器，高压加热器与锅炉连接；
优选的，所述凝结水泵和低压加热器之间分了一条支路经凝结水增压泵后去压缩空气储能发电机组的冷却器，最后与除氧器连接。
优选的，所述储气空间为储气罐、储气洞穴或者人工硐室。
优选的，所述汽轮机中压缸分了一条支路与压缩空气储能发电机组的小汽轮机连接，沿蒸汽流向有储热油(水)罐、疏水箱和疏水泵，疏水泵最后与除氧器连接。
优选的，所述在凝结水去冷却器的管道上，增设了凝结水增压泵，。
优选的，所述小汽轮机采用背压式机组。
(三)有益效果
与现有技术相比：
1、采用火力发电机组的凝结水来冷却空气压缩机压缩后的空气，回收大分压缩后空气的热量，简化了压缩空气储能发电技术中的储热系统。
2、空气压缩机采用小汽轮机来驱动，与常规电机驱动相比，采用中低压蒸汽来驱动，能源价格更便宜，且避免了电力在电网输送过程中的损耗，降低了储能的成本。
3、空气压缩机采用小汽轮机来驱动，采用变转速调节，低负荷运行时效率更高。
4、小汽轮机采用背压式机组，其排汽用来加热储热油(水)罐中的导热油(除盐水)，再由导热油(除盐水)来加热膨胀发电机入口的空气，蒸汽热量得到阶梯利用，能量利用效率更高。
5、采用小汽轮机排汽来加热导热油(除盐水)，导热油(除盐水)温度更高，相应提高了膨胀机入口空气温度，提升了膨胀机效率。
6、凝结水吸收压缩后空气热量后，空气体积下降，储气罐中能储存更多的压缩空气。
7、储热油(除盐水)在油(水)气换热器内加热空气后，温度降低，回到低温油(水)罐储存；不直接进入储热油(水)罐，保证储热油(水)罐始终维持较高的温度，提高油(水)气换热器入口导热油(除盐水)温度，提高换热效率。
附图说明
图1为本发明的原理图。
1.1—锅炉、1.2—汽轮机高压缸、1.3—汽轮机中压缸、1.4—汽轮机低压缸、1.5—汽轮发电机、1.6—凝汽器、1.7—凝结水泵、1.8—低压加热器、1.9—除氧器、1.10—给水泵、1.11—高压加热器、1.12—凝结水增压泵、2.1—小汽轮机、2.2—空气过滤器、2.3—空气压缩机、2.4—冷却器、2.5—储气罐(或各种洞穴)、2.6—油(水)气换热器、2.7—膨胀机、2.8—膨胀发电机、2.9—储热油(水)罐、2.10—储热油(水)泵、2.11—低温油(水)罐、2.12—低温油(水)泵、2.13—疏水箱、2.14—疏水泵。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
参照附图1，本实施例包括：
本实用新型装置的工作流程如下：火力发电与压缩空气储能发电联合循环系统，由火力发电机组1和压缩空气储能发电机组2构成，
其中火力发电机组1包括沿蒸汽流向依次连接的锅炉1.1、汽轮机高压缸1.2、汽轮机中压缸1.3、汽轮机低压缸1.4和汽轮发电机1.5；
其中汽轮机中压缸1.3分了一条支路与压缩空气储能发电机组2的小汽轮机2.1连接，小汽轮机2.1采用背压式机组，汽轮机低压缸1.4的凝结水沿凝结水及给水流向依次连接有凝汽器1.6、凝结水泵1.7、低压加热器1.8、除氧器1.9、给水泵1.10和高压加热器1.11，高压加热器1.11与锅炉1.1连接；凝结水泵1.7和低压加热器1.8之间分了一条支路经凝结水增压泵1.12后去压缩空气储能发电机组的冷却器2.4，最后与除氧器1.9连接，凝结水去冷却器2.4的管道上，增设了凝结水增压泵1.12。
压缩空气储能发电机组2包括沿空气流向依次连接有空气过滤器2.2、空气压缩机2.3、冷却器2.4、储气空间2.5、油(水)气换热器2.6、膨胀机2.7和膨胀发电机2.8，储气空间2.5为储气罐、储气洞穴或者人工硐室。
沿储热油(水)流向有低温油(水)罐2.11、低温油(水)泵2.12、储热油(水)罐2.9、储热油(水)泵2.10和油(水)气换热器2.6，油(水)气换热器2.6连接低温油(水)罐2.11。汽轮机中压缸1.3分了一条支路与压缩空气储能发电机组2的小汽轮机2.1连接，沿蒸汽流向有储热油(水)罐2.9、疏水箱2.13和疏水泵2.14，疏水泵2.14最后与除氧器1.9连接。
具体来说，火力发电机组1通过燃烧燃料产生蒸汽驱动汽轮机发电，同时产生的凝结水经过一系列处理后被再次利用。汽轮机中压缸1.3分出一支路与压缩空气储能发电机组2的小汽轮机2.1相连，从而利用汽轮机中压缸的蒸汽余热为压缩空气储能发电机组提供动力，增加系统的整体效率。
凝结水通过凝结水泵1.7被送入冷却器2.4来冷却压缩空气储能发电机组，然后返回除氧1.9，实现了火力发电机组与压缩空气储能发电机组的热能交换和水的循环利用。
压缩空气储能发电机组2利用空气过滤器2.2将外界空气进行过滤，然后通过空气压缩机2.3进行压缩，压缩后的空气经过冷却器2.4降温，并储存在储气空间2.5中。在需要释放能量时，储气空间中的压缩空气通过油(水)气换热2.6与储热油水进行热交换，然后经过膨胀机2.7驱动膨胀发电机2.8发电，释放储能。
整个系统通过合理的能量流动和热能转换，实现了火力发电和压缩空气储能发电的有效结合，提高了能源利用效率，同时还能有效减少对环境的影响。
凝结水经过低压加热器1.8预热后，进入除氧器1.9进行除氧和进一步加热。再由给水泵1.10加压，经高压加热器1.11加热后，送入锅炉1.1，在锅炉1.1中蒸发成超临界参数蒸汽。锅炉1.1出来蒸汽，依次进入汽轮机高压缸1.2、汽轮机中压缸1.3、汽轮机低压缸1.4中膨胀做功带动汽轮发电机1.5发电，最终排入凝汽器1.6中冷却成凝结水。凝结水由凝结水泵1.7加压后，分为两路，主路流向低压加热器1.8，支路经凝结水增压泵1.12加压后，流经冷却器2.4后，再进入除氧器1.9。
当火力发电机组需要降负荷调峰运行时，也是压缩空气储能发电机组储能的过程，系统工作流程如下：
低温油(水)泵2.12将低温油(水)罐2.11中的储热油(除盐水)送入储热油(水)罐2.9内。
从汽轮机中压缸1.3抽取蒸汽，进入背压式小汽轮机2.1中膨胀做功带动空气压缩机2.3，再进入储热油(水)罐2.9中加热导热油(除盐水)，最终变成疏水收集在疏水箱2.13内，由疏水泵2.14送入除氧器1.9。
同时，外界环境来的空气依次经过空气过滤器2.2过滤，空气压缩机2.3加压，冷却器2.4冷却后，进入储气罐(或各种洞穴)2.5储存起来。
此外，火力发电机组的凝结水，由凝结水增压泵1.12升压后，经过冷却器2.4加热，回收空压机出口空气热量后，再进入除氧器1.9。
当外界达到用电高峰时，火力发电机组停止汽轮结中压缸1.3的抽汽，开始满负荷发电，压缩空气储能发电机组也停止储能，对外供电，系统工作流程如下：
储气罐(或各种洞穴)2.5中的压缩空气，经过油(水)气换热器2.6加热后，进入膨胀机2.7膨胀做功，带动膨胀发电机2.8发电，其排出的尾气由烟囱排入大气。
同时，储热油(水)罐2.9中导热油(除盐水，已在储能过程中被加热)，由储热油(水)泵2.10送入油(水)气换热器2.6内，加热压缩空气后，再回到低温油(水)罐2.11。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种火力发电与压缩空气储能发电联合循环系统，包括火力发电机组(1)和压缩空气储能发电机组(2)，其特征在于：
所述火力发电机组(1)包括沿蒸汽流向依次连接的锅炉(1.1)、汽轮机高压缸(1.2)、汽轮机中压缸(1.3)、汽轮机低压缸(1.4)和汽轮发电机(1.5)；
其中汽轮机中压缸(1.3)分了一条支路与压缩空气储能发电机组(2)的小汽轮机(2.1)连接；
所述压缩空气储能发电机组(2)包括沿空气流向依次连接有空气过滤器(2.2)、空气压缩机(2.3)、冷却器(2.4)、储气空间(2.5)、油气换热器(2.6)、膨胀机(2.7)和膨胀发电机(2.8)；
沿储热油流向有低温油罐(2.11)、低温油泵(2.12)、储热油罐(2.9)、储热油泵(2.10)和油气换热器(2.6)，油气换热器(2.6)连接低温油罐(2.11)。
2.根据权利要求1所述的一种火力发电与压缩空气储能发电联合循环系统，其特征在于：所述汽轮机低压缸(1.4)的凝结水沿凝结水及给水流向依次连接有凝汽器(1.6)、凝结水泵(1.7)、低压加热器(1.8)、除氧器(1.9)、给水泵(1.10)和高压加热器(1.11)，高压加热器(1.11)与锅炉(1.1)连接。
3.根据权利要求2所述的一种火力发电与压缩空气储能发电联合循环系统，其特征在于：所述凝结水泵(1.7)和低压加热器(1.8)之间分了一条支路经凝结水增压泵(1.12)后去压缩空气储能发电机组的冷却器(2.4)，最后与除氧器(1.9)连接。
4.根据权利要求1所述的一种火力发电与压缩空气储能发电联合循环系统，其特征在于：所述储气空间(2.5)为储气罐、储气洞穴或者人工硐室。
5.根据权利要求1所述的一种火力发电与压缩空气储能发电联合循环系统，其特征在于：所述汽轮机中压缸(1.3)分了一条支路与压缩空气储能发电机组(2)的小汽轮机(2.1)连接，沿蒸汽流向有储热油罐(2.9)、疏水箱(2.13)和疏水泵(2.14)，疏水泵(2.14)最后与除氧器(1.9)连接。
6.根据权利要求2所述的一种火力发电与压缩空气储能发电联合循环系统，其特征在于：在所述凝结水去冷却器的管道上，增设了凝结水增压泵。
7.根据权利要求1所述的一种火力发电与压缩空气储能发电联合循环系统，其特征在于：所述小汽轮机(2.1)采用背压式机组。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202322026098.5U CN220302199U (zh) | 2023-07-31 | 2023-07-31 | 一种火力发电与压缩空气储能发电联合循环系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202322026098.5U CN220302199U (zh) | 2023-07-31 | 2023-07-31 | 一种火力发电与压缩空气储能发电联合循环系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN220302199U true CN220302199U (zh) | 2024-01-05 |
Family
ID=89375216
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202322026098.5U Active CN220302199U (zh) | 2023-07-31 | 2023-07-31 | 一种火力发电与压缩空气储能发电联合循环系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN220302199U (zh) |
-
2023
- 2023-07-31 CN CN202322026098.5U patent/CN220302199U/zh active Active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN203374333U (zh) | 一种能够平抑用电峰谷波动的发电系统 | |
| CN112855293A (zh) | 集成储热的工业供汽热电联产调峰调频系统及运行方法 | |
| CN103075216B (zh) | 布列顿-复叠式蒸汽朗肯联合循环发电装置 | |
| CN113982891B (zh) | 旧火电厂锅炉改造的压缩空气复合储能系统及其运行方法 | |
| CN111207048A (zh) | 一种火电厂耦合光热熔盐集热发电系统及碳减排方法 | |
| CN114060111A (zh) | 火电机组循环水余热利用的液态压缩空气储能方法及系统 | |
| CN114465254A (zh) | 燃煤电站储能调峰系统 | |
| CN216408920U (zh) | 一种双热源热工混合压缩热泵蒸汽系统 | |
| CN213807777U (zh) | 火力发电系统和压缩空气储能系统的耦合系统 | |
| CN203594565U (zh) | 一种太阳能热发电大功率泵的汽动驱动系统 | |
| CN105298565A (zh) | 一种变工况主动调控的光煤互补间接空冷发电系统及方法 | |
| CN220302199U (zh) | 一种火力发电与压缩空气储能发电联合循环系统 | |
| CN203257488U (zh) | 水或液体介质蒸汽非冷凝循环发电系统 | |
| CN103075213B (zh) | 复叠式蒸汽朗肯联合循环发电装置 | |
| CN116838439A (zh) | 一种火力发电与压缩空气储能发电联合循环系统 | |
| CN101788141A (zh) | 一种吸收式回热器及其在电厂回热循环系统中的应用 | |
| CN103195517B (zh) | 液体介质蒸汽非冷凝循环发电系统 | |
| KR20190069994A (ko) | 가스터빈을 이용한 복합 발전설비 | |
| CN114688763A (zh) | 一种热泵回收低温余热电驱压缩蒸汽制取系统及方法 | |
| CN209876873U (zh) | 一种燃料电池的废热回收装置 | |
| CN207750114U (zh) | 一种利用垃圾填埋气内燃机排气的低温余热发电装置 | |
| CN220687533U (zh) | 一种压缩空气储能末级空压机余热回收利用系统 | |
| CN220018284U (zh) | 压缩空气储能余热回收储热利用系统 | |
| CN210564805U (zh) | 基于垃圾填埋气发电的余热回收系统 | |
| CN219431900U (zh) | 一种新型的双工质联合循环发电装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |