CN220338425U - 一种用于电厂深度调峰的熔盐储热系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于电厂深度调峰的熔盐储热系统，主蒸汽管道旁路与换热器气体端口的热端相连，换热器液体端口的冷端与除氧器相连，换热器熔盐介质端口的热端与熔盐储罐单元的高温熔盐口相连，换热器熔盐介质端口的冷端与熔盐储罐单元的低温熔盐口相连，主给水管道与熔盐给水加热器的进口连接，熔盐给水加热器的出口与锅炉省煤器前给水系统连接，熔盐储罐单元的高温熔盐口与熔盐给水加热器熔盐介质端口的热端相连，熔盐给水加热器熔盐介质端口的冷端与熔盐储罐单元的低温熔盐口相连。本实用新型提供的熔盐储热系统，设置熔盐储/换热模块，系统相对简单，安全可靠，可以实现机炉解耦，降低汽轮机发电负荷、实现深度调峰。
Description
技术领域
本实用新型涉及火力发电技术领域，尤其涉及一种用于电厂深度调峰的熔盐储热系统。
背景技术
随着以太阳能和风能为代表的可再生能源大量接入电网，由于其白天能源激增，夜间减少，电网的稳定和安全将受到极大考验。为积极响应电网的管理和调度，解决白天新能源高峰中常规火电厂发电浪费严重，而在新能源相对缺失的晚间电力供应紧张的问题，急需新型储能系统提供辅助服务。熔盐储热系统正适应了电厂的发电需求，可以起到较好的移峰填谷的作用，同时增加了电网的可靠性。
现有的熔盐储热系统，储热阶段即机组需要向下调峰时，如图(1)所示，采用抽取主蒸汽和再热蒸汽，通过蒸汽熔盐换热器与低温熔盐换热储存热量，降低机组出力；放热阶段即机组中高负荷时，如图(2)所示，采用低品质蒸汽与高温熔盐换热释放热量，提高机组出力。虽然能够达到储能的目的，但是连接再热蒸汽管道，影响锅炉再热系统安全性，并且只能降低火力发电厂部分电负荷，无法达到机组深度调峰的目的。
实用新型内容
鉴于目前存在的上述不足，本实用新型提供一种用于电厂深度调峰的熔盐储热系统，设置熔盐储/换热模块，系统相对简单，安全可靠，可以实现机炉解耦，降低汽轮机发电负荷、实现深度调峰。
为达到上述目的，本实用新型的实施例拟采用如下技术方案：
一种用于电厂深度调峰的熔盐储热系统，包括火电机组、蒸汽管道、熔盐储/换热模块，所述熔盐储/换热模块包括换热器、熔盐给水加热器和熔盐储罐单元，所述火电机组的主蒸汽管道旁路与所述换热器气体端口的热端通过蒸汽管道相连，所述换热器液体端口的冷端通过管道与所述火电机组的除氧器相连，所述换热器熔盐介质端口的热端与熔盐储罐单元的高温熔盐口相连接，所述换热器熔盐介质端口的冷端与熔盐储罐单元的低温熔盐口相连，所述火电机组的主给水管道与所述熔盐给水加热器的进口连接，所述熔盐给水加热器的出口与锅炉省煤器前给水系统连接，所述熔盐储罐单元的高温熔盐口与所述熔盐给水加热器熔盐介质端口的热端相连接，所述熔盐给水加热器熔盐介质端口的冷端与所述熔盐储罐单元的低温熔盐口相连接。
依照本实用新型的一个方面，所述熔盐储罐单元包括若干热熔盐罐和冷熔盐罐。
依照本实用新型的一个方面，所述热熔盐罐和冷熔盐罐内设置熔盐泵。
依照本实用新型的一个方面，所述熔盐泵为立式长轴泵。
依照本实用新型的一个方面，所述热熔盐罐和冷熔盐罐内放置三元熔盐。
依照本实用新型的一个方面，还包括熔盐电加热器，所述熔盐电加热器通过加热管路分别与热熔盐罐和冷熔盐罐相连。
依照本实用新型的一个方面，所述加热管路上设置加热流量调节阀。
依照本实用新型的一个方面，所述热熔盐罐和换热器之间通过供给管路连接。
依照本实用新型的一个方面，所述供给管路上设有高温流量调节阀和温度传感器。
本实用新型实施的优点：所述熔盐储能系统，通过引出主蒸汽进行储热的方式，系统储热效率高。利用再热汽温的安全余量，主蒸汽旁路引出后不影响锅炉再热系统安全性，系统相对简单，安全可靠。通过设置熔盐储/换热模块，可以实现机炉解耦，达到降低汽轮机发电负荷、实现深度调峰的需求。熔盐储能系统采用三元熔盐作为储、放热介质，与二元盐相比，三元盐熔点更低，运行温度更低，运行更安全可靠。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有的熔盐储热系统的储热阶段的示意图；
图2为现有的熔盐储热系统的释热阶段的示意图；
图3为本实用新型所述的一种用于电厂深度调峰的熔盐储热系统的储热阶段的示意图；
图4为本实用新型所述的一种用于电厂深度调峰的熔盐储热系统的释热阶段的示意图。
图1-4中，1、储能换热器；2、主蒸汽管道旁路；3、热熔盐罐；4、冷熔盐罐；5、熔盐给水加热器；6、主给水管道；7、锅炉省煤器。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，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。
如图3、图4所示，一种用于电厂深度调峰的熔盐储热系统，包括火电机组、蒸汽管道、熔盐储/换热模块，所述熔盐储/换热模块包括储能换热器1、熔盐给水加热器5和熔盐储罐单元，所述火电机组的主蒸汽管道旁路2与所述储能换热器1气体端口的热端通过蒸汽管道相连，所述储热换热器1液体端口的冷端通过管道与所述火电机组的除氧器相连，所述储能换热器1熔盐介质端口的热端与熔盐储罐单元的高温熔盐口相连接，所述储能换热器1熔盐介质端口的冷端与熔盐储罐单元低温熔盐口相连，所述火电机组的主给水管道6与所述熔盐给水加热器5的进口连接，所述熔盐给水加热器5的出口与锅炉省煤器7连接，所述熔盐储罐单元的高温熔盐口与所述给水加热器熔盐介质端口的热端相连接，所述给水加热器熔盐介质端口的冷端与所述熔盐储罐单元的低温熔盐口相连接。
实际应用中，所述熔盐储罐单元包括若干的热熔盐罐3和冷熔盐罐4，熔盐罐内设有若干的熔盐泵。所述熔盐储罐内放置储放热介质，所述储放热介质采用三元熔盐。所述三元熔盐为硝酸钾、硝酸钠和亚硝酸钠的混合物。采用三元熔盐作为储放热介质，与二元盐相比，三元盐熔点更低，运行温度更低，运行更安全可靠。本实施例中熔盐储罐单元包括2台熔盐储罐，一台热熔盐罐3和一台冷熔盐罐4，其中热熔盐罐3用于储存高温熔盐，冷熔盐罐4用于储存低温熔盐。熔盐储罐内可设置两台熔盐泵。所述熔盐泵插置在所述熔盐储罐内部。具体的，所述熔盐泵可选择立式长轴泵。
当火电机组需要向下调峰时，启动熔盐储热系统，从火电机组中的主蒸汽管道2抽出高品质蒸汽，通过储能换热器1换热，同时熔盐储罐单元中熔盐储罐内的熔盐泵将低温熔盐泵入所述储能换热器1换热后变为高温熔盐储存在熔盐储罐单元中的热熔盐罐3中。经所述储能换热器1换热后的高品质蒸汽变为疏水返回火电机组，高品质蒸汽变为疏水所释放的热量存储于熔盐储热模块。
当火电机组不需要向下调峰时，来自主给水管道6的主给水进入熔盐给水加热器5，与热盐换热后，温度提升进入锅炉给水系统中的锅炉省煤器7。同时熔盐泵从热熔盐罐3中将高温熔盐泵至熔盐给水加热器5，变为低温熔盐后返回至冷熔盐罐4中，在下一个弃风弃光或低谷电时经冷盐泵输送至储能换热器1进行蓄热，完成一个热循环。
实际应用中，所述熔盐储能系统，通过引出主蒸汽进行储热的方式，系统储热效率高。利用再热汽温的安全余量，主蒸汽旁路引出后不影响锅炉再热系统安全性，系统相对简单，安全可靠。通过设置熔盐储/换热模块，可以实现机炉解耦，达到降低汽轮机发电负荷、实现深度调峰的需求。熔盐储能系统采用三元熔盐作为储放热介质，与二元盐相比，三元盐熔点更低，运行温度更低，运行更安全可靠。
实际应用中，所述熔盐储热系统还包括熔盐电加热器，所述熔盐电加热器通过加热管路分别与热熔盐罐3和冷熔盐罐4相连。所述加热管路上还可设置加热流量调节阀。所述熔盐电加热器连接电网，在谷电时段储热时，利用低温熔盐泵将熔盐抽出，通过管道送入熔盐电加热器中进行加热，加热至高温的熔盐通过管道进入高温熔盐罐中储存。
实际应用中，所述热熔盐罐3连接有供给管路，所述供给管路上设有高温流量调节阀，所述供给管路连接至储能换热器1。进一步的，在供给管路上还设置温度传感器，所述温度传感器通过控制柜分别与所述加热流量调节阀以及高温流量调节阀形成信号连接，能够适时调节加热量以及供热量的大小，使储能换热器1处于适中的换热状态。
以600MW机组为例，常规机组最低发电负荷约40％，此时锅炉运行负荷约35％BMCR。在储热阶段，熔盐储热系统的汽侧流程为：在锅炉负荷35％BMCR的工况下，自火电机组的从主蒸汽管道2中抽取540℃主蒸汽经旁路进入储能换热器1与低温熔盐换热，换热后疏水经降压后接至除氧器，通过除氧器接口返回机组。储热系统的盐侧流程为：冷盐泵将低温熔盐打入所述储能换热器1，与主蒸汽换热，温度升高后返回至热盐罐中。
在释热阶段，火电机组的主给水经熔盐给水加热器5，与热盐换热后，温度提升进入锅炉给水系统。同时热盐泵从热盐罐中将高温熔盐泵至熔盐给水加热器5，降低后熔盐返回冷盐罐。所述主给水管道6与高加出口连接。本实用新型实施的优点：所述熔盐储能系统，通过引出主蒸汽进行储热的方式，系统储热效率高。利用再热汽温的安全余量，主蒸汽旁路引出后不影响锅炉再热系统安全性，系统相对简单，安全可靠。通过设置熔盐储/换热模块，可以实现机炉解耦，达到降低汽轮机发电负荷、实现深度调峰的需求。熔盐储能系统采用三元熔盐作为储放热介质，与二元盐相比，三元盐熔点更低，运行温度更低，运行更安全可靠。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域技术的技术人员在本实用新型公开的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种用于电厂深度调峰的熔盐储热系统，包括火电机组、蒸汽管道、熔盐储/换热模块，其特征在于，所述熔盐储/换热模块包括换热器、熔盐给水加热器和熔盐储罐单元，所述火电机组的主蒸汽管道旁路与所述换热器气体端口的热端通过蒸汽管道相连，所述换热器液体端口的冷端通过管道与所述火电机组的除氧器相连，所述换热器熔盐介质端口的热端与熔盐储罐单元的高温熔盐口相连接，所述换热器熔盐介质端口的冷端与熔盐储罐单元的低温熔盐口相连，所述火电机组的主给水管道与所述熔盐给水加热器的进口连接，所述熔盐给水加热器的出口与锅炉省煤器前给水系统连接，所述熔盐储罐单元的高温熔盐口与所述熔盐给水加热器熔盐介质端口的热端相连接，所述熔盐给水加热器熔盐介质端口的冷端与所述熔盐储罐单元的低温熔盐口相连接。
2.如权利要求1所述的一种用于电厂深度调峰的熔盐储热系统，其特征在于，所述熔盐储罐单元包括若干热熔盐罐和冷熔盐罐。
3.如权利要求2所述的一种用于电厂深度调峰的熔盐储热系统，其特征在于，所述热熔盐罐和冷熔盐罐内设置熔盐泵。
4.如权利要求3所述的一种用于电厂深度调峰的熔盐储热系统，其特征在于，所述熔盐泵为立式长轴泵。
5.如权利要求2所述的一种用于电厂深度调峰的熔盐储热系统，其特征在于，所述热熔盐罐和冷熔盐罐内放置三元熔盐。
6.如权利要求2所述的一种用于电厂深度调峰的熔盐储热系统，其特征在于，还包括熔盐电加热器，所述熔盐电加热器通过加热管路分别与热熔盐罐和冷熔盐罐相连。
7.如权利要求6所述的一种用于电厂深度调峰的熔盐储热系统，其特征在于，所述加热管路上设置加热流量调节阀。
8.如权利要求7所述的一种用于电厂深度调峰的熔盐储热系统，其特征在于，所述热熔盐罐和换热器之间通过供给管路连接。
9.如权利要求8所述的一种用于电厂深度调峰的熔盐储热系统，其特征在于，所述供给管路上设有高温流量调节阀和温度传感器。
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