一种火电厂高低温储热调峰系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种火电厂高低温储热调峰系统，该系统包括锅炉系统、汽轮机发电系统、高温储热装置、低温储热装置；所述高温储热装置利用锅炉系统蒸汽出口的高温蒸汽进行储热，冷却后的凝结水与锅炉进口给水混合，当高温储热装置放热时，一部分锅炉进口给水进入高温储热装置，产生高温蒸汽；所述低温储热装置利用锅炉进口的给水进行储热，降低温度后的给水与汽轮机发电系统的回热加热器进口给水混合，当低温储热装置放热时，回热加热器进口的一部分给水进入低温储热装置，加热后的给水与回热加热器的出口给水混合；高低温混合储热提高了火电厂发电的变负荷速率和范围，增加火电厂发电和供热灵活性，针对不同的负荷要求高效输出电和热。和热。和热。

【技术实现步骤摘要】
一种火电厂高低温储热调峰系统


[0001]本技术涉及火电厂调峰技术，尤其涉及一种火电厂储热调峰系统。

技术介绍

[0002]随着传统化石能源的巨大消耗，人们面对日益严峻的能源与环境问题。新的能源技术革命要从提高能源利用效率以及优化能源消费结构着手。火电是我国最主要的电力供应来源。清洁高效灵活运行已经成为火电行业转型发展的重要目标。随着我国光伏、风电等非稳定新能源比例的持续扩大，高比例风电和光伏发电的波动性与随机性将对电力系统灵活性提出更高要求，同时其电力电子装置并网带来的系统低惯量与安全稳定问题，使得电力系统为消纳高比例可再生能源将付出更高的成本。由于传统火力发电仍占主要份额，因此火电厂灵活性改造市场需求持续扩大。
[0003]此外，为满足日益增长的冬季供暖需求、缓解部分城市区域供热中供热热源不足的问题，新建较多热电厂。但供暖负荷和电力负荷不同步，造成锅炉低热负荷稳燃困难或者高热负荷蒸汽浪费等问题。提高我国供暖地区供热电厂在采暖季运行的调峰能力也是火电灵活性改造的目标之一。
[0004]电力装机结构和电力消费结构正在发生着重大变革。火电机组的运行目标从追求高效节能逐渐转变为注重提升机组的灵活性，增加机组深度调峰及快速启停能力。实施火电灵活性改造不仅仅是火电企业自身生存发展的需要，更是推进整个电力能源生产及消费革命的必然要求。
[0005]目前，国内外较为成熟的火电灵活性改造技术主要有：机组本体调峰改造、低负荷协调控制优化、等离子/微油助燃技术以及热电联产机组热电解耦技术等。但仍面临改造运行成本高、热电利用效率低、煤耗显著增加、调峰范围有限等问题。

技术实现思路

[0006]本技术针以上火电厂灵活改造中存在的问题，提出了一种高低温混热储热调峰系统，降低储热成本，提高热利用效率，提升机组快速爬坡以及快速启停的能力。本技术具体方案如下：
[0007]一种火电厂高低温储热调峰系统，包括高温储热装置、低温储热装置、锅炉系统、汽轮机系统。所述高温储热装置和低温储热装置具有冷端和热端，储热装置的冷端流入或流出低温换热工质，热端流入或者流出高温换热工质。所述锅炉系统的给水进口与所述高温储热装置的冷端水工质接口相连，锅炉系统的高温蒸汽出口与所述高温储热装置的热端水工质接口相连。所述汽轮机系统包括汽轮机、凝汽器、回热加热器、给水泵。所述锅炉系统的高温蒸汽出口与所述汽轮机进口相连，所述汽轮机抽汽口与所述回热加热器的抽汽进口相连，所述汽轮机排汽口与所述凝汽器进汽口相连，所述凝汽器凝结水出口与给水泵进口相连，所述给水泵出口与所述回热加热器的给水进口相连，所述回热加热器的给水出口与所述锅炉系统的给水进口相连。所述低温储热装置的冷端水工质接口与所述回热加热器的
给水进口相连，所述低温储热装置的热端水工质接口与所述回热加热器的给水出口相连。
[0008]作为优选，所述回热加热器分为高压回热加热器、除氧器、低压回热加热器，三者依次串联连接，即低压回热加热器的给水出口连接除氧器的给水进口，除氧器的给水出口连接高压加热器的给水进口。
[0009]进一步，所述低温储热装置中的储热介质为显热储热、热化学储热或者相变储热中的一种或者多种，所述高温储热装置中的储热介质为显热储热、热化学储热或者相变储热中的一种或者多种。
[0010]作为优选，所述高温储热装置为熔盐储热装置，包括高温熔盐储罐、低温熔盐储罐、熔盐/水工质换热器，高温熔盐储罐连接所述熔盐/水工质换热器的热端熔盐工质接口，所述熔盐/水工质换热器的冷端熔盐工质接口连接所述低温熔盐储罐，所述锅炉系统的给水进口连接所述熔盐/水工质换热器的冷端水工质接口，所述熔盐/水工质换热器的热端水工质接口连接所述锅炉系统的高温蒸汽出口。所述低温储热装置具供热功能，即具有供热水工质的进口和出口，低温供热水工质从所述供热水工质的进口进入，经过所述低温储热装置加热后从所述供热水工质出口流出，为热用户提供热源。储热时，锅炉系统的高温蒸汽在所述熔盐/水工质换热器中加热从所述低温熔盐储罐出来的低温熔盐，冷却后的凝结水进入所述锅炉系统的给水进口，加热后的高温熔盐进入所述高温熔盐储罐；放热时，从所述高温熔盐储罐出来的高温熔盐在所述熔盐/水工质换热器中加热给水产生高温蒸汽，高温蒸汽进入所述汽轮机系统或进入所述锅炉系统进一步加热后再进入汽轮机系统，冷却后的低温熔盐进入所述低温熔盐储罐。
[0011]本技术中所述高温储热装置利用所述锅炉系统的高温蒸汽进行储热，高温蒸汽冷却后的凝结水作为给水重新进入锅炉加热产生高温蒸汽，高温储热装置将锅炉系统产生富余的蒸汽热能存储起来，避免锅炉低负荷燃烧不稳定及停炉等问题的发生。当高温储热装置放热时，所述回热加热器出口的部分给水进入高温储热装置，产生高温蒸汽，进入所述锅炉系统继续加热或者直接进入所述汽轮机进行做功。因此，高温储热装置能够将给水直接产生高温蒸汽，降低了锅炉热负荷，快速提升系统的电负荷，保证锅炉高效率运行。所述低温储热装置利用所述汽轮机系统中的回热加热器出口的给水进行储热，冷却后的给水重新进入所述回热加热器给水的进口。当低温储热装置进行储热时，需要更多的汽轮机抽汽对给水进行加热，加热后的给水将热量在低温储热装置中进行存储，可以大幅增加汽轮机的抽气量，降低汽轮机的做功输出，满足低电力负荷时的要求。当低温储热装置进行放热时，即一部分给水进入所述低温储热装置，另一部分给水进入回热加热器，经过两者加热后的给水共同作为锅炉系统和高温储热装置的给水。低温储热装置加热部分给水，减少了进入回热加热器的给水量，从而降低了汽轮机的蒸汽抽汽量，可提高汽轮机做功输出，满足电力负荷增大时的需求。同时低温储热装置可以对外进行供热，即所述低温储热装置可加热对外供热的水工质，加热后的水工质作为对外热用户的热源，提高对外供热的灵活性。
[0012]本技术中所述汽轮机是指利用高温高压水蒸汽做功的装置，又称为蒸汽透平；所述回热加热器是指利用汽轮机中的抽汽加热给水的装置；所述锅炉系统是指利用燃料燃烧加热给水生成高温蒸汽的装置；所述熔盐/水工质换热器是指换热器的冷热两侧工质分别为熔盐和水，利用熔盐和水工质的温差进行热交换的装置；所述凝汽器是指将汽轮机排气冷却凝结成液态水的装置。
[0013]本技术将火电厂发电系统中不同品位的热能进行高低温梯级存储，锅炉系统产生的高温水蒸汽利用高温储热装置（熔盐介质）进行储存，热量释放时可产生高温水蒸汽进行快速升负荷发电；经过回热系统加热后的给水温度相对较低，利用低温储热装置进行存储热量，当需要提升电负荷或者对外供热负荷时，可利用低温储热装置快速升负荷。通过高低温梯级储热可有效降低热量存储和释放时的
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损，提高热利用效率和变负荷速率，降低储热成本。
附图说明
[0014]图1是具体实施例1的示意图；
[0015]图2是具体实施例2的示意图。
[0016]图中：1
‑
高温储热装置；2
‑
锅炉系统；3
‑
凝结水循环泵；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种火电厂高低温储热调峰系统，包括高温储热装置、低温储热装置、锅炉系统、汽轮机系统，其特征在于所述锅炉系统的给水进口与所述高温储热装置的冷端水工质接口相连，所述锅炉系统的高温蒸汽出口与所述高温储热装置的热端水工质接口相连，所述汽轮机系统包括汽轮机、凝汽器、回热加热器、给水泵，所述低温储热装置的冷端水工质接口与所述回热加热器的给水进口相连，所述低温储热装置的热端水工质接口与所述回热加热器的给水出口相连。2.根据权利要求1所述的一种火电厂高低温储热调峰系统，其特征在于所述锅炉系统的高温蒸汽出口与所述汽轮机进口相连，所述汽轮机抽汽口与所述回热加热器的抽汽进口相连，所述汽轮机排汽口与所述凝汽器进汽口相连，所述凝汽器凝结水出口与所述给水泵进口相连，所述给水泵出口与所述回热加热器的给水进口相连，所述回热加热器的给水出口与所述锅炉系统的给水进口相连。3.根据权利要求1所述的一种火电厂高低温储热调峰系统，其特征在于所述回热加热器分为高压回热加热器、除氧器、低压回热加热器，三者依次串联连接，即所述低压回热加热器的给水出口连接所述除氧器的给水进口，所述除氧器的给水出口连接所述高压回热加热器的给水进口。4.根据权利要求1、2或3中任一所述的一种火电厂高低温储热调峰系统，其特征在于所述高温储热装置为熔盐储热装置，包括高温熔盐储罐、低温熔盐储罐、熔盐/水工质换热器，所述高温熔盐储罐连接所述熔盐/水工质换热器的热端熔盐工质接口，所述熔盐/水工质换热器的冷端熔盐工质接口连接所述低温熔盐储罐，所述锅炉系统的给水进口连接所述熔盐/水工质换热器的冷端水工质接口，所述熔盐/水工质换热器的热端水工质接口连接所述锅炉系统的...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨天锋，林诚乾，杨上锋，梁鹏锋，杨佳丽，
申请(专利权)人：杭州明晟新能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：