本发明专利技术提供一种回热抽汽蓄能辅助调频及顶峰发电的装置系统及方法，通过在回热抽汽装置系统上耦合储热材料充热装置系统，吸收并储存抽汽的显热。当机组调频升负荷时，用于储存热量的回热系统抽汽调频阀可快速参与机组升负荷调频响应，较给水调频方案更直接，响应速度更快，同时利用储热材料充热装置系统的热惯性维持给水温度稳定，提高了回热系统及锅炉运行安全性。本发明专利技术所装置系统在机组正常运行时将多余的热量进行存储，在顶峰时段集中释放，可支撑机组获得额外的顶峰运行能力，适合在火电机组中大规模推广应用。电机组中大规模推广应用。电机组中大规模推广应用。
【技术实现步骤摘要】
一种回热抽汽蓄能辅助调频及顶峰发电的装置系统及方法
[0001]本专利技术涉及火力发电
，尤其涉及一种回热抽汽蓄能辅助调频及顶峰发电的装置系统及方法。
技术介绍
[0002]当前先进的超超临界燃煤火电机组不断追求更高的热电转化效率，大多采用全周进汽全滑压方式运行。在这种模式下，汽轮机主汽门全开，虽然减少了工质节流损失，但失去了依靠主汽门进一步开启主动参与电网系统升负荷调频功能。汽轮发电机负荷跟随锅炉负荷进行调节，由于燃煤锅炉热惯性大，实际并网的大机组滑压调节调频响应能力严重不足，增加了电厂的经营负担，也给电网维持功率及频率稳定带来技术风险。
[0003]为了提高大型火电机组调频能力，可配置磷酸铁锂电化学储能系统，机组调频性能可得到明显改善。但因其造价高昂，循环使用寿命较短，废旧电池回收也存在一系列环保衍生问题，另外锂电池还存在一定的爆燃安全风险，其本质安全性尚未得到根本性解决。如何获得更加安全有效且经济的储能调频解决方案是本领域技术人员亟需解决的问题。
[0004]从热力系统角度，实践中出现了给水调频和凝结水调频等机组快速加负荷的调频技术，这类调频技术利用回热系统水侧参数间接影响抽汽量，间接实现对机组负荷的干预调节，有一定效果。但系统并没有得到额外储能装置的动态支撑，给水温度的经常性波动将影响锅炉运行调节及安全可靠性，或损害回热系统设备运行寿命。以纯凝方式设计的大型火电机组多在运行期实施了供热改造进行节能降耗，在供热抽汽工况易出现顶峰发电能力偏弱现象，甚至难以达到铭牌发电出力，电网损失了一定的可靠备用容量。如何利用热储能手段支持改造后的热电联产机组实现顶峰运行功能也是火电在未来新型电力系统中进化发展的重要方向。
[0005]CN112855293A公开了一种集成储热的工业供汽热电联产调峰调频系统及运行方法，该系统由燃煤发电系统、蒸汽供应系统、储热材料蓄热系统组成，燃煤发电系统包括锅炉、汽轮机、凝汽器、凝结水泵、高低压加热器、除氧器、给水泵，蒸汽供应系统包括再热器冷段与热段抽汽调节阀、工业供汽联箱、蒸汽发生器、水箱给水泵、供汽补水箱，储热材料蓄热系统包括加热选择阀及储热材料热加热器、储热材料电加热器、储热材料调节阀、高低温储热材料罐、高低温储热材料泵。供热蒸汽包括再热器冷、热段抽汽，蒸汽发生器中产生的蒸汽，三者相互配合，满足蒸汽热网需求。通过调节再热器冷、热段抽汽调节阀开度以及水箱给水泵的转速，利用储热材料蓄热辅助燃煤发电系统快速升降负荷，提高机组运行灵活性。
[0006]CN114216108A公开了一种混合加热储热材料储热调峰系统，包括过热器、再热器、主蒸汽控制阀、高压缸、再热蒸汽控制阀、中压缸、低压蒸汽控制阀、低压缸、发电机、电开关、回热加热器、除氧器、给水泵、凝汽器、凝结水泵、蒸汽压力水换热器、压力水泵、常压水罐、压力水罐、高温储热材料泵、蒸汽储热材料换热器、电加热器、低温储热材料泵、低温储热材料储罐、高温储热材料储罐、储热材料压力水换热器、风力发电机组、阀门。将机组降负荷调峰过剩的热量和电量、及风力发电及光伏发电过剩的电量储存在高温储热材料中；在
机组升负荷过程中，用高温储热材料加热压力水产生高温压力水或者高温高压蒸汽，进入原机组热力系统增加机组发电功率；这样以较高的热效率实现火电厂灵活性深度调峰。
[0007]CN114151777A公开了一种储热材料储热调峰及替代启动锅炉系统，包括传统火力发电系统和储热材料储热调峰及替代启动锅炉系统。当机组运行满足电网负荷要求时，传统火力发电系统正常工作，储热材料储热调峰及替代启动锅炉系统退出运行；降负荷运行时储热材料储热调峰运行模式开启，过剩电量转换为储热材料热能进行储存；升负荷过程中，储热材料储热调峰运行模式开启，储存在储热材料中的热能加热除盐水产生过热蒸汽进入汽轮机低压缸；机组停机后首次启动，替代启动锅炉运行模式开启，利用储热材料加热除盐水产生蒸汽。利用储热材料储热技术在对火力发电进行调峰的同时还能起到替代启动锅炉的作用，降低原启动锅炉需长期维护及环保参数不达标的影响，提高燃煤机组运行的灵活性和安全性。
[0008]但上述装置系统的顶峰运行能力还有待进一步提高。
[0009]因此，开发一种利用回热抽汽蓄能来辅助火电机组调频及顶峰发电的装置系统及方法具有重要意义。
技术实现思路
[0010]鉴于现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种回热抽汽蓄能辅助调频及顶峰发电的装置系统及方法在回热抽汽装置系统上耦合了储热材料充热装置系统，吸收抽汽显热并进行储存，实现抽汽蓄能，辅助机组调频并提高机组顶峰发电运行能力。
[0011]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0012]第一方面，本专利技术提供一种回热抽汽蓄能辅助调频及顶峰发电的装置系统，所述装置系统包括循环连接的锅炉、汽轮机高压缸、汽轮机中压缸、汽轮机低压缸、凝汽器、低压加热装置模块、除氧器和高压加热装置模块；
[0013]所述汽轮机高压缸经第一抽汽管道与储热材料充热装置相连或所述汽轮机中压缸经第二抽汽管道与储热材料充热装置相连；
[0014]所述储热材料充热装置与第一储热材料储存装置、储热材料释热装置、第二储热材料储存装置循环连接。
[0015]本专利技术所述的回热抽汽蓄能辅助调频及顶峰发电的装置系统中循环连接的锅炉、汽轮机高压缸、汽轮机中压缸、汽轮机低压缸、凝汽器、低压加热装置模块、除氧器和高压加热装置模块组成回热抽汽装置系统，储热材料充热装置与第一储热材料储存装置、储热材料释热装置、第二储热材料储存装置循环连接组成储热材料充热装置系统，二者之间通过第一抽汽管道或第二抽汽管道将汽轮机高压缸或汽轮机中压缸的高温气体显热进行存储，储存的热量可参与机组升负荷调频快速响应，较给水调频方案更直接，响应速度更快；而且利用储热材料的热惯性，维持了调频运行时主给水温度的稳定，提高了回热抽汽装置系统及锅炉运行安全性。所装置系统在机组正常运行时将多余的热量存蓄在第一储热材料储存装置中，在顶峰时段通过储热材料释热装置释放热量，原来的抽汽返回机组继续做功，增加了机组顶峰运行能力。
[0016]本专利技术所述储热材料可以是熔盐或其他相变储热材料，可支持充释热过程相对独立分时调节运行。
[0017]优选地，所述装置系统还包括汽轮机超高压缸。
[0018]本专利技术所述汽轮机超高压缸适用于二次再热机组。
[0019]本专利技术所述的汽轮机超高压缸、汽轮机高压缸、汽轮机中压缸和汽轮机低压缸是本领域公知是设备名称。。
[0020]本专利技术所述低压加热装置模块包括依次串联设置的多个低压加热器；所述高压加热装置模块包括依次串联设置的多个高压加热器。
[0021]优选地，所述汽轮机超高压缸分别与锅炉和汽轮机高压缸相连。
[0022]优选地，所述汽轮机超高压缸与高压加热装置模块相连。
[0023]优选地，所述装置系统还包括蒸汽冷却装置。
[0024]优选地，所述蒸汽冷却装置设置在高压加热装置模块与锅炉之间。
[002本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种回热抽汽蓄能辅助调频及顶峰发电的装置系统，其特征在于，所述装置系统包括循环连接的锅炉、汽轮机高压缸、汽轮机中压缸、汽轮机低压缸、凝汽器、低压加热装置模块、除氧器和高压加热装置模块；所述汽轮机高压缸经第一抽汽管道与储热材料充热装置相连或所述汽轮机中压缸经第二抽汽管道与储热材料充热装置相连；所述储热材料充热装置与第一储热材料储存装置、储热材料释热装置、第二储热材料储存装置循环连接。2.根据权利要求1所述的装置系统，其特征在于，所述装置系统还包括汽轮机超高压缸；优选地，所述汽轮机超高压缸分别与锅炉和汽轮机高压缸相连；优选地，所述汽轮机超高压缸与高压加热装置模块相连；优选地，所述装置系统还包括蒸汽冷却装置；优选地，所述蒸汽冷却装置设置在高压加热装置模块与锅炉之间；优选地，所述蒸汽冷却装置与汽轮机中压缸相连；优选地，所述储热材料充热装置与高压加热装置模块相连；优选地，所述储热材料释热装置分别与锅炉和高压加热装置模块相连。3.根据权利要求1或2所述的装置系统，其特征在于，所述汽轮机低压缸的数量为至少1个；优选地，所述低压加热装置模块中低压加热器的数量为4个或5个；优选地，所述高压加热装置模块中高压加热器的数量为3个或4个；优选地，所述储热材料释热装置的数量为至少1个。4.根据权利要求1～3任一项所述的装置系统，其特征在于，所述汽轮机高压缸分别与锅炉和高压加热装置模块相连；优选地，所述汽轮机中压缸分别与除氧器和低压加热装置模块相连；优选地，所述汽轮机低压缸与低压加热装置模块相连。5.根据权利要求1～4任一项所述的装置系统，其特征在于，所述凝汽器与低压加热装置模块之间设置有凝结水输送装置；优选地，所述除氧器与高压加热装置模块设置有给水输送装置；优选地，所述第一抽汽管道上设置有...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘炳池，范诚豪，郭荣，王憧北，高佳佳，
申请(专利权)人：上海发电设备成套设计研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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