一种基于燃气轮机的储热系统及工作方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于燃气轮机的储热系统及工作方法，该储热系统包括设置在低温熔盐储罐和高温熔盐储罐之间的第一熔盐储热通路、第二熔盐储热通路和第一熔盐放热通路，第一熔盐储热通路上设置第一换热器，其冷侧两端分别连接低温熔盐储罐和高温熔盐储罐；第二熔盐储热通路上设置用于加热低温熔盐的电加热件；第一熔盐放热通路上设置第二换热器，用于通过高温熔盐后对其冷侧的给水换热进行供汽。本发明专利技术通过将燃气轮机工作时产生的高温烟气的可用热量全部存入熔盐储热系统，可实现燃气轮机间断工作时，满足连续供蒸汽的需要，相比天然气锅炉，本发明专利技术通过燃气轮机先发电，余热供蒸汽，有效降低了蒸汽的生产成本。有效降低了蒸汽的生产成本。有效降低了蒸汽的生产成本。

【技术实现步骤摘要】
一种基于燃气轮机的储热系统及工作方法


[0001]本专利技术涉及储热
，尤其涉及一种基于燃气轮机的储热系统及工作方法。

技术介绍

[0002]近年来，电力系统中光伏、风电等新能源发电的装机容量占比逐年提高，但光伏、风电存在波动性和间歇性的问题，影响电力系统的稳定运行。燃气轮机发电具有启停速度快、升降负荷率高的优势，在电力系统中可承担调峰、调频的作用。针对有供热需求的燃气
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蒸汽联合循环发电系统，由于燃气轮机参与调峰、调频和频繁启停，不能保证供热的稳定性。
[0003]为减少污染和碳排放，各地关闭了大量小型燃煤锅炉，实施“煤改气”改造。如造纸、化工等需要工业蒸汽的工厂，采用天然气锅炉生产蒸汽，一方面增加了蒸汽成本，另一方面未能充分利用天然气的高品位热能。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
[0005]为此，本专利技术的实施例提出一种基于燃气轮机的储热系统及工作方法。本专利技术的基于燃气轮机的储热系统通过热电联产生产工业蒸汽，降低了用能成本，解决了燃气轮机参与调峰、调频时不能稳定供热的问题。
[0006]一方面，本专利技术提出了一种基于燃气轮机的储热系统，包括：
[0007]设置在低温熔盐储罐和高温熔盐储罐之间的第一熔盐储热通路、第二熔盐储热通路和第一熔盐放热通路；
[0008]其中所述第一熔盐储热通路上设置第一换热器，其冷侧两端分别连接所述低温熔盐储罐和所述高温熔盐储罐；所述第一换热器的热侧通入高温烟气对其冷侧的低温熔盐换热；
[0009]所述第二熔盐储热通路上设置电加热件，用于加热所述低温熔盐储罐中的低温熔盐；
[0010]所述第一熔盐放热通路上设置第二换热器，所述第二换热器的热侧两端分别连接所述高温熔盐储罐和所述低温熔盐储罐，利用高温熔盐对所述第二换热器冷侧的给水换热进行供汽。
[0011]在一些实施例中，还包括氮气供应件，所述氮气供应件分别与所述高温熔盐储罐和所述低温熔盐储罐连接，用于充入氮气。
[0012]在一些实施例中，所述氮气供应件还包括第一气体联通管，所述第一气体联通管用于联通所述高温熔盐储罐和所述低温熔盐储罐实现二者之间内部的气体流通。
[0013]在一些实施例中，所述第一熔盐储热通路上还设置有熔盐缓冲罐，在熔盐流动方向上，所述熔盐缓冲罐设置在所述第一换热器上游。
[0014]在一些实施例中，所述熔盐缓冲罐连接所述氮气供应件，所述氮气供应件向所述
熔盐缓冲罐内充入氮气。
[0015]在一些实施例中，所述氮气供应件包括第二气体联通管，所述第二气体联通管一端与所述熔盐缓冲罐连接，另一端与所述第一气体联通管连通。
[0016]在一些实施例中，所述高温烟气选自燃气轮机发电过程中的排气。
[0017]在一些实施例中，所述熔盐缓冲罐的布置位置高于所述第一换热器。
[0018]在一些实施例中，所述第一换热器为管壳式结构，所述高温烟气在所述管壳式结构的壳侧由下往上流动，熔盐在所述管壳式结构的管侧由上往下流动。
[0019]另一方面，本专利技术提出了一种基于燃气轮机的储热系统的工作方法，包括以下步骤：
[0020]第一熔盐储热通路开始储热时，低温熔盐储罐中的低温熔盐进入第一换热器中与高温烟气换热，低温熔盐经高温烟气加热后成为高温熔盐，之后进入高温熔盐储罐存储；
[0021]第二熔盐通路开始储热时，低温熔盐储罐中的低温熔盐进入电加热件，低温熔盐经所述电加热件加热后成为高温熔盐，之后进入高温熔盐储罐存储；
[0022]第一熔盐放热通路对外供汽时，高温熔盐储罐中的高温熔盐进入第二换热器，加热给水使其成为蒸汽或过热蒸汽对外供应，放热后的高温熔盐成为低温熔盐，之后进入低温熔盐储罐存储。
[0023]相对于现有技术，本专利技术的有益效果为：
[0024]本专利技术通过将燃气轮机工作时产生的高温烟气的可用热量全部存入熔盐储热系统，可实现燃气轮机间断工作时，满足连续供蒸汽的需要，相比天然气锅炉，本专利技术通过燃气轮机先发电，余热供蒸汽，有效降低了蒸汽的生产成本。
[0025]本专利技术通过配置电加热件，在低电价或有调峰需求的时间段通过电加热件加热熔盐，在实现了低成本储能的同时，还可参与调峰服务，提高电网的灵活性。
[0026]本专利技术在蒸汽负荷变化时，只需调节熔盐蒸汽发生器的蒸发量，无需调节燃气轮机的工作状态，可使燃气轮机工作在发电效率较高的区间，提高了系统效率。
附图说明
[0027]本专利技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0028]图1为本专利技术一实施例的储热系统的结构示意图；
[0029]图2为本专利技术另一实施例的储热系统的结构示意图；
[0030]图3为本专利技术另一实施例的储热系统的结构示意图；
[0031]附图标记说明：
[0032]燃气轮机发电系统1、第一换热器2、熔盐缓冲罐3、低温熔盐储罐4、高温熔盐储罐5、低温熔盐泵6、高温熔盐泵7、第一阀门8、第二阀门9、第三阀门10、第四阀门11、电加热件12、第二换热器13、给水入口14、蒸汽出口15、第一气体联通管16、第二气体联通管17。
具体实施方式
[0033]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附
图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0034]下面参照附图描述根据本专利技术实施例提出的基于燃气轮机的储热系统。
[0035]如图1所示，本专利技术的基于燃气轮机的储热系统，包括第一熔盐储热通路、第二熔盐储热通路和第一熔盐放热通路，第一熔盐储热通路、第二熔盐储热通路和第一熔盐放热通路均设置在低温熔盐储罐4和高温熔盐储罐5之间。
[0036]第一熔盐储热通路上设置第一换热器2，其冷侧两端分别连接低温熔盐储罐4和高温熔盐储罐5；第一换热器2的热侧通入高温烟气对其冷侧的低温熔盐换热。
[0037]具体为，第一换热器2设置在第一熔盐储热通路上，第一换热器2具有冷侧和热侧，其中，第一换热器2冷侧的入口端连接低温熔盐储罐4，第一换热器2冷侧的出口端连接高温熔盐储罐5，高温烟气从第一换热器2的热侧入口通入，在第一换热器2中热侧的高温烟气对其冷侧的低温熔盐加热，加热后的低温熔盐存储在高温熔盐储罐5中，换热后的高温烟气经第一换热器2的热侧出口排出。
[0038]参阅图1，在具体工作过程中，沿熔盐流动方向，在第一熔盐储热通路上依次设置低温熔盐泵6、第一阀门8、第一换热器2和第三阀门10，低温熔盐泵6设置在低温熔盐储罐4的底部出口管线上，低温熔盐泵6将低温熔盐储罐4中的低温熔盐经第一阀门8泵入第一换热器2的冷侧入口，低温熔盐在第一换热器2中与热侧的高温烟气换热后从第一换热器2的冷侧出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于燃气轮机的储热系统，其特征在于，包括：设置在低温熔盐储罐和高温熔盐储罐之间的第一熔盐储热通路、第二熔盐储热通路和第一熔盐放热通路；其中所述第一熔盐储热通路上设置第一换热器，其冷侧两端分别连接所述低温熔盐储罐和所述高温熔盐储罐；所述第一换热器的热侧通入高温烟气对其冷侧的低温熔盐换热；所述第二熔盐储热通路上设置电加热件，用于加热所述低温熔盐储罐中的低温熔盐；所述第一熔盐放热通路上设置第二换热器，所述第二换热器的热侧两端分别连接所述高温熔盐储罐和所述低温熔盐储罐，利用高温熔盐对所述第二换热器冷侧的给水换热进行供汽。2.如权利要求1所述的储热系统，其特征在于，还包括氮气供应件，所述氮气供应件分别与所述高温熔盐储罐和所述低温熔盐储罐连接，用于充入氮气。3.如权利要求2所述的储热系统，其特征在于，所述氮气供应件还包括第一气体联通管，所述第一气体联通管用于联通所述高温熔盐储罐和所述低温熔盐储罐实现二者之间内部的气体流通。4.如权利要求3所述的储热系统，其特征在于，所述第一熔盐储热通路上还设置有熔盐缓冲罐，在熔盐流动方向上，所述熔盐缓冲罐设置在所述第一换热器上游。5.如权利要求4所述的储热系统，其特征在于，所述熔盐缓冲罐连接所述氮气供应件，所述氮气供应件向所述熔盐缓冲罐内充入氮...

【专利技术属性】
技术研发人员：裴杰，文子强，荆鑫，刘明义，曹曦，曹传钊，
申请(专利权)人：华能济南黄台发电有限公司，
类型：发明
国别省市：