一种耦合相变储热与蒸汽蓄热罐的火电厂蒸汽凝结储能调峰系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种耦合相变储热与蒸汽蓄热罐的火电厂蒸汽凝结储能调峰系统，包括电厂蒸汽引入管、相变储热换热器组、蒸汽蓄热罐组和放热供气管；所述相变储热换热器组包括一组相互连接的相变储热换热器；所述蒸汽蓄热罐组包括一组相互连接的蒸汽蓄热罐；所述电厂蒸汽引入管和放热供气管相互并联在相变储热换热器组的前端总管一侧；所述蒸汽蓄热罐组的前端总管，通过管道分别与相变储热换热器组的前端总管以及相变储热换热器组的后端总管连接。该火电厂蒸汽储能调峰系统利用相变储热材料高储热密度与蒸汽蓄热罐高温高压储热相结合对电厂调峰蒸汽热量进行阶梯蓄热存储，存储与释放蒸汽的转换中其能源转化的综合效率可达～90％。达～90％。达～90％。

【技术实现步骤摘要】
一种耦合相变储热与蒸汽蓄热罐的火电厂蒸汽凝结储能调峰系统


[0001]本技术属于电厂储能领域，具体涉及一种耦合相变储热与蒸汽蓄热罐的火电厂蒸汽凝结储能调峰系统。

技术介绍

[0002]随着我国碳达峰及碳中和愿景目标进程的实施，对电厂调峰电需求也逐渐升高，对电厂调峰技术措施及灵活性要求也越来越高，因此，电厂的调峰需求正在逐年加大。因此，电厂调峰需求即是市场需求，也是国家能源战略需求。
[0003]我国现有的电厂调峰措施相对较少，尤其是在抽汽蓄热调峰领域几乎是空白，只能依靠电厂自身的负荷调节系统来深度挖潜，但是随着电厂自身负荷调节幅度的加大，电厂自身设备系统的“安全运行”风险显著加大。其次是在供暖季加大对供暖负荷的需求力度和对工业生产用蒸汽的供应力度，实施以热定电等措施。该措施显然存在着“季节影响”因素，尤其是在供暖季较短或不需要供暖的南方地区，该问题尤为突出。促进扶持电网调峰时段的电力消费，由此而发展起来的各种机械式储能、电化学储能、蓄热式电锅炉、蒸汽蓄热罐等产品。该类产品一般适合于具备工业及民用供暖需求的地区，也同样存在着季节需求问题。尤其是将电能转化成低品位的热水的储放热形式，对所存储的能源“品位降低”的幅度较大，目前市场上这种将高品位的电能转化为低品位热水的储能形式应用还较多。上述各项措施在电厂调峰需求中都起到了一定的积极作用。但也都存在有明显的不足，相对于电厂调峰需求而言仍然存在有较大的差距。

技术实现思路

[0004]技术目的：本技术所要解决的技术问题是针对现有电厂调峰蒸汽蓄热储能措施的匮乏及缺陷，以及电厂调峰市场的迫切需求，提供一种耦合相变储热与蒸汽蓄热罐的火电厂蒸汽凝结储能调峰系统，该系统可将电厂谷电时段过剩的高温高压蒸汽的高品质段的热量存储在相变蓄热材料内，相对较低品质蒸汽显热及潜热则以高温高压热水的形式存储下来，在电厂需要增加负荷时再以过热蒸汽的形式反馈给电厂发电，亦可转化为饱和蒸汽或者热水直接对外输出供热，实现电厂高品位蒸汽热能的梯级存储利用。
[0005]为了实现上述目的，本技术采取的技术方案如下：
[0006]一种耦合相变储热与蒸汽蓄热罐的火电厂蒸汽凝结储能调峰系统，包括电厂蒸汽引入管、相变储热换热器组、蒸汽蓄热罐组和放热供气管；
[0007]所述相变储热换热器组包括一组相互连接的相变储热换热器；所述蒸汽蓄热罐组包括一组相互连接的蒸汽蓄热罐；所述电厂蒸汽引入管和放热供气管相互并联在相变储热换热器组的前端总管一侧；所述蒸汽蓄热罐组的前端总管，通过管道分别与相变储热换热器组的前端总管以及相变储热换热器组的后端总管连接。
[0008]进一步地，所述相变储热换热器组中，各相变储热换热器通过并联的方式连接；各
相变储热换热器的顶端分别通过管道并联在相变储热换热器组的前端总管上，各相变储热换热器的底端通过管道并联在相变储热换热器组的后端总管上；
[0009]各相变储热换热器顶端并联管道上分别设置有储热换热器进口隔断阀，各相变储热换热器底端并联管道上分别设置有储热换热器出口隔断阀。
[0010]进一步地，所述相变储热换热器组中，各相变储热换热器的侧面还依次通过连通管连接；所述连通管的一端连接前一个相变储热换热器底部，另一端连接后一个相变储热换热器顶部；各连通管上对应设置有换热器组合隔断阀。
[0011]进一步地，所述蒸汽蓄热罐组中，各蒸汽蓄热罐通过并联的方式连接；各蒸汽蓄热罐的顶端分别通过管道并联在通用汽水分配管上，各蒸汽蓄热罐的底端通过管道并联在系统补水管上；
[0012]各蒸汽蓄热罐的顶端并联管道上分别设置有水罐组通用隔断阀，各蒸汽蓄热罐的底端并联管道上分别设置有水罐组组合隔断阀。
[0013]进一步地，各蒸汽蓄热罐上分别安装有用于监测罐内水位的液位计。
[0014]进一步地，所述通用汽水分配管的前端与相变储热换热器组的后端总管连接，同时通用汽水分配管中部通过放热供饱和蒸汽管与相变储热换热器组的前端总管连接；放热供饱和蒸汽管上依次设置有放热供汽温度调节阀和放热减压阀；通用汽水分配管的前端设有放热隔断阀；与通用汽水分配管连接的相变储热换热器组的后端总管上设有功能隔断阀。
[0015]进一步地，系统补水管上还通过水罐补水调节管直接连接在通用汽水分配管前端，且水罐补水调节管上设置有系统补水调节阀。
[0016]进一步地，所述电厂蒸汽引入管上依次设有蓄热进蒸汽阀和蓄热蒸汽调节阀。
[0017]进一步地，所述放热供气管上设有放热供蒸汽阀。
[0018]进一步地，所述系统补水管上设有补水加压泵。
[0019]有益效果：
[0020](1)该火电厂蒸汽储能调峰系统利用相变储热材料高储热密度与蒸汽蓄热罐高温高压储能相结合对电厂调峰蒸汽能进行阶梯蓄热存储，存储与释放蒸汽的转换中其能源转化的综合效率可达～90％。该系统的实施可及大地缓解电厂调峰市场的调峰需求，实现了高效大容量的电厂“调峰负荷”的存储转移，缓解现有调峰措施的“安全运行”“季节影响”“品位降低”“措施贫乏”等影响，为现有“电厂调峰”措施增添了一项直接用蒸汽储能供热的技术手段。
[0021](2)该系统蒸汽阶梯储能供热的能量转换效率高，比传统的电力储能效率提高了1倍以上，减少了蒸汽热能转化为电能的过程。充分利用相变蓄热密度大及蒸汽蓄热罐安全经济的优点。相变储能材料常压运行，供热系统运行安全，高效，无污染。蒸汽蓄热罐储能性能可靠安全，储热容量大，经济性佳。
附图说明
[0022]下面结合附图和具体实施方式对本技术做更进一步的具体说明，本技术的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。
[0023]图1是该耦合相变储热与蒸汽蓄热罐的火电厂蒸汽凝结储能调峰系统的整体结构
示意图。
[0024]其中，各附图标记分别代表：
[0025]1‑
蓄热进蒸汽阀；2
‑
放热供蒸汽阀；3
‑
蓄热蒸汽调节阀；4
‑
储热换热器进口隔断阀；5
‑
储热换热器出口隔断阀；6
‑
换热器组合隔断阀；7
‑
放热供汽温度调节阀；8
‑
功能隔断阀；9
‑
放热减压阀；10
‑
放热隔断阀；11
‑
水罐组通用隔断阀；12
‑
水罐组组合隔断阀；13
‑
系统补水调节阀；14
‑
液位计；
[0026]S1
‑
电厂蒸汽引入管；S2
‑
相变储热换热器组；S3
‑
连通管；S4
‑
放热供饱和蒸汽管；S5
‑
通用汽水分配管；S6
‑
蒸汽蓄热罐组；S7
‑
水罐补水调节管；S8
‑
补水加压泵；S9
‑
系统补水管；S1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耦合相变储热与蒸汽蓄热罐的火电厂蒸汽凝结储能调峰系统，其特征在于，包括电厂蒸汽引入管(S1)、相变储热换热器组(S2)、蒸汽蓄热罐组(S6)和放热供气管(S10)；所述相变储热换热器组(S2)包括一组相互连接的相变储热换热器；所述蒸汽蓄热罐组(S6)包括一组相互连接的蒸汽蓄热罐；所述电厂蒸汽引入管(S1)和放热供气管(S10)相互并联在相变储热换热器组(S2)的前端总管一侧；所述蒸汽蓄热罐组(S6)的前端总管，通过管道分别与相变储热换热器组(S2)的前端总管以及相变储热换热器组(S2)的后端总管连接。2.根据权利要求1所述的耦合相变储热与蒸汽蓄热罐的火电厂蒸汽凝结储能调峰系统，其特征在于，所述相变储热换热器组(S2)中，各相变储热换热器通过并联的方式连接；各相变储热换热器的顶端分别通过管道并联在相变储热换热器组(S2)的前端总管上，各相变储热换热器的底端通过管道并联在相变储热换热器组(S2)的后端总管上；各相变储热换热器顶端并联管道上分别设置有储热换热器进口隔断阀(4)，各相变储热换热器底端并联管道上分别设置有储热换热器出口隔断阀(5)。3.根据权利要求1所述的耦合相变储热与蒸汽蓄热罐的火电厂蒸汽凝结储能调峰系统，其特征在于，所述相变储热换热器组(S2)中，各相变储热换热器的侧面还依次通过连通管(S3)连接；所述连通管(S3)的一端连接前一个相变储热换热器底部，另一端连接后一个相变储热换热器顶部；各连通管(S3)上对应设置有换热器组合隔断阀(6)。4.根据权利要求1所述的耦合相变储热与蒸汽蓄热罐的火电厂蒸汽凝结储能调峰系统，其特征在于，所述蒸汽蓄热罐组(S6)中，各蒸汽蓄热罐通过并联的方式连接；各蒸汽蓄热罐的顶端分别通过管道并联在通用汽水分配管(S5)上，各蒸汽蓄热罐的底...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋鹏飞，任爱，金翼，马宪文，杜晨，
申请(专利权)人：江苏金合能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：