本發(fā)明屬于火電機(jī)組的儲能調(diào)峰，涉及一種火電機(jī)組高低溫聯(lián)合儲能系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、儲能技術(shù)是把多余的暫時(shí)不需要的熱量利用特定的儲熱材料儲存在特定的儲熱裝置中，需要時(shí)將熱量釋放出再利用的一門技術(shù)，該技術(shù)不僅可以回收利用余熱或廢熱避免熱量浪費(fèi)，而且能夠緩解熱能供需不匹配的矛盾。

2、目前應(yīng)大力發(fā)展火力發(fā)電機(jī)組抽汽蓄能等依托常規(guī)電源的新型儲熱技術(shù)，推進(jìn)源網(wǎng)荷儲一體化協(xié)同發(fā)展。

3、在儲能技術(shù)中，熔鹽是一種比較理想的儲熱介質(zhì)。相比水儲熱，熔鹽儲熱的工作溫度區(qū)間更寬，可以在中高溫儲熱場景使用，因此熔鹽儲熱技術(shù)可以在多種場景下應(yīng)用。相比固體儲熱，熔鹽儲熱具有穩(wěn)定、壽命長、換熱難度小等優(yōu)勢。熔鹽儲熱具有大規(guī)模、長時(shí)間、安全穩(wěn)定以及不受選址限制的特點(diǎn)，是構(gòu)建未來新型電力系統(tǒng)中極有前途的儲能技術(shù)之一。

4、火電廠熱水儲能技術(shù)在國內(nèi)外已有廣泛應(yīng)用，主要用于熱電廠供暖季熱電解耦，提高供熱機(jī)組的運(yùn)行靈活性；工作原理是供熱蒸汽流量出現(xiàn)過剩時(shí)，將多余熱能轉(zhuǎn)化為熱水并存儲到熱水罐中，當(dāng)電力需求處于低谷時(shí)，減小鍋爐和汽輪機(jī)出力，供熱不足的部分由熱水罐補(bǔ)充；當(dāng)電力需求處于高峰時(shí)，增加鍋爐出力，減少汽輪機(jī)對外供熱，增強(qiáng)電廠的頂負(fù)荷能力，供熱不足的部分由熱水罐補(bǔ)充。

5、熱泵是回收電廠余熱的有效途徑之一，一般分為壓縮式熱泵和吸收式熱泵。吸收式熱泵作為以余熱驅(qū)動的能級提升裝置，與壓縮式熱泵相比，其運(yùn)轉(zhuǎn)部件少，易于維修，只需要消耗少量電能即可回收大量余熱，因而被廣泛應(yīng)用于區(qū)域集中供熱和供冷領(lǐng)域。傳統(tǒng)的吸收式熱泵由發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器、吸收器和熱交換器5個(gè)主要部件組成，利用外界廢熱使內(nèi)部溶液濃度發(fā)生變化，制冷劑相變傳遞熱量，使冷卻水溫度提升用于供暖，提高余熱資源利用率。傳統(tǒng)吸收式熱泵已被國內(nèi)外學(xué)者廣泛研究并應(yīng)用于電廠余熱回收。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供了一種火電機(jī)組高低溫聯(lián)合儲能系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)及方法能夠滿足火電機(jī)組靈活調(diào)峰、深度余熱利用的需求。

2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明公開了一種火電機(jī)組高低溫聯(lián)合儲能系統(tǒng)，包括鍋爐、聯(lián)合儲能系統(tǒng)、汽輪機(jī)高壓缸、汽輪機(jī)中壓缸、除氧器及高壓加熱器；所述聯(lián)合儲能系統(tǒng)包括高溫加熱器、低溫加熱器、熱水儲熱系統(tǒng)、熱用戶、吸收式熱泵及輔助加熱器；

3、鍋爐的出口分為三路，其中，第一路與汽輪機(jī)高壓缸的入口相連通，第二路與高壓加熱器的殼側(cè)相連通，第三路與高溫加熱器的管側(cè)入口相連通，高溫加熱器的管側(cè)出口分為兩路，其中一路與輔助加熱器的殼側(cè)相連通，另一路與低溫加熱器的管側(cè)相連通，低溫加熱器的殼側(cè)與熱水儲熱系統(tǒng)的放熱側(cè)相連通，熱水儲熱系統(tǒng)的吸熱側(cè)出口分為兩路，其中一路與熱用戶的入口相連通，另一路與熱用戶的出口通過管道并管后與吸收式熱泵的入口相連通；

4、汽輪機(jī)高壓缸的出口分為三路，其中，第一路與吸收式熱泵的入口相連通，第二路與汽輪機(jī)中壓缸的入口相連通，第三路與除氧器的入口相連通。

5、作為本發(fā)明所述火電機(jī)組高低溫聯(lián)合儲能系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn)在于：

6、進(jìn)一步的，還包括汽輪機(jī)低壓缸及低壓加熱器，汽輪機(jī)中壓缸的出口與汽輪機(jī)低壓缸的入口相連通，汽輪機(jī)中壓缸的抽汽口與低壓加熱器的殼側(cè)相連通。

7、進(jìn)一步的，汽輪機(jī)低壓缸的出口依次經(jīng)凝汽器、凝結(jié)水泵及低壓加熱器的管側(cè)與除氧器的入口相連通。

8、進(jìn)一步的，除氧器的出口依次經(jīng)給水泵、輔助加熱器的管側(cè)及高壓加熱器的管側(cè)與鍋爐的入口相連通。

9、進(jìn)一步的，還包括熔鹽儲能系統(tǒng)，高溫加熱器的殼側(cè)與熔鹽儲能系統(tǒng)相連通。

10、進(jìn)一步的，高溫加熱器的管側(cè)出口經(jīng)第二流量調(diào)節(jié)閥門與輔助加熱器的殼側(cè)相連通。

11、進(jìn)一步的，高溫加熱器的管側(cè)出口經(jīng)第一流量調(diào)節(jié)閥門與低溫加熱器的管側(cè)相連通。

12、本發(fā)明公開了一種火電機(jī)組高低溫聯(lián)合儲能方法，包括以下步驟：

13、鍋爐產(chǎn)生的高溫過熱蒸汽進(jìn)入高溫加熱器中放熱；高溫加熱器排出的蒸汽分為兩路，其中，第一路進(jìn)入到低溫加熱器中繼續(xù)放熱，將熱量儲存熱水儲熱系統(tǒng)中，第二路進(jìn)入輔助加熱器中，用于鍋爐給水的加熱，低溫加熱器排出的熱水分為兩路，一路直接供給熱用戶，另一路作為熱源與從熱用戶返回的熱網(wǎng)回水混合，然后作為低溫?zé)嵩催M(jìn)入吸收式熱泵中，以汽輪機(jī)高壓缸的排汽抽汽作為高溫?zé)嵩催M(jìn)入吸收式熱泵中，產(chǎn)生熱水或蒸汽。

14、作為本發(fā)明所述火電機(jī)組高低溫聯(lián)合儲能方法的進(jìn)一步改進(jìn)在于：

15、進(jìn)一步的，還包括熔鹽儲能系統(tǒng)，蒸汽進(jìn)入到低溫加熱器中放熱，將熱量儲存熱水儲熱系統(tǒng)中。

16、進(jìn)一步的，高溫加熱器的管側(cè)出口經(jīng)第二流量調(diào)節(jié)閥門與輔助加熱器的殼側(cè)相連通；高溫加熱器的管側(cè)出口經(jīng)第一流量調(diào)節(jié)閥門與低溫加熱器的管側(cè)相連通，通過第一流量調(diào)閥門和第二流量調(diào)節(jié)閥門調(diào)節(jié)進(jìn)入到輔助加熱器及低溫加熱器中的蒸汽流量。

17、本發(fā)明具有以下有益效果：

18、本發(fā)明所述的火電機(jī)組高低溫聯(lián)合儲能系統(tǒng)及方法在具體操作時(shí)，鍋爐產(chǎn)生的高溫過熱蒸汽進(jìn)入高溫加熱器中放熱，實(shí)現(xiàn)蒸汽熱量的一級利用；高溫加熱器排出的蒸汽分為兩路，其中，第一路進(jìn)入到低溫加熱器中繼續(xù)放熱，將熱量儲存熱水儲熱系統(tǒng)中，第二路進(jìn)入輔助加熱器中，用于鍋爐給水的加熱，實(shí)現(xiàn)蒸汽熱量的二級利用，低溫加熱器排出的熱水分為兩路，一路直接供給熱用戶，另一路作為熱源與從熱用戶返回的熱網(wǎng)回水混合，然后作為低溫?zé)嵩催M(jìn)入吸收式熱泵中，以汽輪機(jī)高壓缸的排汽抽汽作為高溫?zé)嵩催M(jìn)入吸收式熱泵中，產(chǎn)生熱水或蒸汽，實(shí)現(xiàn)蒸汽熱量的梯級利用，同時(shí)利用熔鹽儲能系統(tǒng)進(jìn)行機(jī)組調(diào)峰，通過熱水儲熱系統(tǒng)與吸收式熱泵的耦合作用深度利用熔鹽儲能系統(tǒng)出口的排汽余熱，加強(qiáng)熔鹽儲能系統(tǒng)對火電機(jī)組的調(diào)峰作用，同時(shí)進(jìn)一步利用熱網(wǎng)回水與熱水儲熱系統(tǒng)的余熱，提高了火電機(jī)組調(diào)峰能力和余熱利用效率。

19、進(jìn)一步，通過第一流量調(diào)閥門和第二流量調(diào)節(jié)閥門調(diào)節(jié)進(jìn)入到輔助加熱器及低溫加熱器中的蒸汽流量，靈活性較強(qiáng)。

技術(shù)特征：

1.一種火電機(jī)組高低溫聯(lián)合儲能系統(tǒng)，其特征在于，包括鍋爐(1)、聯(lián)合儲能系統(tǒng)(2)、汽輪機(jī)高壓缸(3)、汽輪機(jī)中壓缸(4)、除氧器(9)及高壓加熱器(11)；所述聯(lián)合儲能系統(tǒng)(2)包括高溫加熱器(21)、低溫加熱器(24)、熱水儲熱系統(tǒng)(25)、熱用戶(26)、吸收式熱泵(27)及輔助加熱器(29)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火電機(jī)組高低溫聯(lián)合儲能系統(tǒng)，其特征在于，還包括汽輪機(jī)低壓缸(5)及低壓加熱器(8)，汽輪機(jī)中壓缸(4)的出口與汽輪機(jī)低壓缸(5)的入口相連通，汽輪機(jī)中壓缸(4)的抽汽口與低壓加熱器(8)的殼側(cè)相連通。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火電機(jī)組高低溫聯(lián)合儲能系統(tǒng)，其特征在于，汽輪機(jī)低壓缸(5)的出口依次經(jīng)凝汽器(6)、凝結(jié)水泵(7)及低壓加熱器(8)的管側(cè)與除氧器(9)的入口相連通。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火電機(jī)組高低溫聯(lián)合儲能系統(tǒng)，其特征在于，除氧器(9)的出口依次經(jīng)給水泵(10)、輔助加熱器(29)的管側(cè)及高壓加熱器(11)的管側(cè)與鍋爐(1)的入口相連通。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火電機(jī)組高低溫聯(lián)合儲能系統(tǒng)，其特征在于，還包括熔鹽儲能系統(tǒng)(22)，高溫加熱器(21)的殼側(cè)與熔鹽儲能系統(tǒng)(22)相連通。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火電機(jī)組高低溫聯(lián)合儲能系統(tǒng)，其特征在于，高溫加熱器(21)的管側(cè)出口經(jīng)第二流量調(diào)節(jié)閥門(28)與輔助加熱器(29)的殼側(cè)相連通。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火電機(jī)組高低溫聯(lián)合儲能系統(tǒng)，其特征在于，高溫加熱器(21)的管側(cè)出口經(jīng)第一流量調(diào)節(jié)閥門(23)與低溫加熱器(24)的管側(cè)相連通。

8.一種火電機(jī)組高低溫聯(lián)合儲能方法，其特征在于，基于權(quán)利要求1所述的火電機(jī)組高低溫聯(lián)合儲能系統(tǒng)，包括以下步驟：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的火電機(jī)組高低溫聯(lián)合儲能方法，其特征在于，還包括熔鹽儲能系統(tǒng)(22)，蒸汽進(jìn)入到低溫加熱器(24)中放熱，將熱量儲存熱水儲熱系統(tǒng)(25)中。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的火電機(jī)組高低溫聯(lián)合儲能系統(tǒng)，其特征在于，高溫加熱器(21)的管側(cè)出口經(jīng)第二流量調(diào)節(jié)閥門(28)與輔助加熱器(29的殼側(cè)相連通；高溫加熱器(21)的管側(cè)出口經(jīng)第一流量調(diào)節(jié)閥門(23)與低溫加熱器(24)的管側(cè)相連通，通過第一流量調(diào)閥門(23)和第二流量調(diào)節(jié)閥門(28)調(diào)節(jié)進(jìn)入到輔助加熱器(29)及低溫加熱器(24)中的蒸汽流量。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種火電機(jī)組高低溫聯(lián)合儲能系統(tǒng)及方法，鍋爐的出口分為三路，其中，第一路與汽輪機(jī)高壓缸的入口相連通，第二路與高壓加熱器的殼側(cè)相連通，第三路與高溫加熱器的管側(cè)入口相連通，高溫加熱器的管側(cè)出口分為兩路，其中一路與輔助加熱器的殼側(cè)相連通，另一路與低溫加熱器的管側(cè)相連通，低溫加熱器的殼側(cè)與熱水儲熱系統(tǒng)的放熱側(cè)相連通，熱水儲熱系統(tǒng)的吸熱側(cè)出口分為兩路，其中一路與熱用戶的入口相連通，另一路與熱用戶的出口通過管道并管后與吸收式熱泵的入口相連通，該系統(tǒng)及方法能夠滿足火電機(jī)組靈活調(diào)峰、深度余熱利用的需求。

技術(shù)研發(fā)人員：韓友超,牛國平,肖海豐,王海濤,蒙毅,呂晨峰,殷結(jié)峰,安磊,續(xù)開新,秦鑫宇,黃晶晶
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西安西熱鍋爐環(huán)保工程有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19