掌桥专利:专业的专利平台
掌桥专利
首页

一种电网调峰系统

文献发布时间:2024-04-18 19:58:53


一种电网调峰系统

技术领域

本发明涉及发电技术领域,具体涉及一种电网调峰系统。

背景技术

在“双碳”背景下,以太阳能为代表的可再生能源发电的装机容量持续增长。然而,太阳能自身的波动性和间歇性特点,阻碍了其大规模并网,造成了严重的弃光现象。燃机-蒸汽联合循环机组作为一种高效的发电形式,具有热功转化效率高、建设成本低和响应速率快等优势。故采用燃机-蒸汽联合循环机组调峰,为太阳能光热发电机组的稳定运行,以及增强电网对光热发电消纳能力提供了一种有效方式。

但是,燃机-蒸汽联合循环机组的调峰主要是通过启、停和低负荷运行实现的。频繁启停导致燃机-蒸汽联合循环机组的关键部件因热疲劳而损坏,使用寿命大幅度降低;在低负荷运行时又会增加热耗率,经济性降低。

发明内容

因此,本发明要解决的技术问题在于克服单独采用燃机-蒸汽联合循环机组调峰,频繁启停导致燃机-蒸汽联合循环机组的关键部件因热疲劳而损坏,使用寿命大幅度降低;在低负荷运行时又会增加热耗率,经济性降低的缺陷。

为了克服上述缺陷,本发明提供一种电网调峰系统,包括:

太阳能光热发电子系统;

燃气-蒸汽联合循环子系统;

熔盐储放热子系统,与太阳能光热发电子系统连接;

汽轮发电机组,与太阳能光热发电子系统、熔盐储放热子系统均连接,所述汽轮发电机组连入电网;

所述电网调峰系统具有在太阳能光热发电子系统的光热发电量大于电网所需电量时,所述太阳能光热发电子系统将一部分热量储存于熔盐储放热子系统内,所述太阳能光热发电子系统将另一部分热量用于汽轮发电机组发电的第一状态;以及具有在太阳能光热发电子系统的光热发电量等于电网所需电量时,所述太阳能光热发电子系统将所有热量用于汽轮发电机组发电的第二状态;以及具有在太阳能光热发电子系统的光热发电量小于电网所需电量时,所述太阳能光热发电子系统将热量用于汽轮发电机组发电,所述熔盐储放热子系统将热量用于汽轮发电机组发电的第三状态;

在第一状态、第二状态和第三状态下,所述燃气-蒸汽联合循环子系统均停止工作。

可选地,还包括:

第一发电机,与燃气-蒸汽联合循环子系统连接,所述第一发电机连入电网;所述燃气-蒸汽联合循环子系统与汽轮发电机组、熔盐储放热子系统均连接;

电加热器,与第一发电机、熔盐储放热子系统和汽轮发电机组均连接;所述电加热器适于加热熔盐储放热子系统中的熔盐;

所述电网调峰系统具有在电网需求等于燃气-蒸汽联合循环子系统的满负荷发电量时,所述燃气-蒸汽联合循环子系统带动汽轮发电机组发电的第四状态;以及具有在电网需求等于燃气-蒸汽联合循环子系统的低负荷发电量时,所述燃气-蒸汽联合循环子系统将一部分热量储存于熔盐储放热子系统内,所述燃气-蒸汽联合循环子系统将另一部分热量用于汽轮发电机组发电的第五状态;以及具有在电网需求等于燃气-蒸汽联合循环子系统的零负荷发电量时,所述燃气-蒸汽联合循环子系统将一部分热量储存于熔盐储放热子系统内,所述燃气-蒸汽联合循环子系统将另一部分热量用于汽轮发电机组发电,所述第一发电机和汽轮发电机组均为电加热器供电,所述电加热器将加热后的熔盐储存至熔盐储放热子系统的第六状态;以及具有在电网需求等于燃气-蒸汽联合循环子系统的过负荷发电量时,所述燃气-蒸汽联合循环子系统带动汽轮发电机组发电,所述熔盐储放热子系统的热量用于汽轮发电机组发电的第七状态;

在第四状态、第五状态、第六状态和第七状态下,所述太阳能光热发电子系统的光热发电量为零,且所述燃气-蒸汽联合循环子系统带动第一发电机发电。

可选地,还包括:

相变储热罐,与燃气-蒸汽联合循环子系统连接,所述相变储热罐适于在第四状态、第五状态、第六状态和第七状态下,储存燃气-蒸汽联合循环子系统的部分热量,以为用户供热。

可选地,所述太阳能光热发电子系统包括:定日镜场和吸热器;

所述定日镜场适于接收太阳的日光,并反射至吸热器;所述吸热器适于吸收定日镜场反射的日光,并转换为热能。

可选地,所述熔盐储放热子系统包括:

第一熔盐罐,入口与吸热器的出口连接;

第二换热器,与吸热器的出口、第一熔盐罐的出口、汽轮发电机组均连接;

第二熔盐罐,与第二换热器、吸热器的入口均连接;

所述吸热器适于加热第二熔盐罐输送的熔盐,并将加热后的熔盐输送至第一熔盐罐或第二换热器;

所述第二换热器适于将熔盐与水进行换热,并将加热后的水输送至汽轮发电机组进行发电,将降温后的熔盐输送至吸热器。

可选地,所述燃气-蒸汽联合循环子系统包括:

依次连接的压气机、燃烧室和透平;

第一换热器,与透平、第一熔盐罐、第二熔盐罐均连接;

所述压气机适于引入空气;

所述燃烧室适于引入燃料,并将压气机传送的空气与燃料燃烧,形成燃气;

所述透平适于接收燃烧室传送的燃气,带动第一发电机旋转发电;

所述第一换热器适于接收透平的燃气,将来自第二熔盐罐的熔盐与燃气进行换热,并将加热后的熔盐输送至第一熔盐罐。

可选地,所述汽轮发电机组包括:连接设置的汽轮机和第二发电机;

所述电网调峰系统还包括:依次连接的凝汽器、水泵和除氧器;

所述凝汽器和汽轮机连接,所述除氧器与第二换热器连接。

可选地,所述燃气-蒸汽联合循环子系统还包括:

余热锅炉,一端与透平连接,所述余热锅炉的另一端与相变储热罐连接;所述除氧器还与余热锅炉连接,所述余热锅炉还与汽轮机连接。

可选地,所述燃气-蒸汽联合循环子系统还包括:

回热器,设置于所述压气机与燃烧室之间,且所述回热器的一端与第一换热器连接,所述回热器的另一端与相变储热罐连接。

可选地,还包括:

控制中心,与太阳能光热发电子系统、燃气-蒸汽联合循环子系统、熔盐储放热子系统、电网均连接;所述控制中心适于获取太阳能光热发电子系统的光热发电量、电网需求和燃气-蒸汽联合循环子系统的负荷,并控制太阳能光热发电子系统、燃气-蒸汽联合循环子系统和熔盐储放热子系统协同工作。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点:

1.本发明提供的电网调峰系统,包括:太阳能光热发电子系统;燃气-蒸汽联合循环子系统;熔盐储放热子系统,与太阳能光热发电子系统连接;汽轮发电机组,与太阳能光热发电子系统、熔盐储放热子系统均连接,所述汽轮发电机组连入电网;所述电网调峰系统具有在太阳能光热发电子系统的光热发电量大于电网所需电量时,所述太阳能光热发电子系统将一部分热量储存于熔盐储放热子系统内,所述太阳能光热发电子系统将另一部分热量用于汽轮发电机组发电的第一状态;以及具有在太阳能光热发电子系统的光热发电量等于电网所需电量时,所述太阳能光热发电子系统将所有热量用于汽轮发电机组发电的第二状态;以及具有在太阳能光热发电子系统的光热发电量小于电网所需电量时,所述太阳能光热发电子系统将热量用于汽轮发电机组发电,所述熔盐储放热子系统将热量用于汽轮发电机组发电的第三状态;在第一状态、第二状态和第三状态下,所述燃气-蒸汽联合循环子系统均停止工作;本申请采用上述技术方案,根据太阳能光热发电子系统的光热发电量和电网所需电量的关系,通过太阳能光热发电子系统配合熔盐储放热子系统,适时储存和放出能量,合理满足电网所需电量的变化,完成电网的调峰需求;克服单独采用燃机-蒸汽联合循环机组调峰,频繁启停导致燃机-蒸汽联合循环机组的关键部件因热疲劳而损坏,使用寿命大幅度降低;在低负荷运行时又会增加热耗率,经济性降低的缺陷。且提高太阳能的利用率,在其充足时利用熔盐进行储存,不足时进行释放,有效地缓解弃光问题;保障光热达到最大利用率。

2.本发明提供的电网调峰系统,还包括:第一发电机,与燃气-蒸汽联合循环子系统连接,所述第一发电机连入电网;所述燃气-蒸汽联合循环子系统与汽轮发电机组、熔盐储放热子系统均连接;电加热器,与第一发电机、熔盐储放热子系统和汽轮发电机组均连接;所述电加热器适于加热熔盐储放热子系统中的熔盐;所述电网调峰系统具有在电网需求等于燃气-蒸汽联合循环子系统的满负荷发电量时,所述燃气-蒸汽联合循环子系统带动汽轮发电机组发电的第四状态;以及具有在电网需求等于燃气-蒸汽联合循环子系统的低负荷发电量时,所述燃气-蒸汽联合循环子系统将一部分热量储存于熔盐储放热子系统内,所述燃气-蒸汽联合循环子系统将另一部分热量用于汽轮发电机组发电的第五状态;以及具有在电网需求等于燃气-蒸汽联合循环子系统的零负荷发电量时,所述燃气-蒸汽联合循环子系统将一部分热量储存于熔盐储放热子系统内,所述燃气-蒸汽联合循环子系统将另一部分热量用于汽轮发电机组发电,所述第一发电机和汽轮发电机组均为电加热器供电,所述电加热器将加热后的熔盐储存至熔盐储放热子系统的第六状态;以及具有在电网需求等于燃气-蒸汽联合循环子系统的过负荷发电量时,所述燃气-蒸汽联合循环子系统带动汽轮发电机组发电,所述熔盐储放热子系统的热量用于汽轮发电机组发电的第七状态;在第四状态、第五状态、第六状态和第七状态下,所述太阳能光热发电子系统的光热发电量为零,且所述燃气-蒸汽联合循环子系统带动第一发电机发电;本申请采用上述技术方案,在太阳能光热发电子系统的光热发电量为零时,根据电网需求,通过燃气-蒸汽联合循环子系统配合熔盐储放热子系统以及电加热器,适时储存和放出能量,合理满足电网需求变化,提升电网的调峰能力。并且,提高燃气-蒸汽联合循环子系统运行的稳定性和降低热耗率。

3.本发明提供的电网调峰系统,还包括:相变储热罐,与燃气-蒸汽联合循环子系统连接,所述相变储热罐适于在第四状态、、第六状态和第七状态下,储存燃气-蒸汽联合循环子系统的部分热量,以为用户供热;本申请采用上述技术方案,通过相变储热罐合理储存回收剩余低温燃气中的热能,为用户供热,梯级利用热能,节约能源,降低成本;即提高热能的利用效率,增强经济性。

4.本发明所述太阳能光热发电子系统包括:定日镜场和吸热器;所述定日镜场适于接收太阳的日光,并反射至吸热器;所述吸热器适于吸收定日镜场反射的日光,并转换为热能;本申请采用上述技术方案,充分利用太阳能,转化为热能,加以利用。

5.本发明所述熔盐储放热子系统包括:第一熔盐罐,入口与吸热器的出口连接;第二换热器,与吸热器的出口、第一熔盐罐的出口、汽轮发电机组均连接;第二熔盐罐,与第二换热器、吸热器的入口均连接;所述吸热器适于加热第二熔盐罐输送的熔盐,并将加热后的熔盐输送至第一熔盐罐或第二换热器;所述第二换热器适于将熔盐与水进行换热,并将加热后的水输送至汽轮发电机组进行发电,将降温后的熔盐输送至吸热器;本申请采用上述技术方案,吸热器加热熔盐;将一部分加热完成之后的熔盐输送至第一熔盐罐中储存,另一部分输送至第二换热器中,将水加热为过热蒸汽,进入汽轮发电机组中做功发电。

6.本发明所述燃气-蒸汽联合循环子系统包括:依次连接的压气机、燃烧室和透平;第一换热器,与透平、第一熔盐罐、第二熔盐罐均连接;所述压气机适于引入空气;所述燃烧室适于引入燃料,并将压气机传送的空气与燃料燃烧,形成燃气;所述透平适于接收燃烧室传送的燃气,带动第一发电机旋转发电;所述第一换热器适于接收透平的燃气,将来自第二熔盐罐的熔盐与燃气进行换热,并将加热后的熔盐输送至第一熔盐罐;本申请采用上述技术方案,空气经压气机压缩后,在燃烧室中与燃料燃烧,产生高温高压燃气,进入透平中做功,带动第一发电机发电;透平做功完成后的高温低压燃气进入第一换热器中,加热熔盐。

7.本发明所述汽轮发电机组包括:连接设置的汽轮机和第二发电机;所述电网调峰系统还包括:依次连接的凝汽器、水泵和除氧器;所述凝汽器和汽轮机连接,所述除氧器与第二换热器连接;本申请采用上述技术方案,汽轮机做功完成之后的乏气进入凝汽器中被冷却为凝结水;再由水泵增压,进入到除氧器中,去除溶于水的氧气和其他气体,防止或减弱对管线和设备的腐蚀;然后,水再进入第二换热器中进行下一次循环;节约水资源,降低成本。

8.本发明所述燃气-蒸汽联合循环子系统还包括:余热锅炉,一端与透平连接,所述余热锅炉的另一端与相变储热罐连接;所述除氧器还与余热锅炉连接,所述余热锅炉还与汽轮机连接;本申请采用上述技术方案,透平做功完成后的高温低压燃气进入余热锅炉中加热水,换热完成后的燃气进入相变储热罐中,储存剩余的热量;水在余热锅炉中被高温燃气加热为过热蒸汽后,进入汽轮机中做功,带动第二发电机发电;梯级利用热能,降低成本。

9.本发明所述燃气-蒸汽联合循环子系统还包括:回热器,设置于所述压气机与燃烧室之间,且所述回热器的一端与第一换热器连接,所述回热器的另一端与相变储热罐连接;本申请采用上述技术方案,在第一换热器换热后的燃气进入回热器中加热压气机出口的空气;梯级利用热能,降低成本。

10.本发明提供的电网调峰系统,还包括:控制中心,与太阳能光热发电子系统、燃气-蒸汽联合循环子系统、熔盐储放热子系统、电网均连接;所述控制中心适于获取太阳能光热发电子系统的光热发电量、电网需求和燃气-蒸汽联合循环子系统的负荷,并控制太阳能光热发电子系统、燃气-蒸汽联合循环子系统和熔盐储放热子系统协同工作;本申请采用上述技术方案,由控制中心统一协调控制太阳能光热发电子系统、燃气-蒸汽联合循环子系统、熔盐储放热子系统和电网之间的关系,提升电网调峰能力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施方式中提供的电网调峰系统的连接结构示意图;

图2为本发明实施方式中提供的相变储热罐的使用示意图。

附图标记说明:

1、第一发电机;2、压气机;3、回热器;4、燃烧室;5、透平;6、第一开关;7、第一换热器;8、电加热器;9、第一阀门;10、第二阀门;11、第三阀门;12、第四阀门;13、第一熔盐罐;14、第一熔盐泵;15、第五阀门;16、第二开关;17、第二熔盐罐;18、第二熔盐泵;19、第六阀门;20、第七阀门;21、太阳;22、定日镜场;23、吸热器;24、第八阀门;25、第九阀门;26、第三熔盐泵;27、余热锅炉;28、第二换热器;29、汽轮机;30、第二发电机;31、凝汽器;32、水泵;33、除氧器;34、相变储热罐;35、燃料;36、空气;37、工厂;38、用户。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外,下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1至图2所示的电网调峰系统的一种具体实施方式,包括:依次连接的太阳能光热发电子系统、汽轮发电机组、熔盐储放热子系统和电加热器8,依次连接的第一发电机1、燃气-蒸汽联合循环子系统和相变储热罐34,依次连接的凝汽器31、水泵32和除氧器33,以及控制中心。

如图1所示,所述汽轮发电机组包括:连接设置的汽轮机29和第二发电机30。所述熔盐储放热子系统包括:第一熔盐罐13(即高温熔盐罐)、第二换热器28和第二熔盐罐17(即低温熔盐罐)。所述第一熔盐罐13用于储存光热发电和联合循环发电过程中多余的热能,并在电力供应不足时释放热量,填补发电系统与电网需求的差异;具体的,在所述第一熔盐罐13和第二熔盐罐17中的熔盐根据实际工况选取,可以为二元盐和/或三元盐等。所述熔盐储放热子系统与太阳能光热发电子系统连接;所述汽轮发电机组与太阳能光热发电子系统、熔盐储放热子系统均连接,所述汽轮发电机组连入电网。所述电网调峰系统具有在太阳能光热发电子系统的光热发电量大于电网所需电量时,所述太阳能光热发电子系统将一部分热量储存于熔盐储放热子系统内,所述太阳能光热发电子系统将另一部分热量用于汽轮发电机组发电的第一状态;以及具有在太阳能光热发电子系统的光热发电量等于电网所需电量时,所述太阳能光热发电子系统将所有热量用于汽轮发电机组发电的第二状态;以及具有在太阳能光热发电子系统的光热发电量小于电网所需电量时,所述太阳能光热发电子系统将热量用于汽轮发电机组发电,所述熔盐储放热子系统将热量用于汽轮发电机组发电的第三状态。在第一状态、第二状态和第三状态下,所述燃气-蒸汽联合循环子系统均停止工作。

所述第一发电机1与燃气-蒸汽联合循环子系统连接,所述第一发电机1连入电网;所述燃气-蒸汽联合循环子系统与汽轮发电机组、熔盐储放热子系统均连接;所述电加热器8与第一发电机1、熔盐储放热子系统和汽轮发电机组均连接;具体的,所述电加热器8通过第一开关6与第一发电机1连接,所述电加热器8通过第二开关16与第二发电机30连接;所述电加热器8通过依次连接设置的第三阀门11、第六阀门19和第二熔盐泵18与第二熔盐罐17连接。所述电加热器8适于加热熔盐储放热子系统中的熔盐,即利用第一发电机1和第二发电机30的电能加热熔盐。所述电网调峰系统具有在电网需求等于燃气-蒸汽联合循环子系统的满负荷发电量时,所述燃气-蒸汽联合循环子系统带动汽轮发电机组发电的第四状态;以及具有在电网需求等于燃气-蒸汽联合循环子系统的低负荷发电量时,所述燃气-蒸汽联合循环子系统将一部分热量储存于熔盐储放热子系统内,所述燃气-蒸汽联合循环子系统将另一部分热量用于汽轮发电机组发电的第五状态;以及具有在电网需求等于燃气-蒸汽联合循环子系统的零负荷发电量时,所述燃气-蒸汽联合循环子系统将一部分热量储存于熔盐储放热子系统内,所述燃气-蒸汽联合循环子系统将另一部分热量用于汽轮发电机组发电,所述第一发电机1和汽轮发电机组均为电加热器8供电,所述电加热器8将加热后的熔盐储存至熔盐储放热子系统的第六状态;以及具有在电网需求等于燃气-蒸汽联合循环子系统的过负荷发电量时,所述燃气-蒸汽联合循环子系统带动汽轮发电机组发电,所述熔盐储放热子系统的热量用于汽轮发电机组发电的第七状态。在第四状态、第五状态、第六状态和第七状态下,所述太阳能光热发电子系统的光热发电量为零,且所述燃气-蒸汽联合循环子系统带动第一发电机1发电。

如图1所示,所述太阳能光热发电子系统包括:定日镜场22和吸热器23;所述定日镜场22适于接收太阳21的日光,并反射至吸热器23;所述吸热器23适于吸收定日镜场22反射的日光,并转换为热能,将熔盐加热至高温状态。所述第一熔盐罐13的入口与吸热器23的出口连接;具体的,在所述第一熔盐罐13的入口与吸热器23的出口之间连接的管路上依次设有第四阀门12、第三熔盐泵26和第八阀门24。

所述第二换热器28(即熔盐-水换热器)与吸热器23的出口、第一熔盐罐13的出口、汽轮发电机组均连接;具体的,所述第二换热器28与吸热器23的出口通过第三熔盐泵26(即高温熔盐泵)和第八阀门24连接;所述第二换热器28与第一熔盐罐13的出口通过第一熔盐泵14(即高温熔盐泵)和第五阀门15连接。所述第二熔盐罐17与第二换热器28、吸热器23的入口均连接;具体的,所述第二熔盐罐17与吸热器23的入口通过依次连接设置的第二熔盐泵18、第六阀门19和第九阀门25连接。所述吸热器23适于加热第二熔盐罐17输送的熔盐,并将加热后的熔盐输送至第一熔盐罐13或第二换热器28;所述第二换热器28适于将熔盐与水进行换热,并将加热后的水输送至汽轮发电机组进行发电,将降温后的熔盐输送至吸热器23。

所述燃气-蒸汽联合循环子系统包括:依次连接的压气机2、燃烧室4和透平5,第一换热器7(即熔盐-燃气换热器)和回热器3,以及余热锅炉27。所述第一换热器7与透平5、第一熔盐罐13、第二熔盐罐17均连接;具体的,所述第一换热器7与透平5通过第一阀门9连接,所述第一换热器7与第二熔盐罐17通过依次连接设置的第二阀门10、第六阀门19和第二熔盐泵18连接。所述压气机2适于引入空气36;所述燃烧室4适于引入燃料35,并将压气机2传送的空气36与燃料35燃烧,形成燃气;所述透平5适于接收燃烧室4传送的燃气,带动第一发电机1旋转发电;所述第一换热器7适于接收透平5的燃气,将来自第二熔盐罐17的低温熔盐与来自透平5中的高温燃气进行换热,并将加热后的熔盐输送至第一熔盐罐13。所述回热器3设置于所述压气机2与燃烧室4之间,且所述回热器3的一端与第一换热器7连接,所述回热器3的另一端与相变储热罐34连接。所述凝汽器31和汽轮机29连接,所述除氧器33与第二换热器28连接。所述余热锅炉27的一端通过第七阀门20与透平5连接,所述余热锅炉27的另一端与相变储热罐34连接;所述除氧器33还与余热锅炉27连接,所述余热锅炉27还与汽轮机29连接。具体的,所述第二换热器28将来自第一熔盐罐13的高温熔盐与来自除氧器33中的低温水进行换热。经压气机2压缩之后的空气36,进入回热器3中,与已和熔盐换热之后的燃气进行换热。然后,在燃烧室4内与燃料35燃烧后,形成高温高压燃气,进入透平5做功,带动第一发电机1进行发电。透平5做功完成之后,形成高温低压燃气,根据系统负荷和电网需求,一部分进入熔盐-燃气换热器中加热熔盐,一部分进入余热锅炉27中,加热水,产生过热水蒸气;过热水蒸气进入汽轮机29中做功,带动第二发电机30发电后,进入凝汽器31中被凝结成水,再经水泵32加压后,再进入余热锅炉27进行下一次循环。

所述控制中心与太阳能光热发电子系统、燃气-蒸汽联合循环子系统、熔盐储放热子系统、电网均连接;所述控制中心适于获取太阳能光热发电子系统的光热发电量、电网需求和燃气-蒸汽联合循环子系统的负荷,并控制太阳能光热发电子系统、燃气-蒸汽联合循环子系统和熔盐储放热子系统协同工作,控制中心具体可以控制阀门和开关的状态。进一步的,在输送熔盐的管线、第一熔盐罐13和第二熔盐罐17的外部均包裹有保温材料,以减小散热损失;且输送熔盐的管线均采用夹套管,即中心管内为熔盐,外层夹层为用于预热熔盐的蒸汽或燃气,以防止熔盐在管内凝固后发生堵塞。

如图2所示,所述相变储热罐34与燃气-蒸汽联合循环子系统连接,所述相变储热罐34适于在第四状态、第五状态、第六状态和第七状态下,储存工厂37内燃气-蒸汽联合循环子系统的部分热量(即工业余热),以为用户38供热。具体的,所述余热锅炉27的出口和回热器3的出口的低温燃气,先由相变储热罐34进行储存,然后利用卡车运输至住宅区,向用户38供热,以进行冬季供暖和生活热水。所述相变储热罐34的结构可为管壳式、板式和填充床式中的任意一种,填充的相变材料可为石蜡、肉豆蔻酸和水合盐等低温相变材料(相变温度在90℃以下)。

本申请所述电网调峰系统的主要工作过程简述如下,具体包括以下四种情况:

一、太阳能充足的情况:当天气较好,光照强度较大时,光热发电量大于电网所需电量时,太阳能光热发电子系统启动,熔盐储放热子系统的储热功能启动,熔盐储放热子系统的放热功能关闭,燃气-蒸汽联合循环子系统停机(即停止工作),汽轮发电机组启动。开启第四阀门12、第六阀门19、第八阀门24和第九阀门25,关闭第一阀门9、第二阀门10、第三阀门11、第五阀门15和第七阀门20。定日镜场22将太阳21的光线反射到吸热器23中,用于加热熔盐。利用第三熔盐泵26(为高温熔盐泵),将一部分加热完成之后的熔盐输送至第一熔盐罐13中储存;另一部分输送至第二换热器28中,将水加热为过热蒸汽,然后换热降温后的熔盐依次通过第二熔盐罐17、第二熔盐泵18(为低温熔盐泵)、第六阀门19和第九阀门25,进入吸热器23中进行下一次循环。水在第二换热器28中被高温熔盐加热为过热蒸汽后,进入汽轮机29中做功,带动第二发电机30发电。做功完成之后的乏气进入凝汽器31中被冷却为凝结水;再由水泵32增压进入到除氧器33中,去除溶于水的氧气和其他气体,防止或减弱管线和设备的腐蚀;然后,再进入第二换热器28中进行下一次循环。

二、太阳能较少的情况:当天气一般,光照强度一般时,光热发电量等于电网所需电量时,太阳能光热发电子系统启动,熔盐储放热子系统关闭,燃气-蒸汽联合循环子系统停机,汽轮发电机组启动。开启第六阀门19、第八阀门24和第九阀门25,关闭第一阀门9、第二阀门10、第三阀门11、第四阀门12、第五阀门15和第七阀门20。定日镜场22将太阳21的光线反射到吸热器23中,用于加热熔盐。利用第三熔盐泵26,将所有加热完成之后的熔盐输送至第二换热器28中,将水加热为过热蒸汽;然后换热降温后的熔盐依次通过第二熔盐罐17、第二熔盐泵18、第六阀门19和第九阀门25,进入吸热器23中进行下一次循环。水在第二换热器28中被高温熔盐加热为过热蒸汽后,进入汽轮机29中做功,带动第二发电机30发电。做功完成之后的乏气进入凝汽器31中冷却为凝结水;再由水泵32增压进入到除氧器33中,去除溶于水的氧气和其他气体,防止或减弱管线和设备的腐蚀;然后,再进入第二换热器28中进行下一次循环。

三、太阳能不足的情况:当天气较差,光照强度较弱时,光热发电量小于电网所需电量时,太阳能光热发电子系统启动,熔盐储放热子系统的储热功能关闭,熔盐储放热子系统的放热功能启动,燃气-蒸汽联合循环子系统停机,汽轮发电机组启动。开启第五阀门15、第六阀门19、第八阀门24和第九阀门25,关闭第一阀门9、第二阀门10、第三阀门11、第四阀门12和第七阀门20。定日镜场22将太阳21的光线反射到吸热器23中,用于加热熔盐。利用第三熔盐泵26,将所有加热完成之后的熔盐输送至第二换热器28中,同时也利用第一熔盐泵14(为高温熔盐泵)将第一熔盐罐13中的熔盐输送至第二换热器28中,将水加热为过热蒸汽,然后换热降温后的熔盐依次通过第二熔盐罐17、第二熔盐泵18、第六阀门19和第九阀门25,进入吸热器23中进行下一次循环。第二熔盐泵18的流量与第三熔盐泵26的流量相同,第一熔盐罐13中的熔盐经放热后储存在第二熔盐罐17中。水在第二换热器28中被高温熔盐加热为过热蒸汽后,进入汽轮机29中做功,带动第二发电机30发电。做功完成之后的乏气进入凝汽器31中被冷却为凝结水;再由水泵32增压进入到除氧器33中,去除溶于水的氧气和其他气体,防止或减弱管线和设备的腐蚀;然后,再进入第二换热器28中进行下一次循环。

四、太阳能缺失的情况:当天气为阴雨天或夜晚时,太阳能光热发电子系统停机,由燃气-蒸汽联合循环子系统和熔盐储放热子系统协调满足电网的电力需求。根据燃气-蒸汽联合循环子系统的发电量和电网需求又分为以下几种情况:

①电网需求等于燃气-蒸汽联合循环子系统的满负荷(100%)发电量时,熔盐储放热子系统关闭,燃气-蒸汽联合循环子系统满负荷运行。开启第七阀门20,关闭第一阀门9、第二阀门10、第三阀门11、第四阀门12、第五阀门15、第六阀门19、第八阀门24和第九阀门25。空气36经压气机2压缩后,在燃烧室4中与燃料35燃烧产生高温高压燃气,进入透平5中做功,带动第一发电机1发电。透平5做功完成后的高温低压燃气进入余热锅炉27中加热水,换热完成后的燃气进入相变储热罐34中,储存剩余的热量,然后利用卡车运输至住宅区进行用户供热,如图2所示。水在余热锅炉27中被高温燃气加热为过热蒸汽后,进入汽轮机29中做功,带动第二发电机30发电。做功完成之后的乏气进入凝汽器31中被冷却为凝结水;再由水泵32增压进入到除氧器33中,去除溶于水的氧气和其他气体,防止或减弱管线和设备的腐蚀;然后,再进入余热锅炉27中进行下一次循环。

②电网需求等于燃气-蒸汽联合循环子系统的低负荷(0%~100%)发电量时,熔盐储放热子系统的储热功能启动,熔盐储放热子系统的放热功能关闭,燃气-蒸汽联合循环子系统满负荷运行。开启第一阀门9、第二阀门10、第六阀门19和第七阀门20,关闭第三阀门11、第四阀门12、第五阀门15、第八阀门24和第九阀门25。空气36经压气机2压缩后,在燃烧室4中与燃料35燃烧产生高温高压燃气,进入透平5中做功,带动第一发电机1发电。透平5做功完成后的高温低压燃气的一部分进入第一换热器7中加热熔盐,然后进入回热器3中加热压气机2出口的空气36,之后再进入相变储热罐34;透平5做功完成后的高温低压燃气的另一部分进入余热锅炉27中加热水,换热完成后的燃气进入相变储热罐34中,储存剩余的热量,然后利用卡车运输至住宅区进行用户供热,如图2所示。第二熔盐泵18将第二熔盐罐17中的低温熔盐经第六阀门19和第二阀门10输送至第一换热器7中吸收热量,然后再进入第一熔盐罐13中进行储存。水在余热锅炉27中被高温燃气加热为过热蒸汽后,进入汽轮机29中做功,带动第二发电机30发电。做功完成之后的乏气进入凝汽器31中被冷却为凝结水。再由水泵32增压进入到除氧器33中,去除溶于水的氧气和其他气体,防止或减弱管线和设备的腐蚀;然后,再进入余热锅炉27中进行下一次循环。

③电网需求等于燃气-蒸汽联合循环子系统的零负荷(0%)发电量时,熔盐储放热子系统的储热功能启动,熔盐储放热子系统的放热功能关闭,燃气-蒸汽联合循环子系统满负荷运行。开启第一阀门9、第二阀门10、第三阀门11、第六阀门19和第七阀门20,关闭第四阀门12、第五阀门15、第八阀门24和第九阀门25。空气36经压气机2压缩后,在燃烧室4中与燃料35燃烧产生高温高压燃气,进入透平5中做功,带动第一发电机1发电。透平5做功完成后的高温低压燃气的一部分进入第一换热器7中加热熔盐,然后进入回热器3中加热压气机2出口的空气36,之后再进入相变储热罐34。透平5做功完成后的高温低压燃气的另一部分进入余热锅炉27中加热水,换热完成后的燃气进入相变储热罐34中,储存剩余的热量,然后利用卡车运输至住宅区进行用户供热,如图2所示。启动第一开关6和第二开关16,第一发电机1和第二发电机30所发的电力全部传输至电加热器8中用于加热熔盐。第二熔盐泵18将第二熔盐罐17中的低温熔盐的一部分经第六阀门19和第二阀门10输送至第一换热器7中吸收热量,第二熔盐泵18将第二熔盐罐17中的低温熔盐的另一部分经第六阀门19和第三阀门11输送至电加热器8中,然后再进入第一熔盐罐13中进行储存。水在余热锅炉27中被高温燃气加热为过热蒸汽后,进入汽轮机29中做功,带动第二发电机30发电。做功完成之后的乏气进入凝汽器31中被冷却为凝结水。再由水泵32增压进入到除氧器33中,去除溶于水的氧气和其他气体,防止或减弱管线和设备的腐蚀;然后,再进入余热锅炉27中进行下一次循环。

④电网需求等于燃气-蒸汽联合循环子系统的过负荷(大于100%)发电量时,熔盐储放热子系统的储热功能关闭,熔盐储放热子系统的放热功能启动,燃气-蒸汽联合循环子系统满负荷运行。开启第五阀门15和第七阀门20,关闭第一阀门9、第二阀门10、第三阀门11、第四阀门12、第六阀门19、第八阀门24和第九阀门25。空气36经压气机2压缩后,在燃烧室4中与燃料35燃烧产生高温高压燃气,进入透平5中做功,带动第一发电机1发电。透平5做功完成后的高温低压燃气进入余热锅炉27中加热水,换热完成后的燃气进入相变储热罐34中,储存剩余的热量,然后利用卡车运输至住宅区进行用户供热,如图2所示。同时也利用第一熔盐泵14将第一熔盐罐13中的熔盐输送至第二换热器28中,将水加热为过热蒸汽。第一熔盐罐13中的熔盐经放热后储存在第二熔盐罐17中。一部分水在第二换热器28中被高温熔盐加热为第一部分过热蒸汽,另一部分水在余热锅炉27中被高温燃气加热为第二部分过热蒸汽,两部分过热蒸汽均进入汽轮机29中做功,带动第二发电机30发电。做功完成之后的乏气进入凝汽器31中被冷却为凝结水。再由水泵32增压进入到除氧器33中,去除溶于水的氧气和其他气体,防止或减弱管线和设备的腐蚀;然后,再进入余热锅炉27和第二换热器28中进行下一次循环。

显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

相关技术
  • 一种特大流域水电站群多电网调峰调度方法及系统
  • 一种新能源参与调峰的送端电网电源结构优化方法
  • 一种基于电网调峰容量平衡的核电参与电网调峰判断方法
  • 一种基于电网调峰容量平衡的核电参与电网调峰判断方法
技术分类

06120116507424