火电熔融盐作为背压机后备热源系统

技术领域

本发明涉及火电熔融盐作为背压机后备热源系统，具体涉及构造火电熔融盐作为背压机后备热源系统。

背景技术

近年来，随着储能产业的发展，多种新型储能技术不断突破，在越来越多的场景实现示范应用，主要有储热技术、氢储能技术、电磁储能和飞轮储能等。储热技术属于能量型储能技术，能量密度高、成本低、寿命长、利用方式多样、综合热利用效率高，在可再生能源消纳、清洁供暖及太阳能光热电站储能系统应用领域均可发挥较大作用。近年来，备受关注的储热技术主要有熔融盐储热技术和高温相变储热技术。熔融盐储热技术的主要优点是规模大，方便配合常规燃气机使用，主要应用于大型塔式光热发电系统和槽式光热发电系统。

发明内容

本发明提出火电熔融盐作为背压机后备热源系统，构造火电熔融盐作为背压机后备热源系统，背压气轮机驱动气源正常情况下来自于火电中压缸，当全厂失电，需要背压机正常运行时，气轮机驱动气源来自于熔融盐热驱动系统，将火电熔融盐作为背压机后备热源，维持火电厂用电，协助火电机组完成自启动。

正常情况下，背压气轮机驱动气源来自于火电中压缸，火电中压缸里的高温、高压水蒸气推动背压气轮机旋转带动背压发电机旋转，发出的电并入火电机组厂用段。火电机组6.3kV厂用电及6.3kV/400V降压变向熔盐加热装置供电，储存在低温罐300℃液态熔融盐通过熔盐加热装置变为600℃高温液态熔融盐储存在高温罐内，600℃高温液态熔融盐通过热驱动装置进入盐-水换热器，将通过升压泵加压至1.2MPa的除氧水加热至符合后端用气设备需求的260℃水蒸气。

事故情况下，火电中压缸无法正常向背压气轮机供气，此时关闭后端用气设备供气阀门，利用液态熔融盐高温罐里液态熔融盐高温余热，加热除氧水，打开背压机气轮机进气阀门，260℃高压水蒸气推动背压气轮机旋转带动背压发电机旋转，背压发电机向6.3kV厂用段设备供电，维持重要辅机不停电，协助火电机组自启动。

为达到上述目的，本发明采用如下的技术方案来实现：

火电熔融盐作为背压机后备热源系统，包括：火力发电厂用单元、熔融盐热循环单元和背压发电单元；

所述火力发电厂用单元中部缸连接有所述背压发电单元的背压气轮，所述火力发电厂用单元中6.3kV厂用母线连接有所述熔融盐热循环单元的熔融盐加热装置，所述熔融盐热循环单元液态熔融盐热驱动装置链接连接有所述背压发电单元中盐-水换热器，所述背压发电单元中背压气轮机驱动气源正常情况下来自于火电中压缸，当全厂失电，需要背压机正常运行时，背压气轮机驱动气源来自于所述融盐热循环单元中熔融盐热驱动系统，将火电熔融盐作为背压机后备热源，维持火电厂用电，协助火电机组完成自启动。

本发明进一步的改进在于，所述火力发电厂用单元包括：气轮机高压缸、气轮机中压缸、气轮机低压缸、熔发电机、中压缸排气阀、20kV变6.3kV高厂变、6.3kV厂用母线联络开关和6.3kV厂用母线；

所述气轮机高压缸通过蒸气管道连接所述气轮机中压缸，所述气轮机中压缸通过蒸气管道连接至所述气轮机低压缸，所述气轮机低压缸连接至发电机，气轮机旋转带动所述发电机转子旋转，所述发电机转子通过励磁产生旋转磁场，在所述发电机定子产生交流电，所述20kV变6.3kV高厂变高压侧连接至所述发电机出口，所述6.3kV厂用母线通过所述6.3kV厂用母线联络开关连接至所述20kV变6.3kV高厂变低压侧。

本发明进一步的改进在于，所述熔融盐热循环单元包括：熔融盐加热装置并网开关、熔融盐加热装置降压变、熔融盐加热装置、液态熔融盐低温罐、低温液态熔融盐进水阀、高温液态熔融盐出水阀、液态熔融盐高温罐和高温液态熔融盐热驱动装置；

所述熔融盐加热装置连接至所述熔融盐加热装置降压变低压侧，所述熔融盐加热装置降压变高压侧通过所述熔融盐加热装置并网开关连接至6.3kV厂用母线；

所述液态熔融盐低温罐通过所述低温液态熔融盐进水阀与所述融盐加热装置连接，低温液态熔融盐通过所述融盐加热装置加热后成为高温液态熔融盐，高温液态熔融盐通过所述高温液态熔融盐出水阀进入所述液态熔融盐高温罐，所述液态熔融盐高温罐连接有所述高温液态熔融盐热驱动装置。

本发明进一步的改进在于，所述融盐加热装置电能来自于所述6.3kV厂用母线，供电稳定。

本发明进一步的改进在于，所述融盐加热装置采用发热电阻丝和自动判断过零点开关，通过自动判断过零点开关实现所述融盐加热装置功率控制。

本发明进一步的改进在于，所述融盐加热装置属于大功率用电装置，当热驱动装置运行时，能够进一步挖掘火电机组深度调峰能力。

本发明进一步的改进在于，所述背压发电单元包括：背压气轮机、背压发电机、背压机升压变、背压机并网开关、工业用除氧水、除氧水进水阀、除氧水升压泵、盐-水换热器和背压气轮机进气阀；

所述背压气轮机通过所述中压缸排气阀连接至所述气轮机中压缸，所述盐-水换热器通过所述背压气轮机进气阀连接至所述背压气轮机，正常情况下，所述背压气轮机进气阀阀门关闭，熔融盐产生热量向厂外用气设备供气，由所述气轮机中压缸抽中压水蒸气推动所述背压气轮机旋转，带动所述背压发电机旋转，所述背压发电机出口连接至所述背压机升压变低压侧，所述背压机升压变高压侧通过所述背压机并网开关连接至所述6.3kV厂用母线；

所述液态高温熔融盐通过所述液态熔融盐热驱动装置加压后传输所述盐-水换热器，所述工业用除氧水通过所述除氧水进水阀及所述除氧水升压泵进入所述盐-水换热器形成高压除氧水，液态高温熔融盐将工业用高压除氧水加热至260℃以上，形成高压水蒸气，正常情况下，形成的高压水蒸气传输至厂外用气设备。

本发明进一步的改进在于，事故情况下，气轮机中压缸无法正常向所述背压气轮机供气，此时关闭所述中压缸排气阀，打开所述背压气轮机进气阀阀门，所述液态熔融盐高温罐保温性能好，能够维持液体熔融盐高温状态2h以上，利用所述液态熔融盐高温罐里液态熔融盐高温余热，加热所述工业用除氧水，260℃高压水蒸气推动所述背压气轮机旋转带动所述背压发电机旋转，所述背压发电机向所述6.3kV厂用母线设备供电，维持重要辅机不停电，协助火电机组自启动。

与现有技术相比，本发明至少具有如下有益的技术效果：

1.本发明热驱动装置电能来自于厂用电，供电稳定，电费便宜，适用于火电熔融盐作为背压机后备热源系统。

2.本发明熔热驱动装置采用发热电阻丝和自动判断过零点开关，控制所述熔融盐加热单元中高温罐温度。相关设备成本较低，更适用于火电熔融盐作为背压机后备热源系统。

3.本发明背压发电单元可以分别运行于正常模式和事故模式，可以保证火电机组厂用电不失电，维持重要辅机工作，协助完成火电机组自启动。

4.本发明所提火电熔融盐作为背压机后备热源系统对于火电机组，熔融盐加热单元中热驱动装置属于大功率用电装置，当热驱动装置运行时，可以进一步挖掘火电机组深度调峰能力。

5.本发明熔融盐热循环单元正常情况下，可以通过盐-水换热器产生高温、高压水蒸气向厂外用气工厂供气，增加火电厂收入。

附图说明

图1为火电熔融盐作为背压机后备热源系统图。

附图标记说明：

1—火力发电厂用单元；2—熔融盐热循环单元；3—背压发电单元。1-1—气轮机高压缸；1-2—气轮机中压缸；1-3—气轮机低压缸；1-4—发电机；1-5—中压缸排气阀；1-6—20kV变6.3kV高厂变；1-7—6.3kV厂用母线联络开关；1-8—6.3kV厂用母线。2-1—熔融盐加热装置并网开关；2-2—熔融盐加热装置降压变；2-3—熔融盐加热装置；2-4—液态熔融盐低温罐；2-5—低温液态熔融盐进水阀；2-6—高温液态熔融盐出水阀；2-7—液态熔融盐高温罐；2-8—高温液态熔融盐热驱动装置。3-1—背压气轮机；3-2—背压发电机；3-3—背压机升压变；3-4背压机并网开关；3-5—工业用除氧水；3-6—除氧水进水阀；3-7—除氧水升压泵；3-8—盐-水换热器；3-9—背压气轮机进气阀。

具体实施方式

下面通过附图，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

如图1所示，本发明提供的火电熔融盐作为背压机后备热源系统，包括：火力发电厂用单元1，熔融盐热循环单元2和背压发电单元3；所述火力发电厂用单元中部缸连接有所述背压发电单元3的背压气轮，所述火力发电厂用单元1中6.3kV厂用母线连接有所述熔融盐热循环单元2的熔融盐加热装置，所述熔融盐热循环单元2液态熔融盐热驱动装置链接连接有所述背压发电单元3中盐-水换热器，所述背压发电单元3中背压气轮机驱动气源正常情况下来自于火电中压缸，当全厂失电，需要背压机正常运行时，背压气轮机驱动气源来自于所述融盐热循环单元2中熔融盐热驱动系统，将火电熔融盐作为背压机后备热源，维持火电厂用电，协助火电机组完成自启动。

所述火力发电厂用单元1包括：气轮机高压缸1-1、气轮机中压缸1-2、气轮机低压缸1-3、熔发电机1-4、中压缸排气阀1-5、20kV变6.3kV高厂变1-6、6.3kV厂用母线联络开关1-7和6.3kV厂用母线1-8。

所述熔融盐热循环单元2包括：熔融盐加热装置并网开关2-1、熔融盐加热装置降压变2-2、熔融盐加热装置2-3、液态熔融盐低温罐2-4、低温液态熔融盐进水阀2-5、高温液态熔融盐出水阀2-6、液态熔融盐高温罐2-7和高温液态熔融盐热驱动装置2-8。

所述背压发电单元3包括：背压气轮机3-1、背压发电机3-2、背压机升压变3-3、背压机并网开关3-4、工业用除氧水3-5、除氧水进水阀3-6、除氧水升压泵3-7、盐-水换热器3-8和背压气轮机进气阀3-9。

所述气轮机高压缸1-1通过蒸气管道连接所述气轮机中压缸1-2，所述气轮机中压缸1-2通过蒸气管道连接至所述气轮机低压缸1-3，所述气轮机低压缸1-3连接至发电机1-4，气轮机旋转带动所述发电机1-4转子旋转，所述发电机1-4转子通过励磁产生旋转磁场，在所述发电机1-4定子产生交流电。所述20kV变6.3kV高厂变1-6高压侧连接至所述发电机1-4出口，所述6.3kV厂用母线1-8通过所述6.3kV厂用母线联络开关1-7连接至所述20kV变6.3kV高厂变1-6低压侧。

所述熔融盐加热装置2-3连接至所述熔融盐加热装置降压变2-2低压侧，所述熔融盐加热装置降压变2-2高压侧通过所述熔融盐加热装置并网开关2-1连接至6.3kV厂用母线1-8。所述融盐加热装置2-3电能来自于所述6.3kV厂用母线1-8，供电稳定，电费仅为发电成本，所述融盐加热装置2-3采用发热电阻丝和自动判断过零点开关，通过自动判断过零点开关实现所述融盐加热装置2-3功率控制。所述融盐加热装置2-3属于大功率用电装置，当热驱动装置运行时，可以进一步挖掘火电机组深度调峰能力。

所述液态熔融盐低温罐2-4通过所述低温液态熔融盐进水阀2-5与所述融盐加热装置2-3连接，低温液态熔融盐通过所述融盐加热装置2-3加热后成为高温液态熔融盐，高温液态熔融盐通过所述高温液态熔融盐出水阀2-6进入所述液态熔融盐高温罐2-7，所述液态熔融盐高温罐2-7连接有所述高温液态熔融盐热驱动装置2-8，液态高温熔融盐通过所述液态熔融盐热驱动装置2-8加压后传输所述盐-水换热器3-8。

所述工业用除氧水3-5通过所述除氧水进水阀3-6及所述除氧水升压泵3-7进入所述盐-水换热器3-8形成高压除氧水，液态高温熔融盐将工业用高压除氧水加热至260℃以上，形成高压水蒸气，正常情况下，形成的高压水蒸气传输至厂外用气设备。

所述背压气轮机3-1通过所述中压缸排气阀1-5连接至所述气轮机中压缸1-2，所述盐-水换热器3-8通过所述背压气轮机进气阀3-9连接至所述背压气轮机3-1，正常情况下，所述背压气轮机进气阀3-9阀门关闭，熔融盐产生热量向厂外用气设备供气，由所述气轮机中压缸1-2抽中压水蒸气推动所述背压气轮机3-1旋转，带动所述背压发电机3-2旋转。所述背压发电机3-2出口连接至所述背压机升压变3-3低压侧，所述背压机升压变3-3高压侧通过所述背压机并网开关3-4连接至所述6.3kV厂用母线1-8。

事故情况下，气轮机中压缸1-2无法正常向所述背压气轮机3-1供气，此时关闭所述中压缸排气阀1-5，打开所述背压气轮机进气阀3-9阀门。所述液态熔融盐高温罐2-7保温性能好，可以维持液体熔融盐高温状态2h以上，利用所述液态熔融盐高温罐2-7里液态熔融盐高温余热，加热所述工业用除氧水3-5，260℃高压水蒸气推动所述背压气轮机3-1旋转带动所述背压发电机3-2旋转，所述背压发电机3-2向所述6.3kV厂用母线1-8设备供电，维持重要辅机不停电，协助火电机组自启动。