储能调峰系统

技术领域

本发明涉及熔盐储能技术领域，具体涉及储能调峰系统。

背景技术

随着碳达峰、碳中和的目标实施，燃煤机组也被无情的推入蓝色二维新时代，更需要内生动力跨界应用，特别是思维改变的新业态，重构燃煤机组的定位，增加大规模熔盐储能技术，从自身的基础负荷转变为辅助负荷的革命转变。

火电企业为了在竞争日益激烈的发电市场获取更多市场份额，必须满足电网规定的深度调峰要求，提高机组的调峰能力，满足电网安全调度要求与正常运行的能力，调峰期间机组负荷较低，可能出现锅炉燃烧不稳、两侧汽温偏差、脱硝入口烟温低等问题，严重威胁机组深度调峰期间的安全稳定运行。

火电企业中用于推动汽轮机做功的蒸汽温度在 540-560℃，而二元熔盐储热既能很好匹配这一温度参数，又能实现大规模储热和放热，非常适合应于火电机组储热。

因此，本发明将燃煤机组与熔盐储能结合起来，设计了一款储能调峰系统。

发明内容

本发明主要是针对现有技术存在的上述问题，提供一种储能调峰系统，保证锅炉在低负荷调峰阶段运行的安全性。

本发明的目的主要是通过下述方案得以实现的：

储能调峰系统，包括锅炉单元、储热单元和放热单元；所述锅炉单元包括锅炉过热器、锅炉再热器、汽轮机高压缸和汽轮机中压缸；所述储热单元包括第三过热器、第一过热器、第一蒸发器、第一预热器、热盐罐、冷盐罐、热熔盐泵和冷熔盐泵；所述放热单元包括第二过热器、第二蒸发器和第二预热器；所述锅炉过热器的输出端经主过热蒸汽管路分别通过第一分过热蒸汽管路和第二分过热蒸汽管路与汽轮机高压缸和第一过热器连通，所述汽轮机高压缸的输出端通过排气管路和蒸汽回管路与锅炉再热器的输入端连通，所述第一过热器的输出端通过管道依次连通第一蒸发器和第一预热器，所述第一预热器的输出端通过第一回水管路与锅炉过热器的输入端连通；所述锅炉再热器的输出端经主再热蒸汽管路分别通过第一分再热蒸汽管路和第二分再热蒸汽管路与汽轮机中压缸和第三过热器连通，所述汽轮机中压缸的输出端通过第二回水管路与锅炉过热器的输入端连通，所述第三过热器的输出端经蒸汽回管路与锅炉过热器的输入端连通；所述冷盐罐通过第一输出管路依次经第一预热器、第一蒸发器、第一过热器与热盐罐的第一输入管路连通，所述热盐罐的第二输出管路依次经第二过热器、第二蒸发器、第二预热器与冷盐罐的第二输入管路连通，所述第二过热器的输出端通过补充蒸汽管路与主再热蒸汽管路连通。

作为优选，所述第二回水管路上依次安装有冷凝器、第一增压泵、第一换热器、除氧器、第二增压泵和第二换热器。

作为优选，所述第一回水管路上安装有第三增压泵。

作为优选，所述除氧器的输出端还通过第三回水管路与第二预热器的输入端连通，且第三回水管路上安装有第四增压泵。

作为优选，所述补充蒸汽管路还连通有换热管路，所述换热管路与第二换热器的输入端连通。

作为优选，所述第一输出管路经第一预热器后还通过分支进管路与第三过热器换热，换热后通过分支出管路与第一输入管路连通管。

作为优选，所述第一输出管路上安装有所述冷熔盐泵。

作为优选，所述第二输出管路上安装有所述热熔盐泵。

因此，与现有技术相比，本发明具备下述优点：本发明通过锅炉产生的过热蒸汽和再热蒸汽通过储热单元对熔盐进行放热，冷盐罐中的冷熔盐获得热量温度升高，并储存在热盐罐中，当调峰期间机组负荷较低时，热盐罐中的热熔盐通过放热单元进行放热，放热单元产生的蒸汽回到汽轮机中做功发电，而放热后的熔盐回到冷盐罐中储存，另外参与储热的锅炉蒸汽在放热后形成高压凝结水，最终随给水系统进入锅炉，提高了锅炉在低负荷调峰阶段运行的安全性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图示说明：1-锅炉过热器，2-锅炉再热器，3-汽轮机高压缸，4-汽轮机中压缸，5-第三过热器，6-第一过热器，7-第一蒸发器，8-第一预热器，9-热盐罐，10-冷盐罐，11-热熔盐泵，12-冷熔盐泵，13-第二过热器，14-第二蒸发器，15-第二预热器，16-主过热蒸汽管路，17-第一分过热蒸汽管路，18-第二分过热蒸汽管路，19-排气管路，20-蒸汽回管路，21-第一回水管路，22-主再热蒸汽管路，23-第一分再热蒸汽管路，24-第二分再热蒸汽管路，25-第二回水管路，26-第一输出管路，27-第一输入管路，28-第二输入管路，29-第二输出管路，30-补充蒸汽管路，31-冷凝器，32-第一增压泵，33-第一换热器，34-除氧器，35-第二增压泵，36-第二换热器，37-第三增压泵，38-第三回水管路，39-第四增压泵，40-换热管路，41-分支进管路，42-分支出管路，43-给水系统。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。应当理解，本发明的实施并不局限于下面的实施例，对本发明所做的任何形式上的变通和/或改变都将落入本发明保护范围。

在本发明中，若非特指，所有的份、百分比均为重量单位，所采用的设备和原料等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。下述实施例中的部件或设备如无特别说明，均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。

实施例

如图1所示，本发明提供一种技术方案，储能调峰系统，由锅炉单元、储热单元和放热单元组成。

上述锅炉单元由锅炉过热器1、锅炉再热器2、汽轮机高压缸3和汽轮机中压缸4组成；上述储热单元由第三过热器5、第一过热器6、第一蒸发器7、第一预热器8、热盐罐9、冷盐罐10、热熔盐泵11和冷熔盐泵12组成；上述放热单元由第二过热器13、第二蒸发器14和第二预热器15组成。

上述锅炉过热器1的输出端经主过热蒸汽管路16分别通过第一分过热蒸汽管路17和第二分过热蒸汽管路18与汽轮机高压缸3和第一过热器6连通，汽轮机高压缸3的输出端通过排气管路19和蒸汽回管路20与锅炉再热器2的输入端连通，第一过热器6的输出端通过管道依次连通第一蒸发器7和第一预热器8，第一预热器8的输出端通过第一回水管路21与锅炉过热器1的输入端连通。

上述锅炉再热器2的输出端经主再热蒸汽管路22分别通过第一分再热蒸汽管路23和第二分再热蒸汽管路24与汽轮机中压缸4和第三过热器5连通，汽轮机中压缸4的输出端通过第二回水管路25与锅炉过热器1的输入端连通，第三过热器5的输出端经蒸汽回管路20与锅炉过热器1的输入端连通。

上述冷盐罐10通过第一输出管路26依次经第一预热器8、第一蒸发器7、第一过热器6与热盐罐9的第一输入管路27连通，热盐罐9的第二输出管路28依次经第二过热器13、第二蒸发器14、第二预热器15与冷盐罐10的第二输入管路29连通，第二过热器13的输出端通过补充蒸汽管路30与主再热蒸汽管路22连通。

具体的，第二回水管路25上依次安装有冷凝器31、第一增压泵32、第一换热器33、除氧器34、第二增压泵35和第二换热器36。

具体的，第一回水管路21上安装有第三增压泵37。

具体的，除氧器34的输出端还通过第三回水管路38与第二预热器15的输入端连通，且第三回水管路38上安装有第四增压泵39。

具体的，补充蒸汽管路30还连通有换热管路40，换热管路40与第二换热器36的输入端连通，实现与第二回水管路25内凝结水换热。

具体的，第一输出管路26经第一预热器8后还通过分支进管路41与第三过热器5换热，换热后通过分支出管路42与第一输入管路27连通管。

具体的，第一输出管路26上安装有冷熔盐泵12，第二输出管路28上安装有所述热熔盐泵11，实现熔盐的输送。

此处需要说明的是，上述管路需要分为多个分支时，可以采用管路分流器进行分流连通，管路分流器为现有技术，可从市面上购得。

本发明提供的储能调峰系统，其工作原理如下：

1）锅炉过热器1产生的过热蒸汽一部分经第一分过热蒸汽管路17进入汽轮机高压缸3做功，做功后的蒸汽经排汽管路19、蒸汽回管路20然后进入到锅炉再热器2，另一部分过热蒸汽经第二分过热蒸汽管路18通过第一过热器6、第一蒸发器7和第一预热器8把热量传递给冷熔盐，位于冷盐罐10内的冷熔盐通过冷熔盐泵12经第一输出管路26、第一预热器8、第一蒸发器7和第一过热器6实现与过热蒸汽的换热，换热后的热熔盐经第一输入管路27储存到热盐罐9内；其中过热蒸汽换热后被冷凝成温度接近饱和的凝结水，再通过第三增压泵37经第一回水管路21进入锅炉过热器1中，其中给水系统43的输出端与第一回水管路21连通；

2）锅炉再热器2产生的再热蒸汽一部分经第一分再热蒸汽管路23进入汽轮机中压缸4做功，做功后的蒸汽呈凝结水，依次经过第二回水管路25上的冷凝器31、第一增压泵32、第一换热器33、除氧器34、第二增压泵35和第二换热器36后进入锅炉过热器1；其中还有一部分冷熔盐经分支进管41、第三过热器5和分支出管42与第一输入管路27汇合，这部分冷熔盐在第三过热器5内实现与第二分再热蒸汽管路24来的另一部分再热蒸汽换热，这部分再热蒸汽在放热后仍为蒸汽状态，与汽轮机高压缸3排气混合后回到锅炉再热器2；

3）当调峰期间机组负荷较低需要增加出力时，热盐罐9中的热熔盐通过热熔盐泵11经第二输出管路28、第二过热器13、第二蒸发器14、第二预热器15后经第二输入管路29回到冷盐罐10中储存，经过除氧器34的凝结水一部分进入第二增压泵35，还有一部分通过第四增压泵39经第三回水管路38后依次经过第二预热器15、第二蒸发器14和第二过热器13实现与热熔盐之间的热传递，后成为热蒸汽，经补充蒸汽管路30回到主再热蒸汽管路22并实现汽轮机中压缸4的做功，另外还有一部分蒸汽通过换热管路40至第二预热器36，实现与第二预热器36内凝结水的加热，换热后的蒸汽可再进入第一换热器33实现与凝结水的预热，也可为外界供热使用，其中补充蒸汽管路30与主再热蒸汽管路22和换热管路40的连接处均安装有调节阀。

本发明提供的储能调峰系统，通过锅炉产生的过热蒸汽和再热蒸汽通过储热单元对熔盐进行放热，冷盐罐中的冷熔盐获得热量温度升高，并储存在热盐罐中，当调峰期间机组负荷较低时，热盐罐中的热熔盐通过放热单元进行放热，放热单元产生的蒸汽回到汽轮机中做功发电，而放热后的熔盐回到冷盐罐中储存，另外参与储热的锅炉蒸汽在放热后形成高压凝结水，最终随给水系统进入锅炉，提高了锅炉在低负荷调峰阶段运行的安全性，另外在整个储放热过程中，锅炉和汽轮机的工质基本上没有减少，系统灵活性高，具有广阔的应用前景。

应理解，该实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。