一种带有熔盐储能供电供热的火力发电系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于火力发电技术、具体涉及一种带有熔盐储能供电供热的火力发电系统。
【背景技术】
[0002]随着人民生活水平提高和电力负荷快速增长，电网负荷峰谷差日益扩大。电力系统中电源及输配电设备均按照电网高峰负荷规划建设，但电网高峰负荷持续时间较短，导致为满足高峰负荷需求而规划建设的电力设备资产利用率低。此外，我国电源结构以火电为主，燃煤发电约占总发电量的75%，大量火电机组在非用电高峰时处于停机或低负荷运行状态，不仅使电力设备利用率低，也使发电机组运行可靠性变差、发电效率降低。故解决电网调峰问题，提高电力设备资产利用率和火电机组运行可靠性、效率是当前电力行业面临的重要问题。利用储能技术可大幅提高火电机组发电的总负荷系数和实际运行效率，增强电网的输电能力。因而，研究开发带有储能系统的火力发电技术是提高常规能源发电与输电效率、提高电力供应安全性和经济性的迫切需要。
[0003]在现有的各种储能技术中，熔盐显热蓄热技术具有技术成熟、蓄热成本低廉的优点，已具备大规模商业应用的能力，目前被广泛应用于太阳能热发电系统中。
[0004]目前有一种独立熔盐蓄热电站:其以混合熔盐作为蓄热工质，采用风电、光伏电等加热熔盐从而储热，再利用熔盐储热在需要时加热水产生水蒸气，水蒸气进而驱动蒸汽轮机及发电机实现熔盐蓄热发电。这种技术思路虽然达到了储存盈余电能从而对电网起到一定程度“削峰填谷”的作用，但因目前基于蒸汽朗肯循环的热—电能量转换效率为33?43%，其“电—热—电”的储能发电技术路线存在一定的缺点，即大量高品质电能在由热—电的转换过程中被浪费。该系统与火电机组耦合应用时，由于系统经历了二次由热—电过程(燃料放热—电—熔盐蓄热—电)，按超临界参数蒸汽朗肯循环热效率40%计，该系统总发电效率仅为16 %，此时该系统发电效率低的缺点更为突出。考虑到我国电源结构以火电为主的现实，切实有效解决电网峰谷差等问题亟需更加高效合理的储能火力发电系统。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种带有熔盐储能供电供热的火力发电系统，既能解决电网调峰问题和电力设备资产利用率低问题，又能实现可靠、高效地发电。
[0006]为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下的技术方案:
[0007]—方面，一种带有熔盐储能供电供热的火力发电系统，包括:
[0008]火力发电子系统，包括火力发电机组和高压冷凝器，火力发电机组包括锅炉、第一发电机和第一汽轮机组，锅炉通过主蒸汽管路与第一汽轮机组相连，向第一汽轮机组输出蒸汽，第一汽轮机组通过旁路蒸汽管路与高压冷凝器相连，将部分蒸汽输至高压冷凝器，经高压冷凝器的热交换凝结成水，高压冷凝器通过旁路给水管路与锅炉相连，将凝结水输入锅炉；
[0009]熔盐储能发电子系统，包括第二发电机、第二汽轮机组、蒸汽发生器、熔盐加热器和冷、热熔盐罐，熔盐加热器一端通过循环管路与高压冷凝器相连，并通过中间循环工质进行热交换，熔盐加热器另一端通过与热熔盐罐、蒸汽发生器、冷熔盐罐相连形成熔盐循环回路，通过熔盐加热器将储存在冷熔盐罐内的熔盐加热形成热熔盐并储存在热熔盐罐内，热熔盐在蒸汽发生器内放热后形成冷熔盐再返回至冷熔盐罐，蒸汽发生器与第二汽轮机组相连，将蒸汽发生器产生的蒸汽输送至第二汽轮机组供其进行发电。
[0010]所述熔盐储能发电子系统还包括热网加热器，蒸汽发生器与热网加热器相连，通过蒸汽在热网加热器内的凝结放热，对城市热网直接供热。
[0011]所述中间循环工质为水或导热油。
[0012]所述火力发电机组为燃煤发电机组或燃用液体或气体燃料的火力发电机组。
[0013]所述旁路给水管路与第一汽轮机组的主给水管路相并接后再连至锅炉。
[0014]采用本实用新型的带有熔盐储能供电供热的火力发电系统，具有如下优点:
[0015]1、能够在电网低谷负荷时将锅炉放热存储至熔盐罐内，因此锅炉可以长期运行在机组供电效率较高的高负荷状态下，因电网负荷变化而盈余出的蒸汽热能可予以储存，在电网高峰负荷时通过熔盐储能发电子系统为电网供电参与调峰。
[0016]2、储存在熔盐罐内的热能既可以通过加热水形成高温高压蒸汽进而带动熔盐储能发电子系统进行发电，也可以直接用以加热城市热网循环水从而进行供热，或者发电与供热联合运行。
[0017]3、使用高压凝汽器(其压力不低于2.5MPa)，既可简化系统流程减少工艺设备，同时也满足了熔盐安全可靠工作温度范围的要求。
[0018]4、避免了以往储能系统中“热—电—热”转换所带来的巨大能量损失，由此不仅解决了电网调峰及电力设备利用率低等问题，而且保证了发电系统具有与现有火电机组相当的发电效率，具有既实现储能变负荷供电又保证高效发电的突出优势。
[0019]5、工艺流程简便，工程可行性很好，无需研发新的发电设备主机锅炉和汽轮机就可以实现大型化工程应用。
[0020]6、因锅炉机组能够长期在热力性能最佳的高负荷状态下运行，既提高了火电机组发电效率从而获得发电经济效益和减排环保效益，也实现了提高电力设备资产利用率的目的，还具有减少锅炉机组故障风险和维护费用的效果。
【附图说明】
[0021]图1为本实用新型的带有熔盐储能供电供热的火力发电系统的原理图(燃煤实施例)。
【具体实施方式】
[0022]本实用新型的带有熔盐储能供电供热的火力发电系统如图1所示，其主要包括火力发电子系统(见图1左边虚线框)和熔盐储能发电子系统(见图1右边虚线框)，两个子系统之间由中间循环工质(工质可以为水，也可为导热油等流体)传递热量。
[0023]具体来说，所述火力发电子系统包括火力发电机组，该火力发电机组可采用图1中所示的我国广为应用的燃煤发电机组，当然还可以采用其它的燃用液体或气体燃料的火力发电机组。以燃煤发电机组为例，其主要包括锅炉、第一发电机1、第一汽轮机组2以及制粉系统、燃烧器7、送风机、除尘系统、脱硫系统、烟囱等，该火力发电子系统的工作原理与常规火力发电系统相同，主要是通过锅炉产生蒸汽，通过主蒸汽管路与第一汽轮机组2相连，向第一汽轮机组2输出蒸汽，进行火力发电，再将蒸汽冷凝后形成的水通过主给水管路4及第一给水栗3a返回至锅炉，作为锅炉给水。不同的是，该火力发电子系统还包括高压冷凝器5，在第一汽轮机组2上还设置了与高压冷凝器5相连的旁路蒸汽管路6，通过旁路蒸汽管路6将部分蒸汽输至高压冷凝器5，经高压冷凝器5的热交换凝结成水，再由高压冷凝器5通过旁路给水管路及第二给水栗3b与第一汽轮机组2的主给水管路4相并接后再输送至锅炉进行给水。
[0024]所述熔盐储能发电子系统的工作与现有太阳能热发电系统中的熔盐蓄热发电的工作原理相似，区别为本实用新型的热源来自于锅炉输出的蒸汽热能。具体来说，该熔盐储能发电子系统包括第二发电机9、第二汽轮机组10、蒸汽发生器11、熔盐加热器12和冷、热熔盐罐等，熔盐加热器12—端通过循环管路13与高压冷凝器5相连，并通过循环栗8及中间循环工质进行热交换，熔盐加热器12另一端通过