一种单机回热二次再热机组耦合熔盐储热系统的制作方法

1.本实用新型属于火力发电技术领域，具体涉及一种单机回热二次再热机组耦合熔盐储热系统。


背景技术：

2.采用高参数、大容量的火电机组是发展我国电力工业的一项重要技术政策。随着机组参数的提高，机组效率持续提高，机组煤耗率持续下降。但与此同时随着主蒸汽参数的提高，也带来了部分问题，如部分抽汽参数较高，过热度较大，直接进入回热系统的高压加热器会导致换热过程的不可逆损失增加。尤其是对于高参数等级的1000mw的二次再热机组尤其明显。为解决此问题，有技术提出设置子母机的形式，利用母机的抽汽进入子机中做一部分功后再进入回热系统的方案，但仍然存在子机运行不稳定、调节同步性较差等问题。
3.与此同时，火电机组，尤其是大容量机组在未来在以新能源为主体的新型电力系统中需要具备较好的灵活性，充当压舱石的作用，在新能源大发时让出容量通道，在新能源不足时保障电力供应，维持电网的安全稳定。为机组配置储能是一条行之有效的提高现有火电机组调峰负荷范围的手段，在深调阶段通过储热系统储存部分能量，在机组高负荷时段放出热量，以实现热量的削峰填谷增加调峰负荷范围。但如何配置熔盐储热系统以适应二次再热机组，以提高火电机组的灵活性是一项亟待解决的问题。


技术实现要素：

4.为解决上述问题，本实用新型提供一种单机回热二次再热机组耦合熔盐储热系统，提高二次再热机组的灵活性。
5.为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种单机回热二次再热机组耦合熔盐储热系统，包括锅炉系统、二次再热汽轮机系统、回热系统、换热系统和熔盐储热系统；
6.锅炉系统中的过热器、一次再热器和二次再热器出口分别连接二次再热汽轮机系统的超高压缸、高压缸和中压缸入口，超高压缸和高压缸出口分别连接锅炉的一次再热和二次再热入口；
7.二次再热汽轮机系统的蒸汽出口和抽汽口分别连接回热系统的蒸汽入口；
8.换热系统包括蒸汽发生器和蒸汽-熔盐换热器，蒸汽-熔盐换热器的冷侧进出口连接熔盐储热系统的吸热回路的出入口；蒸汽发生器的热侧进出口连接熔盐储热系统的放热回路的出入口；
9.汽轮机组的蒸汽出口连接蒸汽-熔盐换热器的蒸汽入口，蒸汽-熔盐换热器的蒸汽出口连接回热系统加热器的蒸汽入口；
10.回热系统的给水出口连接蒸汽发生器的冷侧入口，蒸汽发生器的冷侧出口连接二次再热汽轮机系统中的中压缸和低压缸的蒸汽入口。
11.熔盐储热系统包括低温熔盐储罐、高温熔盐储罐和熔盐泵，低温熔盐储罐的出口
和高温熔盐储罐的入口分别作为熔盐储热系统吸热回路的出入口；高温熔盐储罐的出口和低温熔盐储罐的入口分别作为熔盐储热系统的放热回路出入口；高温熔盐储罐和低温熔盐储罐的出口均设置熔盐泵。
12.蒸汽-熔盐换热器包括第一蒸汽-熔盐换热器、第二蒸汽-熔盐换热器、第三蒸汽-熔盐换热器、第四蒸汽-熔盐换热器、第五蒸汽-熔盐换热器，第一蒸汽-熔盐换热器的热侧入口连接超高压缸的蒸汽出口，第一蒸汽-熔盐换热器的热侧出口连接第一高压加热器的蒸汽入口；第二蒸汽-熔盐换热器的热侧入口连接高压缸第一级抽汽的蒸汽出口，第二蒸汽-熔盐换热器的热侧出口连接第二高压加热器的蒸汽入口；第三蒸汽-熔盐换热器的热侧入口连接高压缸第二级抽汽的蒸汽出口，第三蒸汽-熔盐换热器的热侧出口连接第三高压加热器的蒸汽入口；第四蒸汽-熔盐换热器的热侧入口连接高压缸的蒸汽出口，第四蒸汽-熔盐换热器的热侧出口连接第四高压加热器的蒸汽入口；第五蒸汽-熔盐换热器的热侧入口连接中压缸第一级抽汽的蒸汽出口，第五蒸汽-熔盐换热器的热侧出口连接第五高压加热器的蒸汽入口。
13.超高压缸的出口至第一高压加热器入口管道、超高压缸的出口至第一蒸汽-熔盐换热器入口管道、高压缸第一抽汽口至第二高压加热器入口管道、高压缸第一抽汽口至第二蒸汽-熔盐换热器入口管道、高压缸第二抽汽口至第三高压加热器入口管道、高压缸第二抽汽口至第三蒸汽-熔盐换热器入口管道、高压缸的出口至第四高压加热器入口管道、高压缸的出口至第四蒸汽-熔盐换热器入口管道、中压缸第一抽汽口至第五高压加热器入口管道、中压缸第一抽汽口至第五蒸汽-熔盐换热器入口管道上均设置开关阀门。
14.回热系统包括依次连接的凝汽器、凝结水泵、多级低压加热器、除氧器、给水泵和多级高压加热器。
15.所述多级高压加热器中温度最高一级加热器的出口连接锅炉系统中的省煤器；蒸汽发生器出口至中压缸入口管道上、蒸汽发生器出口至低压缸入口管道上设置可调节阀门。
16.除氧器的出口作为回热系统的给水出口，除氧器出口至蒸汽发生器的入口管道上设置可调节阀门。
17.蒸汽发生器包括串联设置的预热器、蒸汽发生器和过热器；所述预热器、蒸汽发生器和过热器沿着吸热介质流向依次布置。
18.所述预热器、蒸汽发生器、过热器和各级蒸汽-熔盐换热器为单级或多级串联设置。
19.所述低温熔盐储罐和高温熔盐储罐为单罐或多罐并联设置。
20.与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：本实用新型系统通过在现有二次再热机组上配置换热和熔盐储热系统，将高压抽汽引出至换热系统与熔盐换热，换热后的蒸汽进入回热系统的高压加热器，利用熔盐存储部分热量；同时在除氧器出口设置增压泵，利用存储的热量通过蒸汽发生器产生蒸汽补充进中压缸或低压缸；与现有技术相比，至少具有3条突出优势：
21.1）高压抽汽首先进入储热系统，将部分热量进行存储后进入回热系统，解决了进入回热系统抽汽过热度高的问题；
22.2）利用蒸汽发生器产生的蒸汽在机组低负荷时可以补充进中压缸或低压缸，解决
了低负荷下中压缸/低压缸进汽量不足的问题；
23.3）在机组低负荷运行时，可以通过熔盐储热系统储存部分能量，提高机组的调峰负荷范围；在机组高负荷运行时，利用储热放热产生蒸汽，节省燃料消耗，提高机组的经济性。
附图说明
24.图1为本实用新型的系统示意图。
25.附图中，1-锅炉系统，2-二次再热汽轮机系统，3-回热系统，4-换热系统，5-熔盐储热系统，11-省煤器，12-过热器，13-一次再热器，14-二次再热器，21-超高压缸，22-高压缸，23-中压缸，24-低压缸，31-凝汽器，32-凝结水泵，33-除氧器，34-第五高压加热器，35-第四高压加热器，36-第三高压加热器，37-第二高压加热器，38-第一高压加热器，41-蒸汽发生器，42-第一蒸汽-熔盐换热器，43-第二蒸汽-熔盐换热器，44-第三蒸汽-熔盐换热器，45-第四蒸汽-熔盐换热器，46-第五蒸汽-熔盐换热器，51-低温熔盐储罐，52-高温熔盐储罐。
具体实施方式
26.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
27.本实用新型提供了一种单机回热二次再热机组耦合熔盐储热系统，下面结合具体实施方式对本实用新型做进一步说明。
28.图1为本实用新型的一种单机回热二次再热机组耦合熔盐储热系统的示意图，包括锅炉系统1、二次再热汽轮机系统2、回热系统3、换热系统4和熔盐储热系统5；锅炉系统1中的过热器、一次再热和二次再热出口分别连接二次再热汽轮机系统2的超高压缸21、高压缸22和中压缸23入口，超高压缸21和高压缸22出口分别连接锅炉的一次再热和二次再热入口；二次再热汽轮机系统2的蒸汽出口和抽汽口分别连接回热系统的蒸汽入口。
29.换热系统4包括蒸汽发生器41和蒸汽-熔盐换热器，蒸汽-熔盐换热器的冷侧进出口连接熔盐储热系统5的吸热回路的出入口；蒸汽发生器41的热侧进出口连接熔盐储热系统5的放热回路的出入口；
30.蒸汽-熔盐换热器包括第一蒸汽-熔盐换热器42、第二蒸汽-熔盐换热器43、第三蒸汽-熔盐换热器44、第四蒸汽-熔盐换热器45以及第五蒸汽-熔盐换热器46，超高压缸蒸汽出口、高压缸第一抽气口、高压缸第二抽气口、高压缸蒸汽出口、中压缸第一抽气口分别换热系统4中的第一蒸汽-熔盐换热器42、第二蒸汽-熔盐换热器43、第三蒸汽-熔盐换热器44、第四蒸汽-熔盐换热器45以及第五蒸汽-熔盐换热器46的热侧入口；第一蒸汽-熔盐换热器42、第二蒸汽-熔盐换热器43、第三蒸汽-熔盐换热器44、第四蒸汽-熔盐换热器45以及第五蒸汽-熔盐换热器46的热侧出口分别连接对应回热系统加热器的蒸汽入口；回热系统3的给水出口连接蒸汽发生器的冷侧入口，蒸汽发生器的冷侧出口连接二次再热汽轮机系统2中的中压缸23和低压缸24的蒸汽入口。
31.熔盐储热系统5包括低温熔盐储罐51、高温熔盐储罐52和熔盐泵，低温熔盐储罐51的出口和高温熔盐储罐52的入口分别作为熔盐储热系统5吸热回路的出入口；高温熔盐储罐52的出口和低温熔盐储罐51的入口分别作为熔盐储热系统5的放热回路出入口；高温熔盐储罐52和低温熔盐储罐51的出口均设置熔盐泵。
32.第一蒸汽-熔盐换热器42的热侧入口连接超高压缸的蒸汽出口，第一蒸汽-熔盐换热器42的热侧出口连接第一高压加热器38的蒸汽入口；第二蒸汽-熔盐换热器43的热侧入口连接高压缸第一级抽汽的蒸汽出口，第二蒸汽-熔盐换热器43的热侧出口连接第二高压加热器37的蒸汽入口；第三蒸汽-熔盐换热器44的热侧入口连接高压缸第二级抽汽的蒸汽出口，第三蒸汽-熔盐换热器44的热侧出口连接第三高压加热器36的蒸汽入口；第四蒸汽-熔盐换热器45的热侧入口连接高压缸的蒸汽出口，第四蒸汽-熔盐换热器45的热侧出口连接第四高压加热器35的蒸汽入口；第五蒸汽-熔盐换热器46的热侧入口连接中压缸第一级抽汽的蒸汽出口，第五蒸汽-熔盐换热器46的热侧出口连接第五高压加热器34的蒸汽入口。
33.回热系统包括依次连接的凝汽器31、凝结水泵32、多级低压加热器、除氧器33、给水泵和多级高压加热器；除氧器33的出口作为回热系统4的给水出口；多级高压加热器中温度最高一级加热器的出口连接锅炉系统1中的省煤器11；除氧器的给水出口连接蒸汽发生器41的冷侧入口，蒸汽发生器41的冷侧出口连接中压缸和低压缸的入口；除氧器33出口至蒸汽发生器41的入口管道上、蒸汽发生器41出口至中压缸入口管道上、蒸汽发生器41出口至低压缸入口管道上均设置可调节阀门。多级高压加热器具体包括第一高压加热器38、第二高压加热器37、第三高压加热器36、第四高压加热器35以及第五高压加热器34，第一高压加热器38的为温度最高一级加热器。
34.超高压缸的出口至第一高压加热器38入口管道、超高压缸的出口至第一蒸汽-熔盐换热器入口管道、高压缸第一抽汽口至第二高压加热器37入口管道、高压缸第一抽汽口至第二蒸汽-熔盐换热器入口管道、高压缸第二抽汽口至第三高压加热器36入口管道、高压缸第二抽汽口至第三蒸汽-熔盐换热器44入口管道、高压缸的出口至第四高压加热器35入口管道、高压缸的出口至第四蒸汽-熔盐换热器45入口管道、中压缸第一抽汽口至第五高压加热器34入口管道、中压缸第一抽汽口至第五蒸汽-熔盐换热器46入口管道上均设置开关阀门。
35.作为一种可选的实施例，蒸汽发生器41包括串联设置的预热器、蒸汽发生器和过热器；所述预热器、蒸汽发生器和过热器沿着吸热介质流向依次布置。
36.另外，所述预热器、蒸汽发生器、过热器和各级蒸汽-熔盐换热器为单级或多级串联设置；所述低温熔盐储罐51和高温熔盐储罐52为单罐或多罐并联设置。
37.在本实用新型提供的实施例中，系统的工作过程及原理如下：
38.第一种工作状态：如图1所示，分别关闭超高压缸的出口至第一高压加热器38入口管道、高压缸第一抽汽口至第二高压加热器37入口管道、高压缸第二抽汽口至第三高压加热器36入口管道、高压缸的出口至第四高压加热器35入口管道、中压缸第一抽汽口至第五高压加热器34入口管道上的阀门；打开超高压缸的出口至第一蒸汽-熔盐换热器42入口管道、高压缸第一抽汽口至第二蒸汽-熔盐换热器43入口管道、高压缸第二抽汽口至第三蒸汽-熔盐换热器44入口管道、高压缸的出口至第四蒸汽-熔盐换热器45入口管道、中压缸第一抽汽口至第五蒸汽-熔盐换热器46入口管道上的阀门，分别从超高压缸出口、高压缸第一抽汽口、高压缸第二抽汽口、高压缸出口、中压缸第一抽汽口引出部分蒸汽进入对应的蒸汽-熔盐换热器，与低温熔盐换热，同时打开低温熔盐储罐51至蒸汽-熔盐换热器管道上的阀门，利用低温熔盐泵将低温熔盐泵入蒸汽-熔盐换热器，吸收热量后的熔盐变为高温熔盐返回高温熔盐罐52，蒸汽的部分热量以高温熔盐的形式存储于高温熔盐储罐52中。
39.第二种工作状态：如图1所示，当机组需要补充部分蒸汽时，打开除氧器33的给水出口至蒸汽发生器41入口管道上的阀门、从除氧器33出口引出部分给水进入蒸汽发生器41，与高温熔盐换热，同时打开高温熔盐储罐52至蒸汽发生器41管道上的阀门，利用高温熔盐泵将高温熔盐泵入蒸汽发生器41，放出热量后的熔盐变为低温熔盐返回高温熔盐罐51，根据机组的状态及需求，打开蒸汽发生器41出口至中压缸入口或低压缸入口的阀门，实现蒸汽进入中压缸23或低压缸24。
40.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的范围之内。