固体电储热过热蒸汽输出系统的制作方法

本技术涉及电热存储，具体是一种利用高电压大功率的固体电储热为热源，通过多组过热蒸汽单元的放热组合结构，向用户完成热能输出的固体电储热过热蒸汽输出系统。

背景技术：

1、目前一般工业园区都在使用天然气或煤炭为燃料的锅炉，产生温度200℃至500℃的低压或中压过热蒸汽来满足生产过程的需要。随着天然气和煤炭价格的上涨，使每吨过热蒸汽的价格不断攀升，大大地增加了生产成本，又会增加碳排放和环保压力。如果将弃风电和弃光电等不能充分利用的清洁电能，经电网调度将110kv～10 kv电压等级的输、配电电源，向高电压大功率固体电储热炉供电，提高清洁电能利用率的同时，也可以大大降低制取过热蒸汽的成本；高电压大功率固体电储热炉利用廉价的低谷电或弃风、弃光等电能作为能源，可以完全替代燃煤、燃气等锅炉为用户供热。本申请人从2018年10月申请名称为《带过热蒸汽换热装置的固体储热系统》的专利后（专利申请号为201821709649.0），利用此技术已生产交付了几十台固体电储热蒸汽炉，为用户提供了能生产稳定蒸汽的设备，也为电网提供了可以消纳弃风电和弃光电的负荷。本发明人总结四年设备生产制造经验和交付用户取得的运行数据进行分析对比，发现把过热蒸汽换热器、饱和蒸汽换热器和预热蒸汽换热器处在同一风机换热通道内，虽然提高了循环风机的效率，也存在蒸汽的工作压力和过热温度值不能分别调整、不适合对过热蒸汽参数要求较高的用户使用的缺陷；预热蒸汽换热器内低温水的流量受补水泵控制，在汽包不需要补水的时间段内，因预热蒸汽换热器内的水停止流动，有时会出现汽化的现象；现有技术没有考虑给水除氧器供热问题，如果用户外购热力除氧器，需要消耗主蒸汽为除氧器供热，降低了设备过热蒸汽的输出能力和浪费了高品质的蒸汽。

技术实现思路

1、针对上述所存在的问题，本实用新型提供了一种利用高电压大功率的固体电储热单元为热源，通过多组过热蒸汽单元组合形成的一种固体电储热过热蒸汽输出系统。

2、本实用新型所采用的技术方案如下：一种固体电储热过热蒸汽输出系统，它包括一个、两个或以上的过热蒸汽单元经管道与除氧器、主供水泵、主供水源、预热补水泵连接构成；过热蒸汽单元是由一个、两个或以上的蓄放热单元和汽包、水位计、蒸发补水泵及所对应管道连接构成；蓄放热单元由固体电储热单元、过热蒸汽换热器、饱和蒸汽换热器、水预热换热器、变频风机、上变频风机、回风管、上回风管、高温风通道、上高温风通道、预热蒸汽罐及所对应管道连接构成；固体电储热单元由固体储能体、保温层、高压绝缘支柱、高温风区、低温风区构成；其特征在于：所述固体电储热单元通过高温风通道、饱和蒸汽换热器、水预热换热器、变频风机、回风管相连成回路，同时通过上高温风通道、过热蒸汽换热器、水预热换热器、上变频风机、上回风管相连成回路；所述过热蒸汽换热器通过过热蒸汽管道支路、过热蒸汽管道与过热蒸汽输出法兰a接口相连，同时通过饱和蒸汽管道支路、饱和蒸汽管道与汽包相连；所述饱和蒸汽换热器通过蒸发管道支路、蒸发管道、冷凝下降管道支路、冷凝下降管道与汽包相连，同时通过蒸发补水管道支路、蒸发补水管道、蒸发补水泵连接至蒸发补水管道法兰a接口；所述水预热换热器连接预热蒸汽罐，同时通过预热补水管道支路、预热补水管道连接至预热补水管道法兰a接口；所述预热蒸汽罐通过预热蒸汽管道支路、预热蒸汽管道连接至预热蒸汽输出法兰a接口，同时通过溢流管道支路、溢流管道连接至溢流管道法兰a接口；所述过热蒸汽单元通过过热蒸汽输出法兰a接口、过热蒸汽输出主管道、过热蒸汽输出法兰b接口连接至热用户，通过预热蒸汽输出法兰a接口、预热蒸汽输出主管道、预热蒸汽输出法兰b接口连接至除氧器，通过溢流管道法兰a接口、溢流主管道、溢流管道法兰b接口连接至除氧器水箱，通过预热补水管道法兰a接口、预热补水主管道、预热补水泵、预热补水管道法兰b接口连接至除氧器水箱，通过蒸发补水管道法兰a接口、蒸发补水主管道、蒸发补水管道法兰b接口连接至除氧器水箱；所述除氧器通过主供水法兰接口、主供水泵连接至主供水源。

3、本实用新型包括：所述过热蒸汽单元是以一个汽包为核心，包括一个或多个蓄放热单元及其所对应附件构成的结构组合体。

4、本实用新型具有以下优点效果：本实用新型提供的技术方案，摒弃了上述专利技术方案中的过热蒸汽换热器、饱和蒸汽换热器、水预热换热器全部串联风道，同时水预热换热器输出口连接至饱和蒸汽换热器结构。由于申请号为201821709649.0技术方案中的三种换热器全部串联在同一循环风道内受同一变频风机控制风量，而过热蒸汽换热器、饱和蒸汽换热器所需热量不完全同步，这样系统在运行时就不能同时兼顾两个换热器的换热工况，同时这种结构极易造成水预热换热器汽化，影响运行效果。本实用新型结构，将过热蒸汽换热器和饱和蒸汽换热器并行放置，分别连接高温风通道，由各自变频风机控制循环空气流量来适应相应的热需求量，相互用热量不再冲突，使系统运行稳定、蒸汽参数稳定，满足用户需求；水预热换热器设置在过热蒸汽换热器和饱和蒸汽换热器的高温风通道内，对两个高温热风通道再降温，拉大循环空气的降温梯度，提高循环空气的放热效率和降低风机叶片的工作温度；水预热换热器输出口不再连接饱和蒸汽换热器，而是连接至一个预热蒸汽罐，利用过热蒸汽换热器和饱和蒸汽换热器换热后的热能生成低温蒸汽供给除氧器进行热力除氧，同时水又通过溢流管道流入到除氧器水箱；在系统不工作时，即使有热量辐射，由于预热补水泵一直在工作，水预热换热器也会吸收热量换热不会汽化，也不会使变频风机超温损坏。

技术特征：

1.一种固体电储热过热蒸汽输出系统，它包括一个、两个或以上的过热蒸汽单元经管道与除氧器、主供水泵、主供水源、预热补水泵连接构成；过热蒸汽单元是由一个、两个或以上的蓄放热单元和汽包、水位计、蒸发补水泵及所对应管道连接构成；蓄放热单元由固体电储热单元、过热蒸汽换热器、饱和蒸汽换热器、水预热换热器、变频风机、上变频风机、回风管、上回风管、高温风通道、上高温风通道、预热蒸汽罐及所对应管道连接构成；固体电储热单元由固体储能体、保温层、高压绝缘支柱、高温风区、低温风区构成；其特征在于：所述固体电储热单元依次通过高温风通道、饱和蒸汽换热器、水预热换热器、变频风机、回风管相连成回路，同时通过上高温风通道、过热蒸汽换热器、水预热换热器、上变频风机、上回风管相连成回路；所述过热蒸汽换热器通过过热蒸汽管道支路、过热蒸汽管道与过热蒸汽输出法兰a接口相连，同时通过饱和蒸汽管道支路、饱和蒸汽管道与汽包相连；所述饱和蒸汽换热器通过蒸发管道支路、蒸发管道、冷凝下降管道支路、冷凝下降管道与汽包相连，同时通过蒸发补水管道支路、蒸发补水管道、蒸发补水泵连接至蒸发补水管道法兰a接口；所述水预热换热器连接预热蒸汽罐，同时通过预热补水管道支路、预热补水管道连接至预热补水管道法兰a接口；所述预热蒸汽罐通过预热蒸汽管道支路、预热蒸汽管道连接至预热蒸汽输出法兰a接口，同时通过溢流管道支路、溢流管道连接至溢流管道法兰a接口；所述过热蒸汽单元通过过热蒸汽输出法兰a接口、过热蒸汽输出主管道、过热蒸汽输出法兰b接口连接至热用户，通过预热蒸汽输出法兰a接口、预热蒸汽输出主管道、预热蒸汽输出法兰b接口连接至除氧器，通过溢流管道法兰a接口、溢流主管道、溢流管道法兰b接口连接至除氧器水箱，通过预热补水管道法兰a接口、预热补水主管道、预热补水泵、预热补水管道法兰b接口连接至除氧器水箱，通过蒸发补水管道法兰a接口、蒸发补水主管道、蒸发补水管道法兰b接口连接至除氧器水箱；所述除氧器通过主供水法兰接口、主供水泵连接至主供水源。

2.根据权利要求1所述的一种固体电储热过热蒸汽输出系统，其特征在于：所述过热蒸汽单元是以一个汽包为核心，包括一个、二个或以上蓄放热单元及其所对应附件构成的结构组合体。

技术总结
一种固体电储热过热蒸汽输出系统，它包括有：固体电储热单元、过热蒸汽换热器、饱和蒸汽换热器、水预热换热器、汽包、变频风机、风通道、预热蒸汽罐、过热蒸汽单元、除氧器，通过高温风通道与过热蒸汽换热器、饱和蒸汽换热器、水预热换热器，在变频风机的动力下进行热交换最终生成过热蒸汽供热用户使用；水预热换热器连接至一个预热蒸汽罐，利用过热蒸汽换热器和饱和蒸汽换热器换热后的热能生成低温蒸汽供给除氧器进行热力除氧，同时水又通过溢流管道流入到除氧器水箱；过热蒸汽单元是以一个汽包为核心，包括多组过热蒸汽换热器、饱和蒸汽换热器、水预热换热器及相应附件构成的结构组合体，整体过热蒸汽组合系统是由多个过热蒸汽单元组成。

技术研发人员：朱建新,赵士尧,张帅,朱宇辉
受保护的技术使用者：沈阳世杰电器有限公司
技术研发日：20221121
技术公布日：2024/1/12