一种燃煤亚临界机组高温热水储热调峰系统

本发明涉及储热调峰，特别涉及一种燃煤亚临界机组高温热水储热调峰系统。

背景技术：

1、“双碳”目标下我国能源转型不断加速，新能源持续蓬勃发展，新能源装机量越来越多，然而新能源发电出力所具有的随机性、间歇性和波动性等缺点，给我国的电力系统安全带来严重影响，而灵活性是电力系统为增强对新能源电力规模化消纳能力而对燃煤亚临界机组提出的更高的运行要求。“灵活性运行能力”的关键在于燃煤亚临界机组变负荷的深度性与快速性，这就要求燃煤亚临界机组能够维持低负荷稳定安全运行、调峰快速灵活可变等。

2、对燃煤亚临界机组变负荷的快速性来说，目前常规燃煤亚临界机组的变负荷速率通常维持在为1～2％额定负荷每分钟，如果变负荷速率提升1％，则以330mw亚临界机组为例，其变负荷速率可提升3.3mw每分钟，该部分灵活性可用于平抑2台1.5mw风机分钟级的全幅风功率波动。因此，提升燃煤亚临界机组的灵活性运行能力对提高解决新能源消纳问题、平抑新能源的波动性以及保障电力系统的安全性的有着关键作用。

3、目前燃煤亚临界机组在提升对负荷的快速响应能力中，通常是通过控制锅炉的燃料量、汽机侧主汽门节流来保证机组对负荷的快速响应，但是这类调节方式难免会造成机组主蒸汽参数发生大波动、机组安全性难以得到保障、机组的经济性降低、烟气污染物排放难以控制以及机组设备的使用寿命减少等诸多问题。因此，受到锅炉系统大延迟惯性的制约，机组变负荷速率难以通过对燃煤亚临界机组的控制策略的协调优化得到更进一步提升。

4、因此，亟需一种燃煤亚临界机组高温热水储热调峰系统来解决上述难题。

技术实现思路

1、为了实现快速响应负荷的变化，本发明实施例提供了一种燃煤亚临界机组高温热水储热调峰系统。

2、本发明实施例提供了一种燃煤亚临界机组高温热水储热调峰系统，包括：

3、蒸汽发生部分，包括依次首尾连接的汽包、下降管、下联箱和水冷壁，所述下降管设置有炉水循环泵，所述汽包的顶部与过热器连接；

4、储热释热部分，包括储热单元、回流单元、释热单元，所述储热单元的入口端与所述炉水循环泵下游的下降管连接，出口端分别与所述回流单元和所述释热单元的入口端连接，所述回流单元的出口端与所述炉水循环泵上游的下降管连接，所述释热单元的出口端与所述下联箱连接，所述回流单元和所述释热单元中的一者处于运行状态时，另一者处于关闭状态；

5、在燃煤亚临界机组处于高负荷正常运行状态时，通过所述储热单元储存所述下降管中的高温热水，并通过所述回流单元回流至所述下降管中，以维持所述储热单元和所述下降管的水位稳定；

6、在燃煤亚临界机组处于升负荷状态时，通过将所述储热单元中的高温热水通入所述下联箱中，以在进入所述水冷壁后吸热蒸发产生蒸汽，并通过所述过热器进入燃煤亚临界机组的汽轮机中做功。

7、本发明实施例提供了一种燃煤亚临界机组高温热水储热调峰系统，在燃煤亚临界机组处于高负荷正常运行状态时，通过储热单元储存下降管中的高温热水，并通过回流单元回流至下降管中，以维持储热单元和下降管的水位稳定；在燃煤亚临界机组处于升负荷状态时，通过将储热单元中的高温热水通入下联箱中，以在进入水冷壁后吸热蒸发产生蒸汽，并通过过热器进入燃煤亚临界机组的汽轮机中做功。因此，上述技术方案能够提高工质对负荷变化的响应速度，增强燃煤亚临界机组的调峰能力。

技术特征：

1.一种燃煤亚临界机组高温热水储热调峰系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的燃煤亚临界机组高温热水储热调峰系统，其特征在于，所述储热单元(21)包括储热管路(211)和沿热水流向依次设置于所述储热管路(211)的第一截止阀(212)、储水罐(213)、第二截止阀(214)、高温水泵(215)和第三截止阀(216)，所述储热管路(211)的入口端与所述炉水循环泵(15)下游的下降管(12)连接，出口端分别与所述回流单元(22)和所述释热单元(23)的入口端连接，所述储水罐(213)用于储存所述下降管(12)中的高温热水。

3.根据权利要求2所述的燃煤亚临界机组高温热水储热调峰系统，其特征在于，所述储水罐(213)的内部设置有液位计，所述液位计用于检测所述储水罐(213)中的高温热水的实时水位。

4.根据权利要求3所述的燃煤亚临界机组高温热水储热调峰系统，其特征在于，所述回流单元(22)包括回流管路(221)和沿热水流向依次设置于所述回流管路(221)的第一调节阀组(222)和第一流量计(223)，所述回流管路(221)的入口端与所述储热管路(211)的出口端连接，出口端与所述炉水循环泵(15)上游的下降管(12)连接，通过调节所述第一调节阀组(222)的开度来维持所述储热单元(21)和所述下降管(12)的水位稳定。

5.根据权利要求4所述的燃煤亚临界机组高温热水储热调峰系统，其特征在于，所述释热单元(23)包括释热管路(231)和沿热水流向依次设置于所述释热管路(231)的第二调节阀组(232)和第二流量计(233)，所述释热管路(231)的入口端与所述储热管路(211)的出口端连接，出口端与所述下联箱(13)连接，通过调节所述第二调节阀组(232)的开度来控制进入所述蒸汽发生部分(1)的热水量。

6.根据权利要求5所述的燃煤亚临界机组高温热水储热调峰系统，其特征在于，所述储热释热部分(2)还包括压力平衡单元(24)，所述压力平衡单元(24)的入口端与所述储水罐(213)的顶部连接，出口端分别与所述汽包(11)的顶部和所述过热器(16)连接；

7.根据权利要求6所述的燃煤亚临界机组高温热水储热调峰系统，其特征在于，所述压力平衡单元(24)包括压力平衡管路(241)和沿蒸汽流向依次设置于所述压力平衡管路(241)的第四截止阀(242)、第三调节阀组(243)、压力计(244)和第三流量计(245)，所述压力平衡管路(241)的入口端与所述储水罐(213)的顶部连接，出口端分别与所述汽包(11)的顶部和所述过热器(16)连接，通过调节所述第三调节阀组(243)的开度来控制进入所述蒸汽发生部分(1)的蒸汽量。

8.根据权利要求7所述的燃煤亚临界机组高温热水储热调峰系统，其特征在于，通过如下公式调节所述第三调节阀组(243)的开度：

9.根据权利要求7所述的燃煤亚临界机组高温热水储热调峰系统，其特征在于，所述第一调节阀组(222)、所述第二调节阀组(232)和所述第三调节阀组(243)均包括并列设置的子调节阀组(31)和第五截止阀(32)，所述子调节阀组(31)包括依次连接的第六截止阀(311)、单向调节阀(312)和第七截止阀(313)。

10.根据权利要求2-9中任一项所述的燃煤亚临界机组高温热水储热调峰系统，其特征在于，所述储水罐(213)设置有加热装置(217)，所述加热装置(217)用于对所述储水罐(213)中的高温热水进行加热保温；和/或，

技术总结
本发明涉及储热调峰技术领域，特别涉及一种燃煤亚临界机组高温热水储热调峰系统。在该系统中，蒸汽发生部分包括依次首尾连接的汽包、下降管、下联箱和水冷壁；储热释热部分包括储热单元、回流单元、释热单元，回流单元和释热单元中的一者处于运行状态时，另一者处于关闭状态；在燃煤亚临界机组处于高负荷正常运行状态时，通过储热单元储存下降管中的高温热水，并通过回流单元回流至下降管中，以维持储热单元和下降管的水位稳定；在燃煤亚临界机组处于升负荷状态时，通过将储热单元中的高温热水通入下联箱中，以在进入水冷壁后吸热蒸发产生蒸汽，并通过过热器进入燃煤亚临界机组的汽轮机中做功。本发明的技术方案可以实现快速响应负荷的变化。

技术研发人员：庞力平,王骏,张永生,张秉昊,张汉飞
受保护的技术使用者：华北电力大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15