一种火电机组汽电耦合熔盐储热调峰系统的制作方法

本技术属于储能，具体涉及一种火电机组汽电耦合熔盐储热调峰系统。

背景技术：

1、为了节能进行节能减排，对煤电机组的灵活性提出更高要求。为进一步提升灵活性和调节能力，促进电力行业清洁低碳转型，需要对煤电机组改造升级。对煤电机组改造升级时，新建机组需要全部实现灵活性制造，存量煤电机组灵活性改造应改尽改。对煤电机组改造升级时，要求纯凝工况调峰能力的一般化要求为最小发电出力达到35％额定负荷，采暖热电机组在供热期运行时要通过热电解耦力争实现单日6h最小发电出力达到40％额定负荷的调峰能力，其他类型机组应采取措施尽量降低最小发电出力。

2、煤电机组因其基础容量大，在深度调峰时需要存储的能量大、品质高，现有电化学储能、热水罐储能均无法满足煤电机组的深度调峰要求，而熔盐储热因其容量大、热能品位高等优点，适用于煤电机组的深度调峰。熔盐储热是一种熔融体无机盐显热储热，利用熔盐温度的改变来储存热量，通常采用双罐熔盐储热系统。熔盐储热多应用于太阳能热电站，鲜有应用于大型煤电机组的熔盐储热调峰系统。

3、煤电机组普遍采用滑压运行方式，在低负荷工况下，主蒸汽(热再蒸汽)压力低，蒸汽凝结温度低。例如，某超超临界机组在tha工况下，主蒸汽压力为25.2mpa，热再蒸汽压力为5.4mpa，而在40％tha工况下，主蒸汽压力降低至10mpa，热再蒸汽压力降低至2.2mpa，对应的蒸汽凝结温度分别为311℃和217℃；某亚临界机组在tha工况下，主蒸汽压力为16.7mpa，热再蒸汽压力为3.3mpa，而在40％tha工况下，主蒸汽压力降低至8.6mpa，热再蒸汽压力降低至1.3mpa，对应的蒸汽凝结温度分别为300℃和192℃。蒸汽蕴含的热量中，显热占比约30％，潜热占比达70％。如果要存储蒸汽潜热，则蒸汽冷凝器的热熔盐出口温度须低于对应蒸汽压力的凝结温度，同时，蒸汽冷凝器的冷熔盐进口温度须高于熔盐的凝点温度加40℃左右的安全裕度。因此，熔盐储热系统在储存蒸汽潜热时，熔盐的温升基本为180℃至300℃，而较大的潜热量导致熔盐小时流量大，同时叠加煤电机组长时间调峰，致使熔盐总量巨大，工程投资高，可实现性低。煤电机组熔盐储热仅能储存蒸汽显热，致使储热比例低、调峰能力受限。此外，煤电机组在低负荷工况下，过热器和再热器存在管壁超温风险，主蒸汽抽汽量受到严格限制。而如果抽取过多热再蒸汽，则会导致汽轮机组轴向推力改变，同样限制热再蒸汽的抽汽量。在汽电耦合加热熔盐的过程中，热熔盐最终温度同时受蒸汽加热和电加热影响，造成热熔盐最终温度不稳定，从而造成热熔盐储罐温度波动，对其安全性不利。

4、综上，煤电机组熔盐储热技术的调峰能力受到蒸汽温度、熔盐温度和抽汽量的限制，调峰能力有限，无法实现深度调峰。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种火电机组汽电耦合熔盐储热调峰系统，该系统能够大容量、长时间、低成本储热，实现机组深度调峰，同时，储存的热能加热锅炉给水，减少高加抽汽，降低机组热耗，具有良好的经济效益。

2、为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

3、一种火电机组汽电耦合熔盐储热调峰系统，包括火电机组、熔盐储热放热系统、蒸汽冷凝器和热网水加热器；

4、熔盐储热放热系统包括熔盐冷罐、蒸汽冷却器、熔盐热罐和给水加热器，熔盐冷罐的出口设有低温熔盐泵，低温熔盐泵的出口与蒸汽冷却器的冷进口连接，蒸汽冷却器的冷出口与熔盐热罐的入口连接，熔盐热罐的出口设有高温熔盐泵，高温熔盐泵的出口与给水加热器的热进口连接，给水加热器的热出口与熔盐冷罐的入口连接；蒸汽冷却器的冷出口与熔盐热罐的入口连接的管路上设有熔盐电加热器，蒸汽冷却器的冷进口和冷出口之间连接有旁路熔盐管，所述旁路熔盐管上设有旁路调节阀；蒸汽冷却器的热进口与火电机组中的蒸汽出口连接；给水加热器的冷进口和冷出口分别与火电机组的高压加热单元的进口和出口连通；熔盐电加热器的电源输入端与火电机组的发电机连接；

5、蒸汽冷凝器的冷进口和冷出口分别与火电机组的低压加热单元的进口和出口连通，蒸汽冷却器的热出口分为两路，其中，一路与热网水加热器的热进口连接，另一路与蒸汽冷凝器的热进口连接，蒸汽冷凝器的热出口和热网水加热器的热出口均与火电机组的凝结水和/或热网水的管路连接。

6、优选的，蒸汽冷却器的冷出口设有第一温度测量装置，第一温度测量装置与一号控制器连接，一号控制器与低温熔盐泵连接。

7、优选的，蒸汽冷却器的冷出口与熔盐热罐的入口连接的管路上在熔盐电加热器的下游设有第二温度测量装置，第二温度测量装置与二号控制器连接，二号控制器与熔盐电加热器连接。

8、优选的，二号控制器采用功率调节装置，二号控制器设置在熔盐电加热器的电源输入端与发电机连接的线路上。

9、优选的，蒸汽冷却器的热进口与锅炉的蒸汽出口和/或锅炉的热再蒸汽出口连接。

10、优选的，火电机组的低压加热单元由一级或多级低压加热器串联组成，低压加热单元与蒸汽冷凝器的管道连接点位于任意低压加热器的进口或出口，单点或多点取水，取水管路设置调节阀；高压加热单元由一级或多级高压加热器串联组成，高压加热单元与给水加热器的管道连接点位于任意高压加热器的进口或出口，单点或多点取水，取水管路设置调节阀。

11、优选的，蒸汽冷凝器的热出口和热网水加热器的热出口与火电机组的凝汽器、除氧器、高压加热单元的级间疏水管道或低压加热单元的级间疏水管道连接。

12、优选的，所述火电机组包括锅炉、高压缸、中压缸、低压缸、凝汽器、凝泵、低压加热单元、除氧器、给水泵、高压加热单元和发电机；锅炉的蒸汽出口通过管道与高压缸进口连通，高压缸出口通过管道与锅炉再热蒸汽进口连通，锅炉再热蒸汽出口通过管道与中压缸进口连通，中压缸、低压缸和凝汽器依次通过管道连通，凝汽器出口、凝泵、低压加热单元、除氧器、给水泵和高压加热单元通过管道依次连接，高压加热单元出口通过管道与锅炉给水进口连通；高压缸、中压缸和低压缸主轴和发电机连接。

13、本实用新型具有如下有益效果：

14、本实用新型火电机组汽电耦合熔盐储热调峰系统利用熔盐同时储存蒸汽热能和电能，实现火电机组深度调峰，提高火电机组的灵活性，通过蒸汽冷却器将蒸汽显热存储于熔盐，通过蒸汽冷凝器或者热网水加热器利用蒸汽潜热加热凝结水或热网水，能够大幅减少储热过程的熔盐量；通过熔盐电加热器利用机组自发电加热熔盐，减少机组上网电量，提高系统调峰能力；高压加热单元入口的一部分水经给水加热器加热后再流至高压加热单元的出口，这样能够通过给水加热器将熔盐存储的热量用于加热火电机组的锅炉给水、减少高压加热器抽汽，降低火电机组热耗；通过热熔盐温度测点控制熔盐电加热器耗功，通过冷熔盐泵控制蒸汽出口温度，实现热熔盐罐温度稳定，保障其安全性。综上，本实用新型抽取机组主蒸汽或热再蒸汽，蒸汽显热存储于熔盐，蒸汽潜热则加热凝结水或热网水，发电用蒸汽量减少，机组发电量降低；在此基础上，系统通过熔盐电加热系统，利用机组自发电加热熔盐，减少机组上网电量，提高系统的调峰能力。该系统能够大容量、高品质储热，实现机组深度调峰，系统熔盐流量为百吨级，大幅降低工程投资，具有可实现性，同时，储存的热能加热锅炉给水，减少高加抽汽，降低机组热耗，具有良好的经济效益。