一种利用蒸汽潜热的熔盐储能大型火电灵活调峰系统的制作方法

本发明涉及熔盐储能系统，特别涉及一种利用蒸汽潜热的熔盐储能大型火电灵活调峰系统。

背景技术：

1、目前，随着新能源和核电装机的进一步增加，为保证新能源和核电发电负荷，需要进一步缩减火电机组发电小时数。因此，需要挖掘燃煤机组调峰潜力，提升火电机组灵活性，全面提高系统调峰和新能源消纳能力。

2、现有技术中，通过电加热熔盐的方式将能量储存起来，汽轮机做功的效率受限于蒸汽朗肯循环效率，效率不大于45％。熔盐加热温度较低，储能系统需要使用大量的熔盐。释热通过高温熔盐产生蒸汽对外供工业蒸汽，能源利用率较低且释放的能量并未回机组参与顶峰。存在高热交换循环效率较低，熔盐用量较大的问题。

3、例如，一种在中国专利文献上公开的“一种熔盐储能结合固体储能的新型储能梯级复合放热系统”，其公告号：cn114607991a，其申请日：2022年04月12日，该发明包括冷熔盐储罐、热熔盐储罐和固体储能设备，冷熔盐储罐通过冷熔盐泵与熔盐电加热器相连，熔盐电加热器与热熔盐储罐连接，热熔盐储罐通过热熔盐泵与空气熔盐换热器的熔盐入口连通，空气熔盐换热器的熔盐出口与冷熔盐储罐连通，固体储能设备与空气熔盐换热器的空气入口连通，空气熔盐换热器的空气出口与空气蒸汽换热器的空气入口连通，空气蒸汽换热器的出口与空气水换热器的空气入口连通，空气水换热器的空气出口与固体储能设备的入口连通，能够作为光热电站储能系统使用，也可用于对储能有需求的场合，在光热电站技术领域及其他工业领域具有重要的应用价值，但是存在高热交换循环效率较低，熔盐用量较大的问题。

技术实现思路

1、针对现有技术高热交换循环效率较低，熔盐用量较大的不足，本发明提出了一种利用蒸汽潜热的熔盐储能大型火电灵活调峰系统，能提高热交换循环效率，减少熔盐用量。

2、以下是本发明的技术方案，一种利用蒸汽潜热的熔盐储能大型火电灵活调峰系统，包括：锅炉，锅炉连接储能装置、高加装置、汽轮机高压缸和汽轮机中压缸，释能装置连接给水泵、高温熔盐罐和低温熔盐罐，储能装置连接除氧器、高温熔盐罐和低温熔盐罐，高加装置连接汽轮机高压缸、汽轮机中压缸和给水泵，给水泵连接除氧器，除氧器连接汽轮机中压缸和低加装置，低加装置连接凝结水泵，凝结水泵连接凝汽器，凝汽器连接汽轮机低压缸，汽轮机低压缸连接汽轮机中压缸。

3、本方案中，通过给水、蒸汽和熔盐进行热交换，低温熔盐从低温熔盐罐经过储能装置吸收主蒸汽热量变成高温熔盐，再进入高温熔盐罐内储存。高温熔盐从高温熔盐罐经过释能装置释放热量，变成低温熔盐，再进入低温熔盐罐内储存。主蒸汽放热至给水，不仅储存了蒸汽的显热还储存了蒸汽的潜热，提高能量利用效率；抽取主蒸汽储能可将熔盐加热至更高的温度，减少储能系统熔盐用量越小，降低成本。

4、作为优选，汽轮机高压缸、汽轮机中压缸和汽轮机低压缸连接发电机。

5、本方案中，通过发电机给汽轮机高压缸、汽轮机中压缸和汽轮机低压缸提供电能，使得汽轮机在系统中稳定运行，为给水、蒸汽和熔盐的热交换提供基础。

6、作为优选，高加装置中，第一高加连接锅炉、汽轮机高压缸和第二高加，第二高加连接锅炉、汽轮机高压缸和第三高加，第三高加连接汽轮机中压缸和给水泵。

7、本方案中，高加由壳体和管系两大部分组成，当过热蒸汽由进口进入壳体后即可将上部主螺管内的给水加热，蒸汽凝结为水后，凝结的热水又可将下部疏冷螺管内的部分给水加热，被利用后的凝结水经疏水出口流出体外。第一高加和第二高加都连接锅炉和汽轮机高压缸，第三高加连接汽轮机中压缸，能够提高热交换的稳定性和循环效率。

8、作为优选，低加装置中，第一低加连接给水泵、汽轮机低压缸和第二低加，第二低加连接汽轮机低压缸和第三低加，第三低加连接汽轮机低压缸和第四低加，第四低加连接汽轮机低压缸和凝结水泵。

9、本方案中，低加利用在汽轮机内做过部分功的蒸气提高水的温度，减少了汽轮机排往凝汽器中的蒸汽量，通过第一低加、第二低加、第三低加和第四低加连接汽轮机低压缸，降低了能源损失，提高了热力系统的循环效率。

10、作为优选，储能装置中，蒸汽熔盐换热器连接高温熔盐罐、锅炉和冷凝式蒸汽熔盐换热器，冷凝式蒸汽熔盐换热器连接低温熔盐罐和除氧器。

11、本方案中，低温熔盐从低温熔盐罐分别经过冷凝式蒸汽熔盐换热器和蒸汽熔盐换热器吸收主蒸汽热量转换成高温熔盐，储存于高温熔盐罐。

12、作为优选，释能装置中，预热器连接给水泵、低温熔盐罐和蒸汽发生器，蒸汽发生器连接过热器，过热器连接高温熔盐罐。

13、本方案中，高温熔盐从高温熔盐罐分别经过过热器、蒸汽发生器和预热器释放热量转换成低温熔盐，储存于低温熔盐罐。

14、作为优选，释能装置为第一换热器，第一换热器连接锅炉、给水泵、高温熔盐罐和低温熔盐罐。

15、本方案中，高温熔盐从高温熔盐罐经过第一换热器释放热量转换成低温熔盐，储存于低温熔盐罐。

16、作为优选，主蒸汽通过蒸汽熔盐换热器放热至过热蒸汽，主蒸汽的显热储存至熔盐，过热蒸汽进入冷凝式蒸汽熔盐换热器，过热蒸汽放热至给水后排入除氧器，低温熔盐从低温熔盐罐分别经过冷凝式蒸汽熔盐换热器和蒸汽熔盐换热器吸收主蒸汽热量转换成高温熔盐，储存于高温熔盐罐。

17、本方案中，实现储能过程中蒸汽和熔盐的热交换，为熔盐提供储能基础。主蒸汽放热至给水，不仅储存了蒸汽的显热还储存了蒸汽的潜热，提高能量利用效率。配置冷凝式蒸汽熔盐换热器，在冷凝式蒸汽熔盐换热器内将蒸汽冷凝，将蒸汽的潜热释放给熔盐，提高能量利用效率。

18、作为优选，获取除氧器的给水，经过预热器吸收熔盐的热量加热给水，经过蒸汽发生器吸收熔盐的热量将给水加热生成饱和蒸汽，饱和蒸汽经过过热器吸收熔盐的热量汇入汽轮机中压缸排汽管道后和汽轮机中压缸排汽进入汽轮机低压缸做功，高温熔盐从高温熔盐罐分别经过过热器、蒸汽发生器和预热器释放热量转换成低温熔盐，储存于低温熔盐罐。

19、本方案中，实现释能过程中熔盐和给水的热交换，饱和蒸汽经过过热器吸收熔盐的热量汇入汽轮机中压缸排汽管道后和汽轮机中压缸排汽进入汽轮机低压缸做功，提高能源利用率。

20、作为优选，获取除氧器的给水，给水经过第一换热器吸收熔盐的热量加热给水后进入锅炉，高温熔盐从高温熔盐罐经过第一换热器释放热量转换成低温熔盐，储存于低温熔盐罐。

21、本方案中，实现释能过程中熔盐和给水的热交换，降低设备要求。

22、本发明的有益效果是：

23、1、主蒸汽放热至给水，不仅储存了蒸汽的显热还储存了蒸汽的潜热，提高能量利用效率；

24、2、配置冷凝式蒸汽熔盐换热器，在冷凝式蒸汽熔盐换热器内将蒸汽冷凝，将蒸汽的潜热释放给熔盐，提高能量利用效率；

25、3、抽取主蒸汽储能可将熔盐加热至更高的温度，减少储能系统熔盐用量越小，降低成本。

技术特征：

1.一种利用蒸汽潜热的熔盐储能大型火电灵活调峰系统，其特征在于，包括：锅炉，锅炉连接储能装置、高加装置、汽轮机高压缸和汽轮机中压缸，释能装置连接给水泵、高温熔盐罐和低温熔盐罐，储能装置连接除氧器、高温熔盐罐和低温熔盐罐，高加装置连接汽轮机高压缸、汽轮机中压缸和给水泵，给水泵连接除氧器，除氧器连接汽轮机中压缸和低加装置，低加装置连接凝结水泵，凝结水泵连接凝汽器，凝汽器连接汽轮机低压缸，汽轮机低压缸连接汽轮机中压缸。

2.根据权利要求1所述的一种利用蒸汽潜热的熔盐储能大型火电灵活调峰系统，其特征在于，汽轮机高压缸、汽轮机中压缸和汽轮机低压缸连接发电机。

3.根据权利要求1所述的一种利用蒸汽潜热的熔盐储能大型火电灵活调峰系统，其特征在于，高加装置中，第一高加连接锅炉、汽轮机高压缸和第二高加，第二高加连接锅炉、汽轮机高压缸和第三高加，第三高加连接汽轮机中压缸和给水泵。

4.根据权利要求1或3所述的一种利用蒸汽潜热的熔盐储能大型火电灵活调峰系统，其特征在于，低加装置中，第一低加连接给水泵、汽轮机低压缸和第二低加，第二低加连接汽轮机低压缸和第三低加，第三低加连接汽轮机低压缸和第四低加，第四低加连接汽轮机低压缸和凝结水泵。

5.根据权利要求1所述的一种利用蒸汽潜热的熔盐储能大型火电灵活调峰系统，其特征在于，储能装置中，蒸汽熔盐换热器连接高温熔盐罐、锅炉和冷凝式蒸汽熔盐换热器，冷凝式蒸汽熔盐换热器连接低温熔盐罐和除氧器。

6.根据权利要求1或5所述的一种利用蒸汽潜热的熔盐储能大型火电灵活调峰系统，其特征在于，释能装置中，预热器连接给水泵、低温熔盐罐和蒸汽发生器，蒸汽发生器连接过热器，过热器连接高温熔盐罐。

7.根据权利要求5所述的一种利用蒸汽潜热的熔盐储能大型火电灵活调峰系统，其特征在于，释能装置为第一换热器，第一换热器连接锅炉、给水泵、高温熔盐罐和低温熔盐罐。

8.根据权利要求5所述的一种利用蒸汽潜热的熔盐储能大型火电灵活调峰系统，其特征在于，主蒸汽通过蒸汽熔盐换热器放热至过热蒸汽，主蒸汽的显热储存至熔盐，过热蒸汽进入冷凝式蒸汽熔盐换热器，过热蒸汽放热至给水后排入除氧器，低温熔盐从低温熔盐罐分别经过冷凝式蒸汽熔盐换热器和蒸汽熔盐换热器吸收主蒸汽热量转换成高温熔盐，储存于高温熔盐罐。

9.根据权利要求6所述的一种利用蒸汽潜热的熔盐储能大型火电灵活调峰系统，其特征在于，获取除氧器的给水，经过预热器吸收熔盐的热量加热给水，经过蒸汽发生器吸收熔盐的热量将给水加热生成饱和蒸汽，饱和蒸汽经过过热器吸收熔盐的热量汇入汽轮机中压缸排汽管道后和汽轮机中压缸排汽进入汽轮机低压缸做功，高温熔盐从高温熔盐罐分别经过过热器、蒸汽发生器和预热器释放热量转换成低温熔盐，储存于低温熔盐罐。

10.根据权利要求7所述的一种利用蒸汽潜热的熔盐储能大型火电灵活调峰系统，其特征在于，获取除氧器的给水，给水经过第一换热器吸收熔盐的热量加热给水后进入锅炉，高温熔盐从高温熔盐罐经过第一换热器释放热量转换成低温熔盐，储存于低温熔盐罐。

技术总结
本发明公开了一种利用蒸汽潜热的熔盐储能大型火电灵活调峰系统，包括：锅炉，锅炉连接储能装置、高加装置、汽轮机高压缸和汽轮机中压缸，释能装置连接给水泵、高温熔盐罐和低温熔盐罐，储能装置连接除氧器、高温熔盐罐和低温熔盐罐，高加装置连接汽轮机高压缸、汽轮机中压缸和给水泵，给水泵连接除氧器，除氧器连接汽轮机中压缸和低加装置，低加装置连接凝结水泵，凝结水泵连接凝汽器，凝汽器连接汽轮机低压缸，汽轮机低压缸连接汽轮机中压缸。本发明的有益效果是：能提高热交换循环效率，减少熔盐用量。

技术研发人员：俞李斌,刘盛辉,孙士恩,郑成航,高翔,滕卫明,范海东,李文俊,纪培栋,杨旭东,党琪
受保护的技术使用者：浙江省白马湖实验室有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12