火电机组厂用电熔融盐储热供汽系统的制作方法

文档序号:30001155发布日期:2022-05-11 14:46阅读:112来源:国知局
火电机组厂用电熔融盐储热供汽系统的制作方法

1.本实用新型涉及火电机组厂用电熔融盐储热供汽系统,具体涉及构造火电机组厂用电熔融盐储热供汽系统。


背景技术:

2.近年来,随着储能产业的发展,多种新型储能技术不断突破,在越来越多的场景实现示范应用,主要有储热技术、氢储能技术、电磁储能和飞轮储能等。储热技术属于能量型储能技术,能量密度高、成本低、寿命长、利用方式多样、综合热利用效率高,在可再生能源消纳、清洁供暖及太阳能光热电站储能系统应用领域均可发挥较大作用。近年来,备受关注的储热技术主要有熔融盐储热技术和高温相变储热技术。熔融盐储热技术的主要优点是规模大,方便配合常规燃气机使用,主要应用于大型塔式光热发电系统和槽式光热发电系统。


技术实现要素:

3.本实用新型提出火电机组厂用电熔融盐储热供汽系统,构造火电机组厂用电熔融盐储热供汽系统,通过火电机组6kv厂用电及6kv/400v降压变向熔盐加热装置供电,储存在低温罐300℃液态熔融盐通过熔盐加热装置变为600℃高温液态熔融盐储存在高温罐内,600℃高温液态熔融盐通过热驱动装置进入盐-水换热器,将通过升压泵加压至1.2mpa的除氧水加热至符合工业供汽要求的260℃水蒸气,水蒸气进入工业用气单元,600℃高温液态熔融盐释放热量后返回至低温罐,参与到下次熔融盐储热供汽循环中。
4.为达到上述目的,本实用新型采用如下的技术方案来实现:
5.火电机组厂用电熔融盐储热供汽系统,包括:厂用电熔融盐储热供电单元、熔融盐热交换单元和工业用气产生单元;
6.所述厂用电熔融盐储热供电单元交流高压侧通过高厂变连接至发电机出口,所述厂用电熔融盐储热供电单元降压变低压侧连接至所述熔融盐热交换单元中熔盐电加热装置,所述熔融盐热交换单元高温罐连接至所述工业用气产生单元中热驱动装置,所述工业用气产生单元中换热器连接有所述熔融盐热交换单元低温罐。
7.本实用新型进一步的改进在于,所述厂用电熔融盐储热供电单元包括:#1机20kv变6.3kv分裂绕组变压器、#2机20kv变6.3kv分裂绕组变压器、#1机厂用a段联络开关、#1机厂用b段联络开关、#2机厂用a段联络开关、#2机厂用b段联络开关、6kv1a段母线、6kv1b段母线、6kv2a段母线、6kv2b段母线、6kv1a段进线开关、6kv1b段进线开关、6kv2a段进线开关、6kv2b段进线开关、a套熔融盐加热装置并网开关、b套熔融盐加热装置并网开关、a、b套熔融盐加热装置与c、d套熔融盐加热装置联络开关、c套熔融盐加热装置并网开关、d套熔融盐加热装置并网开关、a套熔融盐加热装置降压变、b套熔融盐加热装置降压变、c套熔融盐加热装置降压变和d套熔融盐加热装置降压变;
8.所述20kv变6.3kv分裂绕组变压器高压侧连接至发电机出口,电能来自于发电机,所述20kv变6.3kv分裂绕组变压器低压侧两个分支分别连接有:所述6.3kv交流厂用a段和
所述6.3kv交流厂用b段;以厂用a分支为例,所述厂用交流负荷通过所述交流负荷开关连接至所述6.3kv交流厂用a段,所述6.3kv变10kv双绕组变压器低压侧通过所述厂用交流-厂用直流联络开关连接至所述6.3kv交流厂用a段,所述6.3kv变10kv双绕组变压器低压侧通过所述双向pcs换流器与所述中压直流母线连接;所述#1机20kv变6.3kv分裂绕组变压器高压侧连接至#1发电机出口,电能来自于发电机,所述#2机20kv变6.3kv分裂绕组变压器高压侧连接至#2发电机出口,电能来自于发电机;所述6kv1a段母线通过所述#1机厂用a段联络开关与所述#1机20kv变6.3kv分裂绕组变压器低压侧a段连接,所述6kv1b段母线通过所述#1机厂用b段联络开关与所述#1机20kv变6.3kv分裂绕组变压器低压侧b段连接;所述6kv2a段母线通过所述#2机厂用a段联络开关与所述#2机20kv变6.3kv分裂绕组变压器低压侧a段连接,所述6kv2b段母线通过所述#2机厂用b段联络开关与所述#2机20kv变6.3kv分裂绕组变压器低压侧b段连接;所述6kv1a段进线开关与所述6kv1a段母线连接,所述6kv1b段进线开关与所述6kv1b段母线连接,所述6kv2a段进线开关与所述6kv2a段母线连接,所述6kv2b段进线开关与所述6kv2b段母线连接。
9.本实用新型进一步的改进在于,所述a套熔融盐加热装置降压变高压侧通过所述a套熔融盐加热装置并网开关与所述6kv1a段进线开关及所述6kv2a段进线开关连接,所述b套熔融盐加热装置降压变高压侧通过所述b套熔融盐加热装置并网开关与所述6kv1a段进线开关及所述6kv2a段进线开关连接;所述c套熔融盐加热装置降压变高压侧通过所述c套熔融盐加热装置并网开关与所述6kv1b段进线开关及所述6kv2b段进线开关连接,所述d套熔融盐加热装置降压变高压侧通过所述d套熔融盐加热装置并网开关与所述6kv1b段进线开关及所述6kv2b段进线开关连接;所述a套熔融盐加热装置并网开关、所述b套熔融盐加热装置并网开关与所述c套熔融盐加热装置并网开关、所述d套熔融盐加热装置并网开关之间通过所述a、b套熔融盐加热装置与c、d套熔融盐加热装置联络开关连接。
10.本实用新型进一步的改进在于,为避免合环运行,所述6kv1a段进线开关和所述6kv2a段进线开关之间设置互锁功能,所述6kv1b段进线开关和所述6kv2b段进线开关之间设置互锁功能。
11.本实用新型进一步的改进在于,所述熔融盐热交换单元包括:a套熔融盐加热装置、b套熔融盐加热装置、c套熔融盐加热装置、d套熔融盐加热装置、低温罐a套加热装置低温熔融盐进水阀、低温罐b套加热装置低温熔融盐进水阀、低温罐c套加热装置低温熔融盐进水阀、低温罐d套加热装置低温熔融盐进水阀高温罐a套加热装置高温熔融盐出水阀、高温罐b套加热装置高温熔融盐出水阀、高温罐c套加热装置高温熔融盐出水阀、高温罐d套加热装置高温熔融盐出水阀、液态熔融盐低温罐和液态熔融盐高温罐;
12.所述a套熔融盐加热装置连接至所述a套熔融盐加热装置降压变低压侧,所述b套熔融盐加热装置连接至所述b套熔融盐加热装置降压变低压侧,所述c套熔融盐加热装置连接至所述c套熔融盐加热装置降压变低压侧,所述d套熔融盐加热装置连接至所述d套熔融盐加热装置降压变低压侧;所述a套熔融盐加热装置运行通过闭合所述a套熔融盐加热装置并网开关,或者通过闭合所述6kv1a段进线开关后接入所述6kv1a段母线实现,或者通过闭合所述a套熔融盐加热装置并网开关,闭合所述6kv2a段进线开关后接入所述6kv2a段母线实现;所述b套熔融盐加热装置运行通过闭合所述b套熔融盐加热装置并网开关,闭合所述6kv1a段进线开关后接入所述6kv1a段母线实现,或者通过闭合所述b套熔融盐加热装置并
网开关,闭合所述6kv2a段进线开关后接入所述6kv2a段母线实现;所述c套熔融盐加热装置运行通过闭合所述c套熔融盐加热装置并网开关,闭合所述6kv1b段进线开关后接入所述6kv1b段母线实现,或者通过闭合所述c套熔融盐加热装置并网开关,闭合所述6kv2b段进线开关后接入所述6kv2b段母线实现;所述d套熔融盐加热装置运行通过闭合所述d套熔融盐加热装置并网开关,闭合所述6kv1b段进线开关后接入所述6kv1b段母线实现,或者通过闭合所述d套熔融盐加热装置并网开关,闭合所述6kv2b段进线开关后接入所述6kv2b段母线实现。
13.本实用新型进一步的改进在于,所述液态熔融盐低温罐通过所述低温罐a套加热装置低温熔融盐进水阀与所述a套熔融盐加热装置相连,通过所述低温罐b套加热装置低温熔融盐进水阀与所述b套熔融盐加热装置相连,通过所述低温罐c套加热装置低温熔融盐进水阀与所述c套熔融盐加热装置相连,通过所述低温罐d套加热装置低温熔融盐进水阀与所述d套熔融盐加热装置相连;
14.所述液态熔融盐高温罐通过所述高温罐a套加热装置高温熔融盐出水阀与所述a套熔融盐加热装置相连,所述液态熔融盐高温罐通过所述高温罐b套加热装置高温熔融盐出水阀与所述b套熔融盐加热装置相连,所述液态熔融盐高温罐通过所述高温罐c套加热装置高温熔融盐出水阀与所述c套熔融盐加热装置相连,所述液态熔融盐高温罐通过所述高温罐d套加热装置高温熔融盐出水阀与所述d套熔融盐加热装置相连。
15.本实用新型进一步的改进在于,通过控制所述低温罐a套加热装置低温熔融盐进水阀、所述低温罐b套加热装置低温熔融盐进水阀、所述低温罐c套加热装置低温熔融盐进水阀、所述低温罐d套加热装置低温熔融盐进水阀开断,实现液态熔融盐温度控制;
16.通过控制所述高温罐a套加热装置高温熔融盐出水阀、所述高温罐b套加热装置高温熔融盐出水阀、所述高温罐c套加热装置高温熔融盐出水阀、所述高温罐d套加热装置高温熔融盐出水阀开断,实现液态熔融盐压力控制。
17.本实用新型进一步的改进在于,所述工业用气产生单元包括:工业用除氧水、除氧水进水阀、除氧水升压泵、盐-水换热器、高温液态熔融盐热驱动装置、高温水蒸气出气阀、工业用气装置和低温液体熔融盐进水阀;
18.所述液态熔融盐高温罐里的高温液体熔融盐通过所述热驱动装置进入所述盐-水换热器,所述工业用除氧水通过所述除氧水进水阀及所述除氧水升压泵进入所述盐-水换热器,高温液体熔融盐将工业用高压除氧水加热至260℃以上,形成工业用高压水蒸气,通过所述高温水蒸气出气阀向所述工业用气装置供汽;经过所述盐-水换热器的高温液体熔融盐温度降低,通过所述低温液体熔融盐进水阀进入至所述液态熔融盐低温罐,低温液体熔融盐参与到下次熔融盐储热供汽循环中。
19.与现有技术相比,本实用新型至少具有如下有益的技术效果:
20.1.本实用新型在厂用电熔融盐储热供电单元不同机组并网开关之间设置有互锁功能,不同机组进线开关之间设置有互锁功能,可以有效防止两台机熔融盐储热系统合环运行。
21.2.本实用新型熔盐电加热装置电能来自于厂用电,无需通过外界电网供电,电费成本可以得到控制。
22.3.本实用新型在熔盐电加热装置采用发热电阻丝和自动判断过零点开关,通过闭
合或者断开自动判断过零点开关,控制所述熔融盐热交换单元中高温罐温度。
23.4.本实用新型工业用气产生单元热能来自于熔融盐热交换单元,避免了常规火电供热系统工业热水蒸气来自于中压缸,无需对原来火电热系统进行改造,节约了投资成本。
附图说明
24.图1为火电机组厂用电熔融盐储热供汽系统图。
25.附图标记说明:
26.1—厂用电熔融盐储热供电单元;2—熔融盐热交换单元;3—工业用气产生单元。1-1—#1机20kv变6.3kv分裂绕组变压器;1-2—#2机20kv变6.3kv分裂绕组变压器;1-3—#1机厂用a段联络开关;1-4—#1机厂用b段联络开关;1-5—#2机厂用a段联络开关;1-6—#2机厂用b段联络开关;1-7—6kv1a段母线;1-8—6kv1b段母线;1-9—6kv2a段母线;1-10—6kv2b段母线;1-11—6kv1a段进线开关;1-12—6kv1b段进线开关;1-13—6kv2a段进线开关;1-14—6kv2b段进线开关;1-15—a套熔融盐加热装置并网开关;1-16—b套熔融盐加热装置并网开关;1-17—a、b套熔融盐加热装置与c、d套熔融盐加热装置联络开关;1-18—c套熔融盐加热装置并网开关;1-19—d套熔融盐加热装置并网开关;1-20—a套熔融盐加热装置降压变;1-21—b套熔融盐加热装置降压变;1-22—c套熔融盐加热装置降压变;1-23—d套熔融盐加热装置降压变。2-1—a套熔融盐加热装置;2-2—b套熔融盐加热装置;2-3—c套熔融盐加热装置;2-4—d套熔融盐加热装置;2-5—低温罐a套加热装置低温熔融盐进水阀;2-6—低温罐b套加热装置低温熔融盐进水阀;2-7—低温罐c套加热装置低温熔融盐进水阀;2-8—低温罐d套加热装置低温熔融盐进水阀;2-9—高温罐a套加热装置高温熔融盐出水阀;2-10—高温罐b套加热装置高温熔融盐出水阀;2-11—高温罐c套加热装置高温熔融盐出水阀;2-12—高温罐d套加热装置高温熔融盐出水阀;2-13—液态熔融盐低温罐;2-14—液态熔融盐高温罐。3-1—工业用除氧水;3-2—除氧水进水阀;3-3—除氧水升压泵;3-4—盐-水换热器;3-5—高温液态熔融盐热驱动装置;3-6—高温水蒸气出气阀;3-7—工业用气装置;3-8—低温液体熔融盐进水阀。
具体实施方式
27.下面通过附图,对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
28.如图1所示,本实用新型提供的火电机组厂用电熔融盐储热供汽系统,包括:厂用电熔融盐储热供电单元1、熔融盐热交换单元2和工业用气产生单元3;所述厂用电熔融盐储热供电单元1交流高压侧通过高厂变连接至发电机出口,所述厂用电熔融盐储热供电单元1降压变低压侧连接至所述熔融盐热交换单元2中熔盐电加热装置,所述熔融盐热交换单元2高温罐连接至所述工业用气产生单元3中热驱动装置,所述工业用气产生单元3中换热器连接有所述熔融盐热交换单元2低温罐。
29.所述厂用电熔融盐储热供电单元1包括:#1机20kv变6.3kv分裂绕组变压器1-1、#2机20kv变6.3kv分裂绕组变压器1-2、#1机厂用a段联络开关1-3、#1机厂用b段联络开关1-4、#2机厂用a段联络开关1-5、#2机厂用b段联络开关1-6、6kv1a段母线1-7、6kv1b段母线1-8、6kv2a段母线1-9、6kv2b段母线1-10、6kv1a段进线开关1-11、6kv1b段进线开关1-12、6kv2a段进线开关1-13、6kv2b段进线开关1-14、a套熔融盐加热装置并网开关1-15、b套熔融
盐加热装置并网开关1-16、a、b套熔融盐加热装置与c、d套熔融盐加热装置联络开关1-17、c套熔融盐加热装置并网开关1-18、d套熔融盐加热装置并网开关1-19、a套熔融盐加热装置降压变1-20、b套熔融盐加热装置降压变1-21、c套熔融盐加热装置降压变1-22和d套熔融盐加热装置降压变1-23。
30.所述熔融盐热交换单元2包括:a套熔融盐加热装置2-1、b套熔融盐加热装置2-2、c套熔融盐加热装置2-3、d套熔融盐加热装置2-4、低温罐a套加热装置低温熔融盐进水阀2-5、低温罐b套加热装置低温熔融盐进水阀2-6、低温罐c套加热装置低温熔融盐进水阀2-7、低温罐d套加热装置低温熔融盐进水阀2-8、高温罐a套加热装置高温熔融盐出水阀2-9、高温罐b套加热装置高温熔融盐出水阀2-10、高温罐c套加热装置高温熔融盐出水阀2-11、高温罐d套加热装置高温熔融盐出水阀2-12、液态熔融盐低温罐2-13和液态熔融盐高温罐2-14。
31.所述工业用气产生单元3包括:工业用除氧水3-1、除氧水进水阀3-2、除氧水升压泵3-3、盐-水换热器3-4、高温液态熔融盐热驱动装置3-5、高温水蒸气出气阀3-6、工业用气装置3-7和低温液体熔融盐进水阀3-8。
32.所述#1机20kv变6.3kv分裂绕组变压器1-1高压侧连接至#1发电机出口,电能来自于发电机,所述#2机20kv变6.3kv分裂绕组变压器1-2高压侧连接至#2发电机出口,电能来自于发电机。所述6kv1a段母线1-7通过所述#1机厂用a段联络开关1-3与所述#1机20kv变6.3kv分裂绕组变压器1-1低压侧a段连接,所述6kv1b段母线1-8通过所述#1机厂用b段联络开关1-4与所述#1机20kv变6.3kv分裂绕组变压器1-1低压侧b段连接。
33.所述6kv2a段母线1-9通过所述#2机厂用a段联络开关1-5与所述#2机20kv变6.3kv分裂绕组变压器1-2低压侧a段连接,所述6kv2b段母线1-10通过所述#2机厂用b段联络开关1-6与所述#2机20kv变6.3kv分裂绕组变压器1-2低压侧b段连接。所述6kv1a段进线开关1-11与所述6kv1a段母线1-7连接,所述6kv1b段进线开关1-12与所述6kv1b段母线1-8连接,所述6kv2a段进线开关1-13与所述6kv2a段母线1-9连接,所述6kv2b段进线开关1-14与所述6kv2b段母线1-10连接。
34.所述a套熔融盐加热装置降压变1-20高压侧通过所述a套熔融盐加热装置并网开关1-15与所述6kv1a段进线开关1-11及所述6kv2a段进线开关1-13连接,所述b套熔融盐加热装置降压变1-21高压侧通过所述b套熔融盐加热装置并网开关1-16与所述6kv1a段进线开关1-11及所述6kv2a段进线开关1-13连接。所述c套熔融盐加热装置降压变1-22高压侧通过所述c套熔融盐加热装置并网开关1-18与所述6kv1b段进线开关1-12及所述6kv2b段进线开关1-14连接,所述d套熔融盐加热装置降压变1-23高压侧通过所述d套熔融盐加热装置并网开关1-19与所述6kv1b段进线开关1-12及所述6kv2b段进线开关1-14连接。所述a套熔融盐加热装置并网开关1-15、所述b套熔融盐加热装置并网开关1-16与所述c套熔融盐加热装置并网开关1-18、所述d套熔融盐加热装置并网开关1-19之间通过所述a、b套熔融盐加热装置与c、d套熔融盐加热装置联络开关1-17连接。为了避免合环运行,所述6kv1a段进线开关1-11和所述6kv2a段进线开关1-13之间设置互锁功能,所述6kv1b段进线开关1-12和所述6kv2b段进线开关1-14之间设置互锁功能。
35.所述a套熔融盐加热装置2-1连接至所述a套熔融盐加热装置降压变1-20低压侧,所述b套熔融盐加热装置2-2连接至所述b套熔融盐加热装置降压变1-21低压侧,所述c套熔
融盐加热装置2-3连接至所述c套熔融盐加热装置降压变1-22低压侧,所述d套熔融盐加热装置2-4连接至所述d套熔融盐加热装置降压变1-23低压侧。
36.所述a套熔融盐加热装置2-1运行可以通过闭合所述a套熔融盐加热装置并网开关1-15,闭合所述6kv1a段进线开关1-11后接入所述6kv1a段母线1-7实现,也可以通过闭合所述a套熔融盐加热装置并网开关1-15,闭合所述6kv2a段进线开关1-13后接入所述6kv2a段母线1-9实现。所述b套熔融盐加热装置2-2运行可以通过闭合所述b套熔融盐加热装置并网开关1-16,闭合所述6kv1a段进线开关1-11后接入所述6kv1a段母线1-7实现,也可以通过闭合所述b套熔融盐加热装置并网开关1-16,闭合所述6kv2a段进线开关1-13后接入所述6kv2a段母线1-9实现。所述c套熔融盐加热装置2-3运行可以通过闭合所述c套熔融盐加热装置并网开关1-18,闭合所述6kv1b段进线开关1-12后接入所述6kv1b段母线1-8实现,也可以通过闭合所述c套熔融盐加热装置并网开关1-18,闭合所述6kv2b段进线开关1-14后接入所述6kv2b段母线1-10实现。所述d套熔融盐加热装置2-4运行可以通过闭合所述d套熔融盐加热装置并网开关1-19,闭合所述6kv1b段进线开关1-12后接入所述6kv1b段母线1-8实现,也可以通过闭合所述d套熔融盐加热装置并网开关1-19,闭合所述6kv2b段进线开关1-14后接入所述6kv2b段母线1-10实现。
37.所述液态熔融盐低温罐2-13通过所述低温罐a套加热装置低温熔融盐进水阀2-5与所述a套熔融盐加热装置2-1相连,通过所述低温罐b套加热装置低温熔融盐进水阀2-6与所述b套熔融盐加热装置2-2相连,通过所述低温罐c套加热装置低温熔融盐进水阀2-7与所述c套熔融盐加热装置2-3相连,通过所述低温罐d套加热装置低温熔融盐进水阀2-8与所述d套熔融盐加热装置2-4相连。通过控制所述低温罐a套加热装置低温熔融盐进水阀2-5、所述低温罐b套加热装置低温熔融盐进水阀2-6、所述低温罐c套加热装置低温熔融盐进水阀2-7、所述低温罐d套加热装置低温熔融盐进水阀2-8开断,实现液态熔融盐温度控制。
38.所述液态熔融盐高温罐2-14通过所述高温罐a套加热装置高温熔融盐出水阀2-9与所述a套熔融盐加热装置2-1相连,所述液态熔融盐高温罐2-14通过所述高温罐b套加热装置高温熔融盐出水阀2-10与所述b套熔融盐加热装置2-2相连,所述液态熔融盐高温罐2-14通过所述高温罐c套加热装置高温熔融盐出水阀2-11与所述c套熔融盐加热装置2-3相连,所述液态熔融盐高温罐2-14通过所述高温罐d套加热装置高温熔融盐出水阀2-12与所述d套熔融盐加热装置2-4相连。通过控制所述高温罐a套加热装置高温熔融盐出水阀2-9、所述高温罐b套加热装置高温熔融盐出水阀2-10、所述高温罐c套加热装置高温熔融盐出水阀2-11、所述高温罐d套加热装置高温熔融盐出水阀2-12开断,实现液态熔融盐压力控制。
39.所述液态熔融盐高温罐2-14里的高温液体熔融盐通过所述热驱动装置3-5进入所述盐-水换热器3-4,所述工业用除氧水3-1通过所述除氧水进水阀3-2及所述除氧水升压泵3-3进入所述盐-水换热器3-4,高温液体熔融盐将工业用高压除氧水加热至260℃以上,形成工业用高压水蒸气,通过所述高温水蒸气出气阀3-6向所述工业用气装置3-7供汽。经过所述盐-水换热器3-4的高温液体熔融盐温度降低,通过所述低温液体熔融盐进水阀3-8进入至所述液态熔融盐低温罐2-13,低温液体熔融盐参与到下次熔融盐储热供汽循环中。
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