一种集成储热的发电系统的制作方法

1.本实用新型涉及发电技术领域，具体涉及一种集成储热的发电系统。


背景技术：

2.随着全球对太阳能和风能等可再生能源的利用急剧增加，其波动性、间歇性和不可预测性等特点给电网的稳定安全运行带来巨大的挑战。在当前电力系统中，燃煤发电机组是重要的电能供应来源。要求燃煤机组扩大工作负荷范围，特别是最低负荷。现有热力系统机组的锅炉和汽轮机之间的强耦合限制了燃煤发电机组的最低出力。在要求燃煤机组低负荷工况运行时，受到锅炉最低稳燃负荷的限制，在保证锅炉稳燃的条件下难以使机组以极低负荷稳定运行。


技术实现要素：

3.因此，本实用新型要解决的技术问题在于在保证锅炉稳燃的条件下如何使机组以极低负荷稳定运行，基于以上情况，开发一种在保证锅炉稳燃的条件下使机组以极低负荷稳定运行的集成储热的发电系统十分必要。
4.为了实现上述目的，本实用新型提供一种集成储热的发电系统，包括：
5.锅炉；
6.汽轮机高压缸，与锅炉连接；
7.汽轮机中压缸，与汽轮机高压缸连接，且所述汽轮机高压缸的出口蒸汽经锅炉再热后，与汽轮机中压缸的蒸汽入口连通；
8.汽轮机低压缸，与汽轮机中压缸连接；所述汽轮机高压缸、汽轮机中压缸和汽轮机低压缸还分别与三个发电机连接；
9.储热介质加热器，蒸汽入口通过蒸汽分流阀与汽轮机中压缸的蒸汽入口连通；
10.冷储热介质罐，通过冷储热介质泵与储热介质加热器的储热介质进口连接；
11.热储热介质罐，与储热介质加热器的储热介质出口连接；在所述热储热介质罐和冷储热介质罐内均设有储热介质。
12.可选地，在所述冷储热介质泵与冷储热介质罐之间设有第二调节阀。
13.可选地，在所述汽轮机低压缸的蒸汽出口和锅炉的进水口之间还设有依次连接的凝汽器、凝结水泵、低压加热器、除氧器、给水泵、高压加热器和给水预热器；
14.所述储热介质加热器的蒸汽出口与给水预热器的进汽口连接。
15.可选地，还包括：
16.第一换热器，进水口与给水泵的出水口连接；第一换热器的出水口与给水预热器的进水口连接；第一换热器的储热介质进口通过热储热介质泵与热储热介质罐连接；第一换热器的储热介质出口与冷储热介质罐连接。
17.可选地，还包括：
18.第二换热器，进水口与凝结水泵的出水口连接；第二换热器的出水口与除氧器的
进水口连接；第二换热器的储热介质进口通过第六调节阀与热储热介质泵连接；第二换热器的储热介质出口与冷储热介质罐连接。
19.可选地，所述给水预热器的出汽口通过第三调节阀连接于汽轮机中压缸与汽轮机低压缸之间。
20.可选地，所述给水预热器的出汽口通过第四调节阀与凝汽器连接。
21.可选地，所述低压加热器与汽轮机低压缸的抽汽端连接，所述除氧器与汽轮机中压缸的第二级抽汽端连接，所述高压加热器与汽轮机高压缸的抽汽端、汽轮机中压缸的第一级抽汽端均连接。
22.可选地，在所述高压加热器和给水预热器之间设有第一调节阀。
23.可选地，在所述热储热介质泵与热储热介质罐之间设有第五调节阀；在所述第一换热器与给水泵之间设有第七调节阀；在所述第二换热器与凝结水泵之间设有第八调节阀。
24.本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
25.1.本实用新型提供的集成储热的发电系统，包括：锅炉；汽轮机高压缸，与锅炉连接；汽轮机中压缸，与汽轮机高压缸连接，且所述汽轮机高压缸的出口蒸汽经锅炉再热后，与汽轮机中压缸的蒸汽入口连通；汽轮机低压缸，与汽轮机中压缸连接；所述汽轮机高压缸、汽轮机中压缸和汽轮机低压缸还分别与三个发电机连接；储热介质加热器，蒸汽入口通过蒸汽分流阀与汽轮机中压缸的蒸汽入口连通；冷储热介质罐，通过冷储热介质泵与储热介质加热器的储热介质进口连接；热储热介质罐，与储热介质加热器的储热介质出口连接；在所述热储热介质罐和冷储热介质罐内均设有储热介质；本技术采用上述技术方案，利用再热蒸汽作为热源，在对锅炉影响最小的情况下，锅炉在稳燃的条件下，使得机组的负荷最低，将机组最低负荷下降至额定负荷的8％，提高机组负荷变化的灵活性，实现深度调峰；而且不需要对锅炉进行改造，只需要在再热蒸汽管道上连接增设储热介质加热器即可。通过储热介质加热器加热冷储热介质罐的储热介质，将热能存储在热储热介质罐内，方案易实施，改造成本低。
26.2.本实用新型在所述冷储热介质泵与冷储热介质罐之间设有第二调节阀；本技术采用上述技术方案，方便调节冷储热介质罐输送至储热介质加热器中的储热介质量。
27.3.本实用新型在所述汽轮机低压缸的蒸汽出口和锅炉的进水口之间还设有依次连接的凝汽器、凝结水泵、低压加热器、除氧器、给水泵、高压加热器和给水预热器；所述储热介质加热器的蒸汽出口与给水预热器的进汽口连接；本技术采用上述技术方案，不仅将储热介质加热器利用后的蒸汽重新输送至给水预热器，对水进行加热，对热能进行梯度利用，节约热能；而且通过对汽轮机低压缸利用后的蒸汽冷凝，形成冷凝水，再经加热、除氧后，循环至锅炉中，加以循环利用，节约水资源，降低成本。
28.4.本实用新型提供的集成储热的发电系统，还包括：第一换热器，进水口与给水泵的出水口连接；第一换热器的出水口与给水预热器的进水口连接；第一换热器的储热介质进口通过热储热介质泵与热储热介质罐连接；第一换热器的储热介质出口与冷储热介质罐连接；本技术采用上述技术方案，通过第一换热器将热储热介质罐中存储的热能，加热给水泵输送的给水，再将加热后的水返回至给水预热器；充分利用热能，节约能源。
29.5.本实用新型提供的集成储热的发电系统，还包括：第二换热器，进水口与凝结水
泵的出水口连接；第二换热器的出水口与除氧器的进水口连接；第二换热器的储热介质进口通过第六调节阀与热储热介质泵连接；第二换热器的储热介质出口与冷储热介质罐连接；本技术采用上述技术方案，通过第二换热器将热储热介质罐中存储的热能，加热凝结水泵输送的凝结水，再将加热后的水返回至除氧器；充分利用热能，节约能源。
30.6.本实用新型所述给水预热器的出汽口通过第三调节阀连接于汽轮机中压缸与汽轮机低压缸之间；本技术采用上述技术方案，将给水预热器利用后的蒸汽输入至汽轮机低压缸，对热能进行梯度利用，节约能源。
31.7.本实用新型所述给水预热器的出汽口通过第四调节阀与凝汽器连接；本技术采用上述技术方案，将给水预热器利用后的蒸汽返回至凝汽器，凝结成水，循环利用，节约水资源。
32.8.本实用新型所述低压加热器与汽轮机低压缸的抽汽端连接，所述除氧器与汽轮机中压缸的第二级抽汽端连接，所述高压加热器与汽轮机高压缸的抽汽端、汽轮机中压缸的第一级抽汽端均连接；本技术采用上述技术方案，利用汽轮机低压缸的抽汽为低压加热器提供热能；利用汽轮机中压缸的抽汽为除氧器提供热量，利用汽轮机高压缸和汽轮机中压缸的抽汽为高压加热器提供热能。
33.9.本实用新型在所述高压加热器和给水预热器之间设有第一调节阀；本技术采用上述技术方案，方便调节高压加热器输送至给水预热器的给水量。
34.10.本实用新型在所述热储热介质泵与热储热介质罐之间设有第五调节阀；在所述第一换热器与给水泵之间设有第七调节阀；在所述第二换热器与凝结水泵之间设有第八调节阀；本技术采用上述技术方案，方便通过第五调节阀调节热储热介质泵输出的储热介质量；方便通过第七调节阀调节给水泵输送至第一换热器的给水量；方便通过第八调节阀调节凝结水泵输送至第二换热器的凝结水量。
附图说明
35.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
36.图1为本实用新型实施方式中提供的集成储热的发电系统的连接结构示意图。
37.附图标记说明：
38.1、锅炉；2、汽轮机高压缸；3、汽轮机中压缸；4、汽轮机低压缸；5、凝汽器；6、凝结水泵；7、低压加热器；8、除氧器；9、给水泵；10、高压加热器；11、第一调节阀；12、蒸汽分流阀；13、冷储热介质罐；14、第二调节阀；15、冷储热介质泵；16、储热介质加热器；17、给水预热器；18、第三调节阀；19、第四调节阀；20、热储热介质罐；21、第五调节阀；22、热储热介质泵；23、第一换热器；24、第六调节阀；25、第七调节阀；26、第二换热器；27、第八调节阀。
具体实施方式
39.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本
领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
40.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
41.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
42.此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
43.如图1所示的集成储热的发电系统的一种具体实施方式，包括：依次连接的锅炉1、汽轮机高压缸2、汽轮机中压缸3、汽轮机低压缸4、凝汽器5、凝结水泵6、低压加热器7、除氧器8、给水泵9、高压加热器10、第一调节阀11和给水预热器17，依次连接的冷储热介质罐13、第二调节阀14、冷储热介质泵15、储热介质加热器16、热储热介质罐20、第五调节阀21、热储热介质泵22、第一换热器23、以及与热储热介质泵22通过第六调节阀24连接的第二换热器26等，具体的，所述锅炉1为燃煤锅炉。
44.所述汽轮机高压缸2的出口蒸汽经锅炉1再热后，与汽轮机中压缸3的蒸汽入口连通。所述汽轮机高压缸2、汽轮机中压缸3和汽轮机低压缸4还分别与三个发电机连接；所述储热介质加热器16的蒸汽入口通过蒸汽分流阀12与汽轮机中压缸3的蒸汽入口连通，具体的，所述储热介质加热器16的蒸汽入口的蒸汽温度在325℃～700℃之间；所述冷储热介质罐13通过冷储热介质泵15与储热介质加热器16的储热介质进口连接；所述热储热介质罐20与储热介质加热器16的储热介质出口连接；在所述热储热介质罐20和冷储热介质罐13内均设有储热介质，具体的，所述储热介质为熔盐或导热油类等单相流动的介质。所述储热介质加热器16的蒸汽出口与给水预热器17的进汽口连接。所述第一换热器23的进水口通过第七调节阀25与给水泵9的出水口连接；第一换热器23的出水口与给水预热器17的进水口连接；第一换热器23的储热介质进口通过热储热介质泵22、第五调节阀21与热储热介质罐20连接，具体的，所述热储热介质罐20的储热介质出口温度在300℃～600℃之间；第一换热器23的储热介质出口与冷储热介质罐13连接。所述第二换热器26的进水口通过第八调节阀27与凝结水泵6的出水口连接；第二换热器26的出水口与除氧器8的进水口连接；第二换热器26的储热介质进口通过第六调节阀24与热储热介质泵22连接；第二换热器26的储热介质出口与冷储热介质罐13连接。所述给水预热器17的出汽口通过第三调节阀18连接于汽轮机中压缸3与汽轮机低压缸4之间。所述给水预热器17的出汽口通过第四调节阀19与凝汽器5连接。所述低压加热器7与汽轮机低压缸4的抽汽端连接，所述除氧器8与汽轮机中压缸3的第二级抽汽端连接，所述高压加热器10与汽轮机高压缸2的抽汽端、汽轮机中压缸3的第一级抽汽端均连接。
45.本技术所述集成储热的发电系统的工作原理过程简述如下：锅炉1的蒸汽送入汽轮机高压缸2，汽轮机高压缸2利用后的蒸汽进入锅炉1中再热，形成再热蒸汽，输入汽轮机中压缸3中；汽轮机中压缸3利用后的蒸汽进入汽轮机低压缸4中；汽轮机低压缸4利用后的蒸汽进入凝汽器5中，凝结成凝结水；凝结水通过凝结水泵6输入低压加热器7中，低压加热器7利用汽轮机低压缸4的抽汽加热凝结水，形成初步预热的水；初步预热的水流入除氧器8，除氧器8利用汽轮机中压缸3的抽汽，去除氧气；去除氧气的水通过给水泵9送入高压加热器10，高压加热器10利用汽轮机中压缸3和汽轮机高压缸2的抽汽加热水；加热的水流入锅炉1中进行循环利用。再热蒸汽输入储热介质加热器16中，加热储热介质，再将加热后的储热介质送至热储热介质罐20进行存储。在保证锅炉稳燃的条件下，通过蒸汽分流阀12调整进入汽轮机中压缸3的蒸汽流量，从而大幅度降低机组的输出功率。
46.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。