[发明专利]一种热电厂中压缸抽气相变蓄热调峰装置

说明书

本发明提供了一种热电厂中压缸抽气相变蓄热调峰装置。该装置包括热量输入回路、热量输出回路以及相变蓄热箱。该装置从热电厂的热电联产机组中压缸抽气，换热至热输入介质并引入到相变储热箱，通过调节储热装置的蓄热和释热，实现在用电高峰阶段对富余热量储存以及在用热高峰阶段的热能补充；本发明打破热电联产机组“以热定电”的电‑热刚性耦合方式，实现热电联产机组的热电解耦，能够调节用热高峰与用热高峰的时差，提高能源综合效率。

技术领域

本发明涉及能源技术领域，特别涉及一种热电厂中压缸抽气相变蓄热调峰装置。

背景技术

热电厂实现热电联产，同时产生并对外输出供电和热能，可以同时保障城乡用电和用热的需求。

但是，热电厂的生产电能和热能的高峰基本同步，而城乡用热和用电高峰是错开的。为了保证用电高峰时的供电，随着电能产量的加大，此时热量产出就会大于实际的热量需求。多余的热量如果白白散失掉，显然造成了巨大的能源浪费。另一方面，在供热季的夜间，供电负荷处于低谷时期，但供热负荷却处于高峰时期，此时为保证供热负荷的需求，热电厂中的热电联产机组都处于高出力运行状态，高于实际用电需求，但电能不能被大规模储存，因此也存在能源效率不高的问题。

可见，面对上述实际情况，有必要通过热能储能实现面向热电厂的蓄热调峰。也就是，在用电高峰时，将伴随产出的多余热能储存起来；而当夜间用热高峰到来时，通过释放储存的热能来弥补供热需求的不足。

发明内容

为满足上述现有技术存在的需求，本发明提供了一种热电厂中压缸抽气相变蓄热调峰装置。本发明从热电厂的热电联产机组中压缸抽气，换热至热输入介质并引入到相变储热装置，通过调节储热装置的蓄热和释热，实现在用电高峰阶段对富余热量储存以及在用热高峰阶段的热能补充；本发明打破热电联产机组“以热定电”的电-热刚性耦合方式，实现热电联产机组的热电解耦，能够调节用热高峰与用热高峰的时差，提高能源综合效率。另外，本发明的发明目的还包括实现相变蓄热调峰系统的拓扑结构及其切换方式、传热效率、控制智能化精确化方面的改进。

一种热电厂中压缸抽气相变蓄热调峰装置，该装置包括热量输入回路、热量输出回路以及相变蓄热箱；

所述热量输入回路包括蒸汽-水换热器，从热电厂中压缸中抽取的蒸汽通过所述蒸汽-水换热器与热量输入回路中的水进行换热，换热后热水作为热输入介质；所述热量输入回路还具有第一交换接口以及第二交换接口，热输入介质通过第一交换接口进入所述相变蓄热箱进行热量交换，将携带的热量存储于该相变蓄热箱，然后通过第二交换接口从所述相变蓄热箱回到热量输入回路；所述热量输出回路获得供热网回水，作为热输出介质；所述热量输出回路具有第三交换接口以及第四交换接口，所述供热网回水通过第三交换接口进入所述相变蓄热箱进行热量交换，获得热量，然后通过第四交换接口从所述相变蓄热箱回到热量输出回路，将相变蓄热箱存储的热量携带至供热网；

并且，所述相变蓄热箱包括热介质输入总管和热介质输出总管；所述热介质输入总管选择性地连通所述第一交换接口或者第三交换接口，并且所述热介质输出总管选择性地连通所述第二交换接口或者第四交换接口；所述相变蓄热箱包括若干个相变蓄热单元，每个相变蓄热单元具有一根热介质输入支管和一根热介质输出支管，每根所述热介质输入支管连通所述热介质输入总管，每根所述热介质输出支管连通所述热介质输出总管；

每个所述相变蓄热单元包括储能箱、相变材料、至少两组热管以及若干片管翅；其中每组热管的入口端连通所述热介质输入支管，并且每组热管的出口端连通所述热介质输出支管；每组所述热管在所述储能箱内弯曲延伸；所述若干片管翅彼此平行地设置在所述储能箱内，每片管翅与每组热管的外壁面交界；并且每个相变蓄热单元储能箱内填充相变材料，通过相变材料的固液相变实现热能的储存与释放。

优选的是，所述热介质输入总管和热介质输出总管均包括压力泵以及流量控制阀；所述流量控制阀用于打开或者闭合所述热介质输入总管或者热介质输出总管，以及控制热输入介质或者热输出介质进出所述相变蓄热箱的流量。