[发明专利]一种配套火电机组深度调峰的储热系统及储热方法

说明书

本发明提供了一种配套火电机组深度调峰的储热系统及储热方法，涉及储热技术领域，包括高温罐、低温罐、主蒸汽换热器、再热蒸汽换热器、释热换热器和相变储热器，并且相互之间设置若干阀门，通过控制阀门的开关，实现深度调峰期间的储能以及机组正常运行期间的释能；本发明可实现火电机组的深度调峰功能，机组最低输出负荷可从常规的30％降至10％以下甚至是零输出，采用相变储热器可实现将降温后的再热蒸汽完全冷凝为水并返回给水系统，在深度调峰期间相变储热器储存的再热蒸汽冷凝热可用于释热过程产生中低压的蒸汽，该蒸汽经释热换热器进一步被加热到高温状态后返回汽轮机发电，有效提高了深度调峰期间的储能效率，实现了热能的高效利用。

技术领域

本发明属于储热技术领域，尤其涉及一种配套火电机组深度调峰的储热系统及储热方法。

背景技术

在保证电能的质量和设备的安全稳定运行前提下，调峰节能一直是电网规划中是重中之重。电厂需要根据电网的调度进行调峰发电，然而由于电网需消纳大量新能源的输出，同时夜间负荷较少，所以大部分火电机组长期处于低负荷运行。

当前，在我国东北地区通过电加热设备开展了热电机组的热电解耦及深度调峰技术改造，该技术路线虽然满足了机组调峰的技术需求，但所采用的热-电-热能源转换方式造成了大量热能的浪费，其储能效率仅35％-45％。

基于锅炉侧储热的深度调峰方案在常规的热-电-热技术路线上省去了热-电的转化过程，直接采用热-热的能量储存方案，最终储能效率达到85％以上，与常规路线相比提高了一倍，实现了调峰过程能源的最大化利用。

基于锅炉侧储热的深度调峰方案实现了调峰功能，但如何实现所储热量在利用过程的收益最大化，是目前亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种配套火电机组深度调峰的储热系统及储热方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种配套火电机组深度调峰的储热系统，包括高温罐、低温罐、主蒸汽换热器、再热蒸汽换热器、释热换热器和相变储热器，并且相互之间设置若干阀门，用于储能-释能过程的切换；

所述高温罐的入口分别与所述主蒸汽换热器的储热材料侧高温端和所述再热蒸汽换热器的储热材料侧高温端连接，所述高温罐的出口与所述释热换热器的储热材料侧高温端连接；所述低温罐的入口与所述释热换热器的储热材料侧低温端连接，所述低温罐的出口分别与所述主蒸汽换热器的储热材料侧低温端和所述再热蒸汽换热器的储热材料侧低温端连接，所述主蒸汽换热器的工质侧高温端与锅炉的主蒸汽出口连接，所述主蒸汽换热器的工质侧低温端与锅炉的再热蒸汽入口连接，所述再热蒸汽换热器的工质侧高温端与锅炉的再热蒸汽出口连接，所述相变储热器的高温端分别与所述再热蒸汽换热器的工质侧低温端和所述释热换热器的工质侧低温端连接，所述相变储热器的低温端与给水系统连接，所述释热换热器的工质侧高温端与汽轮机连接。

进一步地，所述高温罐、低温罐、主蒸汽换热器、再热蒸汽换热器和释热换热器中的储热材料为熔盐或可流动固体颗粒；所述相变储热器中的相变储热材料为无机盐、金属、有机物或者复合相变材料。

所述高温罐、低温罐、主蒸汽换热器、再热蒸汽换热器和释热换热器中的储热材料的输送通过泵来实现。

所述高温罐的入口与所述主蒸汽换热器的储热材料侧高温端和所述再热蒸汽换热器的储热材料侧高温端之间设置电加热器，用于消耗深度调峰期间汽轮发电机组超出厂用电负荷的剩余电力，同时进一步加热储热材料，实现火电机组的零输出。

所述高温罐用于存储高温储热材料；所述低温罐用于存储低温储热材料。

进一步地，所述释热换热器的工质侧高温端与汽轮机的中压缸或低压缸连接。