[發明專利]一種基于高壓加熱回路的斜溫層儲熱調峰系統及調峰方法

有效

• 申請號: 201911088051.3
• 申請日: 2019-11-08
• 公開（公告）號: CN110863870B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 王建華;李根;石峰;馮浩波;陳二強;張小科;張磊;種道彤
• 申請（專利權）人: 河南九域恩湃電力技術有限公司;西安交通大學;國網河南省電力公司電力科學研究院
• 主分類號: F01K11/02
• 分類號: F01K11/02;F01K7/16;F01K13/00;F01K3/00;F28D20/00
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所(普通合伙) 41104
• 代理人: 常娟

本發明公開了一種基于高壓加熱回路的斜溫層儲熱調峰系統及調峰方法，調峰系統包括儲熱模塊和調峰模塊，調峰模塊包括主路節流閥、旁路節流閥、第一熔鹽泵、第二熔鹽泵、第一熔鹽閥、第二熔鹽閥、第一蒸汽閥和第二蒸汽閥，調峰方法是根據輸入的調峰目標，通過調峰模塊改變汽輪機做功狀態，即實現動態調峰；本發明能夠提高火電機組升降負荷速率，提高機組靈活性和經濟性，且結構簡單，操作便捷。

技術領域

本發明涉及火力發電技術領域，尤其涉及一種基于高壓加熱回路的斜溫層儲熱調峰系統及調峰方法。

背景技術

目前，隨著我國經濟迅猛發展以及人民生活水平日益提高，用電需求也在不斷提升。電力系統中燃煤機組裝機容量大，為了配合規模化風電、太陽能等新能源發電并網，以及我國用電結構的變化，燃煤機組將承擔更多、更難的調峰任務。這對燃煤機組的靈活性提出了較高要求，要求其能大幅度變負荷運行且具備快速變負荷速率。當電網要求快速變負荷時，系統內部蓄熱能力有限，需要更有潛力的蓄熱系統與傳統燃煤機組相互配合。我國火電機組靈活性主要制約因素有調峰能力不足、負荷響應速度遲緩，以及對機組安全性、環保性以及經濟性影響顯著。國內外提高機組靈活性所采用的技術主要有：最低穩燃技術，儲熱罐熱電解耦調峰技術，電鍋爐熱電解耦調峰技術，汽輪機旁路供熱調峰技術，儲能調峰技術，協調優化控制技術等。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于高壓加熱回路的斜溫層儲熱調峰系統及調峰方法，能夠提高火電機組升降負荷速率，提高機組靈活性和經濟性，且結構簡單，操作便捷。

本發明采用的技術方案為：

一種基于高壓加熱回路的斜溫層儲熱調峰系統，包括鍋爐、汽輪機、凝汽器和回熱系統，鍋爐內蒸汽通過蒸汽管道進入汽輪機做功，鍋爐、汽輪機、凝汽器和回熱系統依次連接構成回路，還包括儲熱模塊和調峰模塊；

所述汽輪機包括高壓缸、中壓缸和低壓缸，鍋爐新蒸汽出口連接高壓缸入口，高壓缸排汽進入鍋爐再熱，鍋爐再熱蒸汽出口連接中壓缸入口，中壓缸排汽口連接低壓缸入口，低壓缸排汽口連接凝汽器；

所述回熱系統包括通過主管道依次連接的低壓換熱器、除氧器和高壓換熱器，低壓換熱器入口連接凝汽器，高壓換熱器出口連接鍋爐入口；低壓換熱器換熱口連接低壓缸抽汽口，除氧器入口連接中壓缸排汽口，高壓換熱器換熱口分別連接中壓缸抽汽口和高壓缸抽汽口；

所述儲熱系統包括水-熔鹽換熱器、熔鹽罐、蒸汽-熔鹽換熱器和熱泵，熔鹽罐為單罐；水-熔鹽換熱器水側入口連接除氧器出口，水-熔鹽換熱器水側出口通過汽包連接鍋爐入口，水-熔鹽換熱器熔鹽側入口連接熔鹽罐頂部，水-熔鹽換熱器熔鹽側出口連接熔鹽罐底部；蒸汽-熔鹽換熱器熔鹽側出口連接熔鹽罐頂部，蒸汽-熔鹽換熱器熔鹽側入口連接熔鹽罐底部，蒸汽-熔鹽換熱器蒸汽側出口通過汽包連接鍋爐入口，蒸汽-熔鹽換熱器蒸汽側入口連接熱泵出口；熱泵一次入口通過新蒸汽旁路管路連接鍋爐新蒸汽出口，熱泵二次入口通過再熱蒸汽旁路管路連接鍋爐再熱蒸汽出口；

所述調峰模塊包括主路節流閥、旁路節流閥、第一熔鹽泵、第二熔鹽泵、第一熔鹽閥、第二熔鹽閥、第一蒸汽閥和第二蒸汽閥；主路節流閥設于除氧器出口給水管路，旁路節流閥設于水-熔鹽換熱器的水側入口，第一熔鹽泵和第一熔鹽閥依次設于水-熔鹽換熱器的熔鹽側入口處，第二熔鹽泵和第二熔鹽閥依次設于蒸汽-熔鹽換熱器的熔鹽側入口處，第一蒸汽閥設于熱泵一次入口與鍋爐新蒸汽出口之間，第二蒸汽閥設于熱泵二次入口與鍋爐再熱蒸汽出口之間。

進一步地，所述熱泵采用噴射式熱泵。

一種采用上述基于高壓加熱回路的斜溫層儲熱調峰系統的調峰方法，包括以下步驟：

A、在控制中心輸入機組調峰目標；調峰目標包括調峰類型、負荷調整目標值；

B、根據調峰目標，通過調峰模塊改變汽輪機做功狀態，即實現動態調峰；調峰類型包括快速升負荷和快速降負荷；

（a）快速升負荷的調峰過程具體為：