[發明專利]一種火電廠耦合光熱熔鹽集熱加熱水系統和方法

在審

• 申請號: 202010109193.X
• 申請日: 2020-02-21
• 公開（公告）號: CN111174449A
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 崔華;楊豫森;陳輝
• 申請（專利權）人: 赫普能源環境科技股份有限公司
• 主分類號: F24S20/40
• 分類號: F24S20/40;F24S50/40;F24S60/30;F23J15/06
• 代理公司: 北京善任知識產權代理有限公司 11650
• 代理人: 金楊

1.一種火電廠耦合光熱熔鹽集熱加熱水系統，其特征在于，包括光熱熔鹽集熱設備，所述光熱熔鹽集熱設備包括：

太陽能光熱熔鹽集熱裝置，收集太陽能并將該太陽能轉換為熱能而加熱熔融態的熔鹽；

熔鹽保溫緩沖罐，儲存經加熱的熔融態的所述熔鹽而進行蓄熱；和

熔鹽循環管路，供熔融態的熔鹽在所述太陽能光熱熔鹽集熱裝置與所述熔鹽保溫緩沖罐之間循環，

所述加熱水系統還具有：

供水管路，連接在水源與所述熔鹽保溫緩沖罐之間，將水引入所述熔鹽保溫緩沖罐；

第一熱交換部，設于所述熔鹽保溫緩沖罐中，并連接在所述供水管路的水流動方向的下游，且使得來自所述供水管路的水以間隔換熱的方式與所述熔鹽保溫緩沖罐中的熔鹽進行熱交換而成為熱水；

熱水管路，連接在所述第一熱交換部與所述火電廠的鍋爐給水或凝結水管路之間、或者連接在所述第一熱交換部與外部供熱管網回收管路之間；以及

第二熱交換部，輸入端與所述火電廠的鍋爐的高溫煙氣管道或高溫蒸汽管道連通，輸出端與煙氣或蒸汽疏水回收管道連通，且使得來自所述高溫煙氣管道或所述高溫蒸汽管道的高溫煙氣或高溫蒸汽以間隔放熱的方式與熔鹽進行熱交換，從而將熔鹽維持在熔融態。

2.根據權利要求1所述的火電廠耦合光熱熔鹽集熱加熱水系統，其特征在于，所述熱水管路連接于所述鍋爐給水管路中高壓加熱器的輸入端或輸出端，或連接于所述凝結水管路中低壓加熱器的輸入端或輸出端，從而將所述熱水作為鍋爐給水或凝結水的一部分。

3.根據權利要求1所述的火電廠耦合光熱熔鹽集熱加熱水系統，其特征在于，所述高溫蒸汽包括所述火電廠的鍋爐的主蒸汽、再熱蒸汽和所述火電廠的用于驅動發電機的汽輪機抽汽中的任意一種或多種的組合。

4.根據權利要求1至3中任一項所述的火電廠耦合光熱熔鹽集熱加熱水系統，其特征在于，所述熔鹽保溫緩沖罐包括對所述熔鹽進行加熱的電加熱器。

5.根據權利要求4所述的火電廠耦合光熱熔鹽集熱加熱水系統，其特征在于，所述電加熱器的供電端連接于所述火電廠中的發電機的出口母線、或者所述火電廠用電母線、或者所述火電廠的經升壓后的出廠母線，

利用所述火電廠的調峰調頻電力對所述電加熱器供電。

6.根據權利要求4所述的火電廠耦合光熱熔鹽集熱加熱水系統，其特征在于，在無太陽能時，利用所述高溫煙氣或所述高溫蒸汽在所述第二熱交換部加熱所述熔鹽；或者，利用調峰調頻電力供電的所述電加熱器加熱所述熔鹽。

7.根據權利要求1所述的火電廠耦合光熱熔鹽集熱加熱水系統，其特征在于，所述熔鹽保溫緩沖罐的蓄熱溫度為50℃～1200℃。

8.根據權利要求1所述的火電廠耦合光熱熔鹽集熱加熱水系統，其特征在于，所述熔鹽包括堿金屬、堿土金屬的鹵化物、硅酸鹽、碳酸鹽、硝酸鹽以及磷酸鹽中的任意一種或幾種組合。

9.根據權利要求1所述的火電廠耦合光熱熔鹽集熱加熱水系統，其特征在于，所述第一熱交換部采用管殼式換熱器、螺旋管式換熱器、板式換熱器中的任意一種；

所述第二熱交換部采用管殼式換熱器、螺旋管式換熱器、板式換熱器中的任意一種。

10.根據權利要求1所述的火電廠耦合光熱熔鹽集熱加熱水系統，其特征在于，所述太陽能光熱熔鹽集熱裝置為碟式太陽能光熱集熱裝置、槽式太陽能光熱集熱裝置、塔式太陽能光熱集熱裝置中的任意一種。

11.一種利用權利要求1至10中任一項所述的火電廠耦合光熱熔鹽集熱加熱水系統的加熱方法，其特征在于，包括下述步驟：

S1：對熔鹽保溫緩沖罐中的熔鹽加熱使之處于熔融態；

S2：判斷是否有可利用的太陽能，若有，則進入步驟S31，若否，則進入步驟S41；

S31：啟動光熱熔鹽集熱設備，利用太陽能轉換成的熱能對熔融態的所述熔鹽進行加熱，所述熔鹽保溫緩沖罐通過經加熱的所述熔鹽進行蓄熱；

S32：打開所述第一熱交換部的熔鹽進口和熔鹽出口，打開所述第一熱交換部的水流通管路的入口與出口，利用所述第一熱交換器進行熱交換并向所述熱水管路輸出所述熱水；

S41：利用高溫煙氣、高溫蒸汽、調峰調頻電力中的一個或多個加熱熔鹽保溫緩沖罐，進行蓄熱，

S51：利用熔鹽緩沖罐中的熔鹽加熱熱水，并將熱水供向鍋爐給水管路、或凝結水管路、或熱水管網，

其中，在步驟S41中，判斷所述火電廠是否有富余的調峰調頻電力，若有，則跳轉執行步驟S42；判斷所述火電廠是否容許抽取高溫煙氣用于加熱熔鹽，若容許，則跳轉執行步驟S43；判斷所述火電廠是否有富余的高溫蒸汽用于加熱熔鹽，若有，則跳轉執行步驟S44；

S42：利用富余調峰調頻電力為所述熔鹽保溫緩沖罐的電加熱器供電，利用電加熱方式將熔融態的熔鹽保持在規定的溫度；

S43：打開所述第二熱交換部的熔鹽進口和熔鹽出口，打開所述第二熱交換部的高溫煙氣流通管路的入口閥與出口閥，使從所述火電廠的鍋爐引流過來的高溫煙氣在所述第二熱交換部進行熱交換后從出口閥排出并被回收；在所述第二熱交換部經熱交換的熔鹽因吸收所述高溫煙氣的熱量而維持熔融態且具有規定的溫度；

S44：打開所述第二熱交換部的熔鹽進口和熔鹽出口，打開所述第二熱交換部的高溫蒸汽流通管路的入口閥與出口閥，使從所述火電廠的鍋爐引流過來的高溫蒸汽在所述第二熱交換部進行熱交換后從出口閥排出并被回收；在所述第二熱交換部經熱交換的熔鹽因吸收所述高溫蒸汽的熱量而維持熔融態且具有規定的溫度。