[發明專利]電站鍋爐耦合光熱熔鹽集熱加熱系統和方法

在審

• 申請號: 202010153233.0
• 申請日: 2020-03-06
• 公開（公告）號: CN111219893A
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 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;F24S60/00;F24S80/00;F22B1/00;F22B1/06;F01D15/10;F01K11/02;F03G6/06
• 代理公司: 北京善任知識產權代理有限公司 11650
• 代理人: 金楊

1.一種電站鍋爐耦合光熱熔鹽集熱加熱系統，包括光熱熔鹽集熱設備，其特征在于，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并進行蓄熱；和

熔鹽循環管路，供熔融態的所述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；

所述加熱系統還具有：

氣體管路，連接在所述熔鹽保溫緩沖罐與電站鍋爐的氣體源之間，將氣體引入所述熔鹽保溫緩沖罐，所述氣體為送入電站鍋爐爐膛的空氣或電站鍋爐排放的煙氣中的任意一種；

第一熱交換部，設于所述熔鹽保溫緩沖罐中，輸入端與所述氣體管路連通，使來自所述氣體管路的氣體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氣；

熱氣管路，連接在所述第一熱交換部的輸出端與電站鍋爐的熱供給管路之間；以及

電加熱器，設于所述熔鹽保溫緩沖罐中，供電端與火電廠的母線連接，利用所述火電廠的調峰調頻電力對所述熔鹽保溫緩沖罐中的熔鹽進行加熱，使所述熔鹽維持在熔融態。

2.根據權利要求1所述的電站鍋爐耦合光熱熔鹽集熱加熱系統，其特征在于，所述電站鍋爐耦合光熱熔鹽集熱加熱系統還包括：

第二熱交換部，設于所述熔鹽保溫緩沖罐中，輸入端與火電廠的高溫蒸汽管道或火電廠的鍋爐的高溫煙氣管道連通，輸出端與煙氣回收管道或蒸汽回收管道連通，使得來自所述高溫煙氣管道的高溫煙氣或所述高溫蒸汽管道的高溫蒸汽以間隔放熱的方式與熔鹽進行熱交換，將所述熔鹽維持在熔融態。

3.根據權利要求2所述的電站鍋爐耦合光熱熔鹽集熱加熱系統，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。

4.根據權利要求2所述的電站鍋爐耦合光熱熔鹽集熱加熱系統，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。

5.根據權利要求2所述的電站鍋爐耦合光熱熔鹽集熱加熱系統，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。

6.根據權利要求1至5任一項所述的電站鍋爐耦合光熱熔鹽集熱加熱系統，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。

7.根據權利要求1至5任一項所述的電站鍋爐耦合光熱熔鹽集熱加熱系統，其特征在于，所述熔鹽保溫緩沖罐的蓄熱溫度為50℃～500℃。

8.根據權利要求1至5任一項所述的電站鍋爐耦合光熱熔鹽集熱加熱系統，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至5任一項所述的電站鍋爐耦合光熱熔鹽集熱加熱系統，其特征在于，所述電站鍋爐的熱供給管路包括：所述電站鍋爐的送風管、向所述電站鍋爐的SCR入口送煙的供給管和向所述電站鍋爐的煙囪入口送煙的供給管中的任意一種。

10.根據權利要求1至5任一項所述的電站鍋爐耦合光熱熔鹽集熱加熱系統，其特征在于，所述火電廠的母線包括：所述火電廠的發電機的出口母線、所述火電廠的用電母線和所述火電廠的經升壓后的出廠母線中的任意一種。

11.一種利用權利要求1至10中任一項所述的電站鍋爐耦合光熱熔鹽集熱加熱系統的加熱方法，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熔鹽進行加熱，所述熔鹽保溫緩沖罐通過經加熱的熔融態的所述熔鹽進行蓄熱；

S32：打開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換熱介質入口和換熱介質出口，利用所述第一熱交換器將來自氣體管路的氣體與所述熔鹽保溫緩沖罐中的熔鹽進行熱交換而成為熱氣，并通過熱氣管路供向電站鍋爐的熱供給管路，所述氣體為送入電站鍋爐爐膛的空氣或電站鍋爐排放的煙氣中的任意一種；

S41：利用高溫煙氣、高溫蒸汽和調峰調頻電力中的一個或多個加熱所述熔鹽保溫緩沖罐的熔鹽，所述熔鹽保溫緩沖罐通過經加熱的熔融態的所述熔鹽進行蓄熱；

S42：利用熔鹽緩沖罐中的熔鹽加熱來自氣體管路的氣體，加熱后的氣體通過熱氣管路供向所述電站鍋爐的熱供給管路；

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S411；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S412；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S413；

S411：利用所述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預設溫度；

S412：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，使從高溫煙氣管道引流過來的高溫煙氣在所述第二熱交換部中與所述熔鹽進行熱交換，熱交換后的煙氣從出口閥排出進入煙氣回收管道；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預設溫度；

S413：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，使從高溫蒸汽管道引流過來的高溫蒸汽在所述第二熱交換部中與所述熔鹽進行熱交換，熱交換后的蒸汽從出口閥排出進入蒸汽回收管道；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預設溫度。