[發明專利]儲熱型調峰電站

有效

• 申請號: 202210230538.6
• 申請日: 2022-03-10
• 公開（公告）號: CN114575950B
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發明（設計）人: 賈國斌;曹云;袁曉鳳;姜凱華;楊洋
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海應用物理研究所
• 主分類號: F01K13/00
• 分類號: F01K13/00;F01K3/00;F02C6/00;F02C6/18;F01K23/10;F01D15/10
• 代理公司: 上海弼興律師事務所 31283
• 代理人: 何橋云;何濤

本發明提供了一種儲熱型調峰電站，所述儲熱型調峰電站包括開式布雷頓循環發電子系統、朗肯循環發電子系統和第一儲熱子系統；所述開式布雷頓循環發電子系統用于發電或產生熱能；第一儲熱子系統用于存儲所述開式布雷頓循環發電子系統產生的熱能，并用于為所述開式布雷頓循環發電子系統和所述朗肯循環發電子系統的發電設備預熱；所述朗肯循環發電子系統發電所需要的熱能來自于所述開式布雷頓循環發電子系統。本發明不僅充分利用了調峰電站自身的能量，將高溫余熱用于暖機，還提高了整體能量的利用率。并且，第一儲熱子系統暖機后剩余的蓄熱容量也可用于其他熱用戶，增加系統的應用場景與經濟性。

技術領域

本發明涉及發電領域，特別涉及一種儲熱型調峰電站。

背景技術

由于電網負荷存在高峰期和低谷期，在用電高峰時段，電網需要啟用調峰電廠，投入在正常運行以外的發電機組，以滿足高峰用電需求；而在用電低谷時段，關閉這些發電機組。容納這類發電機組的電廠稱為調峰電站。通常，調峰電站使用可快速啟動的燃氣輪機作為發電機組，其使用空氣為工作介質，基于開式布雷頓循環。

調峰電站的發電機組會根據電網負荷以及用戶端需求頻繁啟停，而發電機組在運轉時均需要提前進行暖機，以使發電機組的管路或軸承緩慢受熱，均勻膨脹，防止高溫帶來的熱應力梯度。但這通常需要額外消耗重油燃料或電能，比如將輕柴油燃料提供給暖機鍋爐進行燃燒，將燃燒產生的水蒸氣提供給發電機組的管路和軸承進行預熱。這不僅沒有充分利用調峰電站自身的能量，還降低了重油燃料或電能的利用效率，導致整體能量的利用率低下。

發明內容

本發明要解決的技術問題是為了克服現有技術中的上述缺陷，提供一種儲熱型調峰電站。

本發明是通過下述技術方案來解決上述技術問題：

本發明提供了一種儲熱型調峰電站，所述儲熱型調峰電站包括開式布雷頓循環發電子系統、朗肯循環發電子系統和第一儲熱子系統；

所述開式布雷頓循環發電子系統用于發電或產生熱能；

所述第一儲熱子系統用于存儲所述開式布雷頓循環發電子系統產生的熱能，并用于為所述開式布雷頓循環發電子系統和所述朗肯循環發電子系統的發電設備預熱；

所述朗肯循環發電子系統發電所需的熱能來自于所述開式布雷頓循環發電子系統。

在本方案中，通過設置第一儲熱子系統吸收開式布雷頓循環發電子系統排出的高溫余熱，并利用儲存的高溫余熱對開式布雷頓循環發電子系統和朗肯循環發電子系統的發電設備的管路和軸承進行預熱，這不僅充分利用了調峰電站自身的能量，將高溫余熱用于暖機，避免了使用重油燃料或電能進行暖機，還提高了整體能量的利用率。并且，第一儲熱子系統暖機后剩余的蓄熱容量也可用于其他熱用戶，增加系統的應用場景與經濟性。

較佳地，所述開式布雷頓循環發電子系統包括第一空氣壓縮機、空氣透平、第一發電機和燃燒室，

所述燃燒室設置于所述第一空氣壓縮機和所述空氣透平之間，所述第一空氣壓縮機壓縮后的氣體經所述燃燒室升溫后用作所述空氣透平的能量源，所述空氣透平連接所述第一發電機。

在本方案中，開式布雷頓循環發電子系統具有系統簡單，成熟度高的優點，并且當使用開式布雷頓循環發電子系統作為發電機組時，由于尾氣排放溫度高，后接蒸汽輪機吸收余熱，可有效增加整個系統的發電效率，即將開式布雷頓循環發電子系統與朗肯循環發電子系統聯合實現循環發電。

較佳地，所述儲熱型調峰電站還包括第二儲熱子系統，所述第二儲熱子系統用于將外部電力的電能轉化為高溫熱能進行存儲，

所述第二儲熱子系統存儲的高溫熱能用于為所述開式布雷頓循環發電子系統提供發電的動力；