[發明專利]一種利用中壓缸排汽蓄熱的組合熔鹽儲能調峰系統及方法

有效

• 申請號: 202210278312.3
• 申請日: 2022-03-21
• 公開（公告）號: CN114592933B
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: 韓偉;宋曉輝;付康麗;陸續;姬海民
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: F01K13/00
• 分類號: F01K13/00;F01K11/02;F01K3/06
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 安彥彥

本發明公開一種利用中壓缸排汽蓄熱的組合熔鹽儲能調峰系統及方法，系統包括高參數熔鹽儲能系統、低參數熔鹽儲能系統及現有火電機組，高參數熔鹽儲能系統和低參數熔鹽儲能系統設置有用于加熱熔鹽的電加熱器，電加熱器的電能輸入端均連接現有火電機組的電能輸出端；低參數熔鹽儲能系統中設低參數熔鹽吸熱回路和低參數熔鹽放熱回路，低參數熔鹽吸熱回路利用低品位蒸汽和電加熱器加熱低參數熔鹽儲能，高參數熔鹽吸熱回路利用電加熱器加熱高參數低溫熔鹽儲能；低參數熔鹽放熱回路和高參數熔鹽放熱回路利用熔鹽放熱加熱給水生成過熱蒸汽，過熱蒸汽進入火電機組做功，電加熱器具備大功率的用電，可實現機組的快速調頻；釋能階段可實現機組調峰。

技術領域

本發明屬于熔鹽儲能技術領域，具體涉及一種利用中壓缸排汽蓄熱的組合熔鹽儲能調峰系統及方法。

背景技術

為構建“以新能源為主體的新型電力系統”，需要火電廠向“基礎保障性和系統調節性”電源轉型。在國家政策層面大力推動煤電節能降碳改造、靈活性改造、供熱改造“三改聯動”，推進先進儲能技術規模化應用。目前尚未有普適性的針對不同類型火電廠的靈活性改造方案，需一廠一策，根據特定場景制定方案。常見火電廠的靈活性改造技術有兩條路徑，一是引入儲能的解決方案，二是是無儲能解決方案。其中無儲能解決方案包括低壓缸零出力改造和機組深度調峰優化，目前機組深調可做到最低負荷25％左右，而低壓缸零出力適用于供熱機組，且調峰僅能在供熱期調節。引入儲能的解決方案較成熟的有電蓄熱鍋爐(其特點是占地面積大，多用于供熱，成本在200-1000元/kWh，發電端效率≤36％)、熱水鍋爐+熱水儲罐(特點是僅用于供熱，熱水參數在90℃～130℃)和熔鹽蓄熱供熱。

熔鹽蓄熱供熱可解決超低負荷火電機組深度調頻調峰，其適用范圍包括大規模儲能需求的低成本高參數熱電解耦調峰供熱項目以及典型的純凝機組大容量調峰需求場景。在眾多熔鹽選擇中，二元硝酸鹽應用成熟廣泛，但受最高溫限制，與565℃及以上的高參數機組難以匹配；碳酸鹽的熔點高，但使用溫區苛刻(397℃～650℃)；氯化物體系熔鹽有極佳的成本優勢，可與高參數機組匹配，但是其腐蝕性較強。

目前常見熔鹽蓄熱供熱熱源主要來自主蒸汽管道抽汽、再熱蒸氣管道抽汽或利用中壓缸排汽管抽汽。由于主蒸汽壓力等級高，抽取進入熔鹽換熱后不可逆損失大，需要對高壓力等級的管道進行改造，系統成本較高；另一方面高參數等級的蒸汽換熱后進入除氧器，則需要對現有除氧器擴容改造。

發明內容

為了解決現有技術中存在的問題，本發明提供一種利用中壓缸排汽蓄熱的組合熔鹽儲能調峰系統，低溫熔鹽采用三元硝酸鹽，高溫熔鹽采用三元碳酸鹽，儲能階段利用現有中壓缸排氣管道接口引出蒸汽，通過鹽-汽換熱后疏水回至凝汽器，可將調峰深度下調至15％額定負荷以下，同時配置的熔鹽電加熱器具備大功率的用電負荷，可實現機組的快速調頻；釋能階段從給水泵出口引出高壓給水，通過梯級換熱產生高品位蒸汽最后回至熱再管道進入中壓缸做功，實現機組調峰。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種利用中壓缸排汽蓄熱的組合熔鹽儲能調峰系統，高參數熔鹽儲能系統、低參數熔鹽儲能系統及現有火電機組，高參數熔鹽儲能系統和低參數熔鹽儲能系統均設置有用于加熱熔鹽的電加熱器，所述電加熱器的電能輸入端均連接現有火電機組的電能輸出端；低參數熔鹽儲能系統中設置低參數熔鹽吸熱回路和低參數熔鹽放熱回路，低參數熔鹽吸熱回路中設置蒸汽入口和放熱蒸汽出口，所述蒸汽入口和放熱蒸汽出口分別連接現有火電機組中壓缸排汽管道和凝汽器，低參數熔鹽放熱回路中設置給水入口和吸熱蒸汽出口，所述給水入口連接現有火電機組給水管道；高參數熔鹽儲能系中設置高參數熔鹽吸熱回路和高參數熔鹽放熱回路，所述高參數熔鹽放熱回路中蒸汽入口和蒸汽出口，分別連接低參數熔鹽儲能系統的吸熱蒸汽出口和現有火電機組的再熱蒸汽進汽管道；低參數熔鹽儲能系統中的電加熱器用于加熱吸熱后的低參數熔鹽。