[發(fā)明專利]帶有蓄熱儲能模塊的重型燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)

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• 申請日: 2022-04-06
• 公開（公告）號: CN114893265A
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發(fā)明（設計）人: 李慶有
• 申請（專利權）人: 上海申能新動力儲能研發(fā)有限公司
• 主分類號: F01K23/10
• 分類號: F01K23/10;F01K11/02;F02C6/00;F02C6/18;F01D15/10;F28D20/00;F22B33/18
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 彭瑤

本發(fā)明涉及一種帶有蓄熱儲能模塊的重型燃氣?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，包括重型燃氣輪機、汽輪機、發(fā)電機、余熱鍋爐、主汽門、第一主汽旁路門、第二主汽旁路門、給泵、小給泵、小給泵出口門以及一級蓄熱儲能模塊或梯級蓄熱儲能模塊，余熱鍋爐的過熱蒸汽出口通過蒸汽管道分別接入主汽門、第一主汽旁路門，主汽門連接汽輪機，一級蓄熱儲能模塊或梯級蓄熱儲能模塊通過第二主汽旁路門連接凝汽器，凝汽器連接汽輪機，并分別通過兩個管道連接給泵所在管道和小給泵所在管道，小給泵所在管道連接一級蓄熱儲能模塊或梯級蓄熱儲能模塊，并設有小給泵出口門。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有減少能源浪費，提高聯(lián)合循環(huán)發(fā)電工藝綜合效率等優(yōu)點。

技術領域

本發(fā)明涉及重型燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術領域，尤其是涉及一種帶有蓄熱儲能模塊的重型燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)。

背景技術

燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組因其具有啟停時間短、升降負荷快等優(yōu)點，被廣泛應用于城市電網(wǎng)中作為調峰電源；另一方面，隨著大氣環(huán)境治理形式越來越嚴峻，作為清潔能源，天然氣在發(fā)電領域的應用也越來越廣泛。

通常情況下，燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組主要由燃氣輪機、發(fā)電機、汽輪機、余熱鍋爐及其附屬設備等組成。發(fā)電機組啟機時，首先燃氣輪機帶動發(fā)電機并網(wǎng)，進入單循環(huán)模式，并開始對余熱鍋爐和汽輪機進行暖爐、暖機過程；暖爐、暖機結束后，汽輪機嚙合，發(fā)電機組進入聯(lián)合循環(huán)模式運行。停機時，發(fā)電機組將負荷降至聯(lián)合循環(huán)最小負荷后，汽輪機脫扣，進入單循環(huán)模式；然后，再逐步降低單循環(huán)負荷直至發(fā)電機解列。一般情況下，聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組冷態(tài)啟動時，需要對汽輪機暖機約3小時，單循環(huán)運行約3小時；溫態(tài)啟動時，需要對汽輪機暖機約1.5小時，單循環(huán)運行約1.5小時；發(fā)電機組停運時，汽輪機脫扣后，機組單循環(huán)運行約0.5小時。單循環(huán)模式時，余熱鍋爐出來的大部分過熱蒸汽直接通過旁路系統(tǒng)進入凝汽器進行冷卻，不進入汽輪機做功，這就造成了一定程度的熱損失。以400MW級燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組為例，額定工況時，余熱鍋爐產生的主蒸汽帶動汽輪機產生的出力約為130MW；發(fā)電機組冷態(tài)啟動時，將會造成約130MW*3h＝390MWh的熱量損失。

因此，現(xiàn)有燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電工藝流程在機組啟停過程中，存在一定程度的能源浪費，需要對這部分能量進行回收，進一步提高聯(lián)合循環(huán)發(fā)電工藝綜合效率。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術存在的缺陷而提供一種帶有蓄熱儲能模塊的重型燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過蓄熱儲罐及其換熱器回收發(fā)電機組啟停過程中的蒸汽余熱，并用以發(fā)電、作為輔汽熱源、暖機等用途，能夠減少能源浪費，提高聯(lián)合循環(huán)發(fā)電工藝的綜合效率。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術方案來實現(xiàn)：

帶有蓄熱儲能模塊的重型燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括重型燃氣輪機、汽輪機、發(fā)電機、余熱鍋爐、主汽門、第一主汽旁路門、第二主汽旁路門、給泵、小給泵、小給泵出口門以及一級蓄熱儲能模塊或梯級蓄熱儲能模塊，所述重型燃氣輪機連接發(fā)電機，所述余熱鍋爐與重型燃氣輪機連接，發(fā)電機連接汽輪機，給泵所在管道連接余熱鍋爐，所述余熱鍋爐的過熱蒸汽出口通過蒸汽管道分別接入主汽門、第一主汽旁路門，所述主汽門連接汽輪機，一級蓄熱儲能模塊或梯級蓄熱儲能模塊通過第二主汽旁路門連接凝汽器，凝汽器的一端連接汽輪機，另一端分別通過兩個管道連接給泵所在管道和小給泵所在管道，小給泵所在管道連接一級蓄熱儲能模塊或梯級蓄熱儲能模塊，并設有小給泵出口門。

進一步地，當系統(tǒng)采用一級蓄熱儲能模塊時，所述一級蓄熱儲能模塊包括儲熱罐、換熱器和蓄熱泵，所述換熱器的第一工質的進口分別與第一主汽旁路門、小給泵出口門連接，所述換熱器的第一工質的出口與第二主汽旁路門連接，第二主汽旁路門連接凝汽器；換熱器的第二工質的進、出口分別與蓄熱泵、儲熱罐連接。