[發明專利]一種蒸汽-熔融鹽耦合的儲能深度調峰系統

在審

• 申請號: 202210598232.6
• 申請日: 2022-05-30
• 公開（公告）號: CN114992613A
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 王亞飛;馮琰磊;林磊;鄧文祥;姚向昱;李超
• 申請（專利權）人: 中國電力工程顧問集團華東電力設計院有限公司
• 主分類號: F22B1/06
• 分類號: F22B1/06;F22B1/22;F22B33/18;F22D1/50;F28D20/00;F01D15/10;F01K11/02
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 王清

本發明屬于儲能技術領域，涉及一種蒸汽?熔融鹽耦合的儲能深度調峰系統，包括鍋爐系統、蒸汽?熔融鹽換熱系統和蒸汽發生系統，所述鍋爐系統的主蒸汽和/或再熱蒸汽的一部分進入汽輪發電機組作功，另一部分進入蒸汽?熔融鹽換熱系統放熱，作功和放熱后的排汽均經輔機系統送回省煤器，所述蒸汽?熔融鹽換熱系統通過蒸汽釋放的熱量將冷熔融鹽加熱成熱熔融鹽，所述熱熔融鹽通過蒸汽發生系統進行換熱后回到冷熔融鹽。本發明利用熔融鹽儲熱的特性，將機組深度調峰階段無法消納的能量儲存起來，實現燃煤機組深度調峰，但機組仍運行在設計負荷以上，既滿足了電網調度的要求，也實現了火電機組連續穩定運行。

技術領域

本發明屬于儲能技術領域，具體涉及一種蒸汽-熔融鹽耦合的儲能深度調峰系統。

背景技術

隨著光伏、風電等新能源機組裝機容量比例的大幅提高，以及新能源機組發電隨機性大的條件下，電網從安全穩定運行的角度出發，對于火電機組，尤其是燃煤機組的調峰能力就提出了更高的要求。大型燃煤機組因為鍋爐、汽輪機等主機設備和輔機設備的特點，一般很難在較低負荷連續穩定運行，調峰能力較弱，如不進行一些針對性的設計，一般不能滿足電網的要求，這個難題在存量機組上體現的尤其明顯。

煤電機組深度調峰技術符合國內產業政策，新的政策對于燃煤機組深度調峰的支持力度大幅增加，將會大力推動燃煤機組深度調峰產業的發展。

大型燃煤機組深度調峰主要需要解決鍋爐側的技術難題，目前燃煤鍋爐深度調峰的難點主要集中在以下方面：(1)鍋爐低負荷穩燃問題；(2)鍋爐低負荷工況下水動力問題；(3)選擇性催化還原(SCR)脫硝系統入口煙溫低影響脫硝系統投運；(3)受熱面易超溫問題；(4)水平煙道積灰問題；等等。因為機組的大范圍負荷變動，燃煤機組需承受大幅度的溫度變化，導致關鍵零部件疲勞磨損，甚至發生事故跳機。

鍋爐側的深度調峰技術主要是從系統和設備本身去改善低負荷的運行特性，從而達到整個系統低負荷運行的要求。但因設備和系統本身的原因，即使進行了優化，但是通過機組運行的情況來看，燃煤機組低負荷運行性能并沒有明顯改善，比如穩燃、水動力特性和脫硝投入等還是存在各種各樣的問題。

火電廠的熱儲能一般是電加熱水或蒸汽換熱加熱水，將熱水存儲在熱水罐中，這種儲能方式一般是在我國北方有采暖需求的地區實施，儲能系統投用時間受季節的影響，而且儲能規模不大，因此很難應用在火電廠深度調峰或調頻上。

火電廠的電儲能一般是與蓄電池結合，但是受制于電池能量密度、安全性、建設成本等條件，目前尚處于試點示范項目階段，還沒形成大規模商業化應用場景，無法與火電廠深度調峰或調頻相匹配。

壓縮氣體儲能受技術特點影響，一般存儲規模較大，因此受地理條件限制明顯，推廣難度大，而且壓縮氣體的利用途徑也在研究中，尚無大規模高效利用的技術方案。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術中存在的缺陷與不足，設計的一種穩定可靠，調峰速度快，靈活運行的蒸汽-熔融鹽耦合的儲能深度調峰系統。

為實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：一種蒸汽-熔融鹽耦合的儲能深度調峰系統，包括鍋爐系統、蒸汽-熔融鹽換熱系統和蒸汽發生系統，所述鍋爐系統的主蒸汽和/或再熱蒸汽的一部分進入汽輪發電機組作功，另一部分進入蒸汽-熔融鹽換熱系統放熱，作功和放熱后的排汽均經輔機系統送回省煤器，所述蒸汽-熔融鹽換熱系統通過蒸汽釋放的熱量將冷熔融鹽加熱成熱熔融鹽，所述熱熔融鹽通過蒸汽發生系統進行換熱后回到冷熔融鹽。

優選的，所述輔機系統包括凝汽器、凝結水泵、低壓加熱器、除氧器、給水泵和高壓加熱器。

優選的，所述蒸汽-熔融鹽換熱系統包括蒸汽-熔融鹽加熱器、冷熔融鹽儲罐和熱熔融鹽儲罐，所述冷熔融鹽儲罐的冷熔融鹽通過蒸汽-熔融鹽加熱器加熱后進入熱熔融鹽儲罐，所述熱熔融鹽儲罐的熱熔融鹽通過蒸汽發生系統放熱后回到冷熔融鹽儲罐。