本發(fā)明涉及儲(chǔ)能調(diào)峰，具體涉及一種利用熔鹽輔助高溫?zé)崴迌?chǔ)能調(diào)峰系統(tǒng)及控制方法。
背景技術(shù)：
1、新能源的發(fā)展沖擊著以火電為主體的傳統(tǒng)能源結(jié)構(gòu)，然而新能源的波動(dòng)性和隨機(jī)性也限制了電網(wǎng)供電的穩(wěn)定運(yùn)行。因此儲(chǔ)能技術(shù)和火電廠靈活性改造成為了維護(hù)電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行和平抑電網(wǎng)峰谷差的重要手段。
2、目前，我國(guó)純凝機(jī)組的實(shí)際調(diào)峰能力一般為額定容量的50％左右，典型抽凝機(jī)組在供熱期的調(diào)峰能力僅為額定容量的20％左右。負(fù)荷響應(yīng)速度遲緩是制約火電機(jī)組靈活性運(yùn)行的潛在因素。對(duì)火電機(jī)組而言，其能量產(chǎn)生和轉(zhuǎn)換過程較為復(fù)雜，系統(tǒng)換熱設(shè)備具有很強(qiáng)的熱惰性，造成指令與響應(yīng)之間存在較大的時(shí)間延遲。
3、因此，亟需一種火電機(jī)組熔鹽輔助高溫?zé)崴迌?chǔ)能調(diào)峰系統(tǒng)來解決上述技術(shù)問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于實(shí)現(xiàn)火電機(jī)組指令與響應(yīng)之間存在較大時(shí)間延遲的問題，提供了一種火電機(jī)組熔鹽輔助高溫?zé)崴迌?chǔ)能調(diào)峰系統(tǒng)。
2、本發(fā)明提供一種利用熔鹽輔助高溫?zé)崴迌?chǔ)能調(diào)峰系統(tǒng)，包括機(jī)組發(fā)電系統(tǒng)和蓄熱系統(tǒng)；所述蓄熱系統(tǒng)包括儲(chǔ)水罐、減壓器、鼓泡室、低溫熔鹽儲(chǔ)罐、高溫熔鹽儲(chǔ)罐、換熱器；所述發(fā)電循環(huán)系統(tǒng)包括鍋爐；
3、所述鍋爐的第一蒸汽出口端與熔鹽-蒸汽換熱器蒸汽入口端經(jīng)第一控制閥通過管路相連，第二蒸汽出口端與過熱器的蒸汽入口端通過管路相連；所述熔鹽-蒸汽換熱器一路經(jīng)第二三通閥和第一三通閥并聯(lián)減壓器支路后與儲(chǔ)水罐相連，另一路經(jīng)第一泵與低溫熔鹽儲(chǔ)罐相連，再一路經(jīng)第二泵與高溫熔鹽儲(chǔ)罐相連；所述儲(chǔ)水罐第一給水入口端與補(bǔ)水系統(tǒng)相連。
4、進(jìn)一步地，所述鼓泡室位于儲(chǔ)水罐內(nèi)部與儲(chǔ)水罐的蒸汽管路相連，用于將換熱器輸出的蒸汽運(yùn)輸?shù)絻?chǔ)水罐的內(nèi)部。
5、進(jìn)一步地，所述機(jī)組發(fā)電系統(tǒng)還包括：除氧器、凝汽器、高壓缸、中壓缸、低壓缸、高壓換熱器、低壓換熱器、發(fā)電機(jī)；
6、高壓缸、中壓缸、低壓缸通過轉(zhuǎn)軸傳動(dòng)相連，并共同驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)對(duì)外輸出電功率；所述高壓缸的抽汽出口端與高壓換熱器的蒸汽入口端通過管路相連；所述中壓缸的抽汽出口端與除氧器的蒸汽入口通過管路相連；所述低壓缸的抽汽出口端與低壓換熱器的蒸汽入口端相連，低壓缸的蒸汽出口端與凝汽器的蒸汽入口端相連；所述凝汽器的水出口端經(jīng)凝結(jié)水泵與低壓換熱器的水入口端通過管路相連；所述低壓換熱器的水出口端與除氧器的水入口端通過管路相連；所述除氧器的水出口端經(jīng)給水泵與高壓換熱器的水入口端相連；所述高壓換熱器的給水出口端通過給水管路與鍋爐的給水入口端相連。
7、進(jìn)一步地，所述給水管路的支路經(jīng)第二控制閥與儲(chǔ)水罐的第二給水入口端相連。
8、本發(fā)明還提供一種利用熔鹽輔助高溫?zé)崴迌?chǔ)能調(diào)峰系統(tǒng)的控制方法，如下：
9、(1)當(dāng)機(jī)組以低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，蓄熱系統(tǒng)需要儲(chǔ)蓄能量；關(guān)閉蓄熱系統(tǒng)的第三控制閥，打開第一控制閥；將鍋爐中的多余蒸汽輸入熔鹽-蒸汽換熱器；啟動(dòng)第一泵從低溫熔鹽儲(chǔ)罐中抽取低溫熔鹽到熔鹽-蒸汽換熱器中，與熔鹽-蒸汽換熱器中的蒸汽進(jìn)行換熱，換熱后低溫熔鹽被加熱成高溫熔鹽輸入高溫熔鹽儲(chǔ)罐中存儲(chǔ)；將第一三通閥和第二三通閥切換至蒸汽管路，換熱后的蒸汽經(jīng)蒸汽管路進(jìn)入儲(chǔ)水罐內(nèi)部的鼓泡室中；所述蒸汽通過鼓泡室進(jìn)入儲(chǔ)水罐后與水換熱共同變成高溫?zé)崴?，完成?chǔ)能；
10、(2)當(dāng)機(jī)組提高負(fù)荷率時(shí)，蓄熱系統(tǒng)需要釋放能量；關(guān)閉蓄熱系統(tǒng)的第一控制閥，打開第三控制閥；將第一三通閥和第二三通閥切換至減壓器支路的管路，儲(chǔ)水罐中的高溫?zé)崴ㄟ^減壓器變成飽和蒸汽進(jìn)入到熔鹽-蒸汽換熱器中；啟動(dòng)第二泵從高溫熔鹽儲(chǔ)罐抽取高溫熔鹽到熔鹽-蒸汽換熱器中，與熔鹽-蒸汽換熱器中的飽和蒸汽進(jìn)行換熱，換熱后高溫熔鹽被冷卻為低溫熔鹽輸入低溫熔鹽儲(chǔ)罐存儲(chǔ)；所述飽和蒸汽在熔鹽-蒸汽換熱器中吸收熱量變成過熱蒸汽，經(jīng)第三控制閥所在管路進(jìn)入到中壓缸中膨脹做功，進(jìn)行釋能。
11、進(jìn)一步地，當(dāng)需要儲(chǔ)蓄能量時(shí)，若儲(chǔ)水罐中水容量不足，啟動(dòng)補(bǔ)水系統(tǒng)或打開第二控制閥由給水管路的支路進(jìn)行熱水補(bǔ)充。
12、本發(fā)明的有益效果在于：
13、(1)本發(fā)明提供的一種利用熔鹽輔助高溫?zé)崴迌?chǔ)能調(diào)峰系統(tǒng)，引入了熔鹽輔助儲(chǔ)能部分；在機(jī)組低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，鍋爐產(chǎn)生蒸汽首先通過低溫?fù)Q熱器與來自低溫熔鹽儲(chǔ)罐的低溫熔鹽換熱，再通過鼓泡的方式在儲(chǔ)水罐中與常壓水充分換熱共同轉(zhuǎn)化為高溫高壓熱水。這樣將鍋爐產(chǎn)生蒸汽的大部分熱量存儲(chǔ)在高溫?zé)崴拗校溆酂崃客ㄟ^低溫?fù)Q熱器與低溫熔鹽換熱，將其余熱量存儲(chǔ)在高溫熔鹽中。在機(jī)組高負(fù)荷運(yùn)行需要釋能時(shí)，通過減壓器將存儲(chǔ)在儲(chǔ)水罐中的高溫高壓熱水減壓轉(zhuǎn)化為飽和蒸汽，進(jìn)入高溫?fù)Q熱器與來自高溫熔鹽儲(chǔ)罐的高溫熔鹽進(jìn)一步換熱至過熱蒸汽狀態(tài)，通入汽輪機(jī)中壓缸膨脹做功。
14、(2)本發(fā)明提供的一種利用熔鹽輔助高溫?zé)崴迌?chǔ)能調(diào)峰系統(tǒng)，釋能時(shí)通過將減壓后的飽和蒸汽與濕蒸汽混合氣體與高溫熔鹽進(jìn)一步換熱至過熱蒸汽狀態(tài)，避免了目前高溫?zé)崴迌?chǔ)能系統(tǒng)釋能時(shí)閃蒸所夾雜的濕蒸汽對(duì)于汽輪機(jī)葉片腐蝕帶來的影響。同時(shí)利用減壓器將高溫?zé)崴疁p壓至飽和蒸汽，相比于現(xiàn)有熔鹽儲(chǔ)罐儲(chǔ)能系統(tǒng)將熱水通過換熱器或蒸汽發(fā)生器轉(zhuǎn)化為蒸汽，節(jié)省了設(shè)備成本。
15、(3)本發(fā)明提供的一種利用熔鹽輔助高溫?zé)崴迌?chǔ)能調(diào)峰系統(tǒng)，相比于現(xiàn)有熔鹽儲(chǔ)罐儲(chǔ)能系統(tǒng)減少了熔鹽的使用量，減少了儲(chǔ)能系統(tǒng)的建設(shè)成本，提高了機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性。
16、(4)本發(fā)明提供的一種利用熔鹽輔助高溫?zé)崴迌?chǔ)能調(diào)峰系統(tǒng)，儲(chǔ)水罐的水補(bǔ)給還可以來自于高壓換熱器的水出口端，提高了機(jī)組變負(fù)荷的能力。
17、(5)本發(fā)明提供的一種利用熔鹽輔助高溫?zé)崴迌?chǔ)能調(diào)峰系統(tǒng)，先用熔鹽儲(chǔ)熱鎖定高品位熱能，再利用熱水存儲(chǔ)中、低品位熱能。在系統(tǒng)需要釋能的時(shí)候?qū)崴W蒸成飽和蒸汽，并用熔鹽中存儲(chǔ)的高品位熱能將其加熱為過熱蒸汽輸送到汽輪機(jī)中膨脹做功。二者的梯級(jí)配合既保留了火電機(jī)組深度調(diào)峰時(shí)的發(fā)電效率，又賦予系統(tǒng)靈活適應(yīng)電力市場(chǎng)波動(dòng)的敏捷特性，顯著提升系統(tǒng)整體熱力學(xué)效率與汽輪機(jī)工作效率。
1.一種利用熔鹽輔助高溫?zé)崴迌?chǔ)能調(diào)峰系統(tǒng)，其特征在于，包括機(jī)組發(fā)電系統(tǒng)和蓄熱系統(tǒng)；所述蓄熱系統(tǒng)包括儲(chǔ)水罐(3)、減壓器(4)、鼓泡室(10)、低溫熔鹽儲(chǔ)罐(21)、高溫熔鹽儲(chǔ)罐(22)、換熱器(63)；所述發(fā)電循環(huán)系統(tǒng)包括鍋爐(11)；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用熔鹽輔助高溫?zé)崴迌?chǔ)能調(diào)峰系統(tǒng)，其特征在于，所述鼓泡室(10)位于儲(chǔ)水罐(3)內(nèi)部與儲(chǔ)水罐(3)的蒸汽管路相連，用于將換熱器(63)輸出的蒸汽傳運(yùn)輸?shù)絻?chǔ)水罐(3)的內(nèi)部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用熔鹽輔助高溫?zé)崴迌?chǔ)能調(diào)峰系統(tǒng)，其特征在于，所述機(jī)組發(fā)電系統(tǒng)還包括：除氧器(5)、凝汽器(8)、高壓缸(13)、低壓缸(15)、高壓換熱器(61)、低壓換熱器(62)、發(fā)電機(jī)(9)；
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用熔鹽輔助高溫?zé)崴迌?chǔ)能調(diào)峰系統(tǒng)，其特征在于，所述給水管路的支路經(jīng)第二控制閥(84)與儲(chǔ)水罐(3)的第二給水入口端相連。
5.一種如權(quán)利要求4所述的利用熔鹽輔助高溫?zé)崴迌?chǔ)能調(diào)峰系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，如下：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的利用熔鹽輔助高溫?zé)崴迌?chǔ)能調(diào)峰系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，當(dāng)需要儲(chǔ)蓄能量時(shí)，若儲(chǔ)水罐(3)中水容量不足，啟動(dòng)補(bǔ)水系統(tǒng)(2)或打開第二控制閥(84)由給水管路的支路進(jìn)行熱水補(bǔ)充。