一种火电厂熔盐储能调峰系统的制作方法

本发明涉及储能，尤其是涉及一种火电厂熔盐储能调峰系统。

背景技术：

1、大规模低成本储能技术是实现“双碳”目标的重要支撑，是新型能源电力系统构建的基石和标志。高温熔盐储热作为新型储能方式之一，因具有技术成熟、安全高效且不受地理条件限制等优点，得到了快速发展，其主要应用在太阳能光热发电、耦合火电机组调峰、独立储能电站、绿电供热等领域。

2、电厂深度调峰是指在电力系统负荷波动较大的情况下，火电机组能够快速调整出力，短时间内可以运行在30％甚至更低的负荷，以满足电网安全稳定运行的需求。火电厂深度调峰的手段主要包括调整燃料量、调整蒸汽量、调整汽轮机抽汽量等。在火电厂深度调峰过程中，需要综合考虑各种因素，如机组的性能、电网的负荷需求、环境条件等，以确保机组的安全稳定运行。而现有的机组熔盐储能调峰方案，在机组负荷较低时主蒸汽压力较低无法采用蒸汽加热熔盐，无法实现热能的深度转化存储，造成热能的浪费，无法实现深度调峰。

3、鉴于上述原因，本发明提出一种火电厂熔盐储能调峰系统，以解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种火电厂熔盐储能调峰系统，通过在火电厂增加熔盐储能调峰系统可以将多余的热能通过储能设施转变成热能储存起来，在用电低谷时，减少火电上网电量，增加光电、风电的上网电量，用电高峰时，释放储存的热能，增加了上网电量，达到机组深度调峰的目的。

2、本发明提供一种火电厂熔盐储能调峰系统，包括：蒸汽压缩机、蒸汽-熔盐换热器、低温熔盐储罐、高温熔盐储罐、过热器、增压压缩机、蒸发器、预热器、锅炉给水加热器和高温水储罐，所述蒸汽压缩机与所述蒸汽-熔盐换热器的气体入口相接通，来自锅炉的高温蒸汽进入所述蒸汽压缩机进行加压后进入所述蒸汽-熔盐换热器，所述蒸汽-熔盐换热器的熔盐入口通过低温熔盐泵与所述低温熔盐储罐相接通，所述蒸汽-熔盐换热器的熔盐出口与所述高温熔盐储罐相接通，所述蒸汽-熔盐换热器的液体出口与所述锅炉给水加热器相接通，所述锅炉给水加热器的出口通过储热切换阀与所述高温水储罐相接通，当机组深度调峰储能时，来自锅炉的高温蒸汽与低温熔盐在所述蒸汽-熔盐换热器内换热后形成的高温熔盐流入所述高温熔盐储罐存储，蒸汽换热后冷凝成的饱和水进入所述锅炉给水加热器与锅炉除氧器来水换热温度进一步降低后，由储热切换阀通入所述高温水储罐存储；所述高温水储罐通过释热切换阀和高温水泵依次与所述预热器、所述蒸发器、所述增压压缩机和所述过热器相连通，所述高温熔盐储罐通过高温熔盐泵与所述过热器相接通，当机组顶峰释能时，打开所述释热切换阀，来自所述高温水储罐的热水经过所述高温水泵进行初步增压，进入所述预热器加热接近至此压力下的蒸发温度，然后进入所述蒸发器蒸发为饱和水蒸气后进入所述增压压缩机，压缩至锅炉蒸汽压力后进入所述过热器，在所述过热器中加热至过热后通往锅炉。

3、优选地，进入所述蒸汽压缩机高温蒸汽为来自锅炉的主蒸汽或再热蒸汽。

4、优选地，所述蒸汽-熔盐换热器的液体出口通过疏水阀与所述锅炉给水加热器相接通，蒸汽换热后冷凝成的饱和水经所述疏水阀进入所述锅炉给水加热器。

5、优选地，锅炉除氧器来水在所述锅炉给水加热器内换热后流回锅炉省煤器。

6、优选地，所述高温水储罐的顶部与氮气储罐相接通，用于调节所述高温水储罐内部压力。

7、优选地，所述氮气储罐与制氮机相接通。

8、优选地，所述过热器的熔盐出口依次与所述蒸发器、所述预热器和所述低温熔盐储罐相连通，由所述高温熔盐储罐流入所述过热器的高温熔盐，依次在所述过热器、所述蒸发器和所述预热器内换热后流入所述低温熔盐储罐存储。

9、优选地，所述高温水泵与所述预热器间接有给水电加热器，来自所述高温水储罐的热水由所述高压水泵初步增压后进入所述给水电加热器进行初步加热，然后流入所述预热器内加热至此压力下的蒸发温度。

10、优选地，所述给水电加热器的入口与所述蒸发器的水蒸气出口间接有启动旁路，所述启动旁路上依次接有第一启动切换阀、启动循环泵和第二启动切换阀，所述启动旁路用于在所述高温水储罐中水温较低且通过所述给水电加热器加热后仍较低，进入所述预热器与熔盐换热存在使熔盐结晶的危险时，打开所述第一启动切换阀、所述第二启动切换阀和所述启动循环泵，将所述蒸发器内部的液态高温水抽出与所述给水电加热器入口的来水混合。

11、优选地，所述过热器的蒸汽出口接至锅炉主蒸汽或再热蒸汽母管，由所述蒸发器出口流出的饱和水蒸气经所述增压压缩机压缩至锅炉主蒸汽或再热蒸汽压力后进入所述过热器，在所述过热器中高压蒸汽加热至过热，达到锅炉主蒸汽或再热蒸汽温度后排出至锅炉主蒸汽或再热蒸汽母管。

12、相比现有技术，本发明的技术方案具有以下有益效果：

13、1.本系统在蒸汽-熔盐换热器和过热器的气体入口侧分别设置有蒸汽压缩机和增压压缩机，当机组深度调峰储能时，关闭释热切换阀，打开储热切换阀，来自锅炉主蒸汽或再热蒸汽母管的蒸汽，首先经过蒸汽压缩机进行加压，提高蒸汽的饱和温度，然后进入蒸汽-熔盐换热器进行换热，使蒸汽变为饱和水，在高温水储罐内存储，低温熔盐换热形成的高温熔盐在进入高温熔盐储罐存储，在用电低谷时，减少火电上网电量，增加光电、风电的上网电量；当机组顶峰释能时，关闭储热切换阀，打开释热切换阀，来自高温水储罐的热水，经高压水泵初步增压、预热器预热到此压力的蒸发温度后进入蒸发器蒸发为饱和水蒸气，饱和水蒸气通过增压压缩机压缩至锅炉主蒸汽或再热蒸汽压力后进入过热器加热到过热，补充到锅炉主蒸汽或再热蒸汽母管，提高锅炉蒸汽量，增加了上网电量，达到机组深度调峰的目的，与传统技术相比避免了由于锅炉主机负荷较低造成的主蒸汽或再热蒸汽压力过低，饱和温度偏低无法有效利用蒸汽潜热加热熔盐的弊端，可在任何工况满足深度调峰时蒸汽与熔盐的换热要求，同时，释热时，通过高温水泵与增压压缩机的配合升压，可以有效调控蒸汽的蒸发温度，避免由于换热端温度差过小造成的设备换热面积过大、造价过高的问题，也可以达到随锅炉负荷变动蒸汽温度、压力随之调节的要求；

14、2.本系统能够利用高温蒸汽与低温熔盐换热后冷凝成的的饱和水，在锅炉给水加热器内对锅炉除氧器来水进行换热，锅炉除氧器来水换热后作为锅炉省煤器用水，能够进一步去除锅炉用水中氧气，换热后的饱和水进入高温水储罐存储，实现高温熔盐和饱和水的双重储能，提高系统深度调峰时的储能能力；

15、3.通过储热切换阀与释热切换阀可以调节高温水储罐内热水的流向，当机组顶峰释能时，可对存储的热水进行加压加热，蒸发后与存储的高温熔盐换热，作为高温蒸汽补充到锅炉主蒸汽或再热蒸汽母管，以提高锅炉的顶峰能力，节省了换热来水，且减少了对换热来水加热以及换热所需的电能后热能，更加节能高效。

技术特征：

1.一种火电厂熔盐储能调峰系统，其特征在于，包括：蒸汽压缩机、蒸汽-熔盐换热器、低温熔盐储罐、高温熔盐储罐、过热器、增压压缩机、蒸发器、预热器、锅炉给水加热器和高温水储罐，所述蒸汽压缩机与所述蒸汽-熔盐换热器的气体入口相接通，来自锅炉的高温蒸汽进入所述蒸汽压缩机进行加压后进入所述蒸汽-熔盐换热器，所述蒸汽-熔盐换热器的熔盐入口通过低温熔盐泵与所述低温熔盐储罐相接通，所述蒸汽-熔盐换热器的熔盐出口与所述高温熔盐储罐相接通，所述蒸汽-熔盐换热器的液体出口与所述锅炉给水加热器相接通，所述锅炉给水加热器的出口通过储热切换阀与所述高温水储罐相接通，当机组深度调峰储能时，来自锅炉的高温蒸汽与低温熔盐在所述蒸汽-熔盐换热器内换热后形成的高温熔盐流入所述高温熔盐储罐存储，蒸汽换热后冷凝成的饱和水进入所述锅炉给水加热器与锅炉除氧器来水换热温度进一步降低后，由储热切换阀通入所述高温水储罐存储；所述高温水储罐通过释热切换阀和高温水泵依次与所述预热器、所述蒸发器、所述增压压缩机和所述过热器相连通，所述高温熔盐储罐通过高温熔盐泵与所述过热器相接通，当机组顶峰释能时，打开所述释热切换阀，来自所述高温水储罐的热水经过所述高温水泵进行初步增压，进入所述预热器加热接近至此压力下的蒸发温度，然后进入所述蒸发器蒸发为饱和水蒸气后进入所述增压压缩机，压缩至锅炉蒸汽压力后进入所述过热器，在所述过热器中加热至过热后通往锅炉。

2.根据权利要求1所述的火电厂熔盐储能调峰系统，其特征在于，进入所述蒸汽压缩机高温蒸汽为来自锅炉的主蒸汽或再热蒸汽。

3.根据权利要求1所述的火电厂熔盐储能调峰系统，其特征在于，所述蒸汽-熔盐换热器的液体出口通过疏水阀与所述锅炉给水加热器相接通，蒸汽换热后冷凝成的饱和水经所述疏水阀进入所述锅炉给水加热器。

4.根据权利要求3所述的火电厂熔盐储能调峰系统，其特征在于，锅炉除氧器来水在所述锅炉给水加热器内换热后流回锅炉省煤器。

5.根据权利要求1所述的火电厂熔盐储能调峰系统，其特征在于，所述高温水储罐的顶部与氮气储罐相接通，用于调节所述高温水储罐内部压力。

6.根据权利要求5所述的火电厂熔盐储能调峰系统，其特征在于，所述氮气储罐与制氮机相接通。

7.根据权利要求1所述的火电厂熔盐储能调峰系统，其特征在于，所述过热器的熔盐出口依次与所述蒸发器、所述预热器和所述低温熔盐储罐相连通，由所述高温熔盐储罐流入所述过热器的高温熔盐，依次在所述过热器、所述蒸发器和所述预热器内换热后流入所述低温熔盐储罐存储。

8.根据权利要求1所述的火电厂熔盐储能调峰系统，其特征在于，所述高温水泵与所述预热器间接有给水电加热器，来自所述高温水储罐的热水由所述高压水泵初步增压后进入所述给水电加热器进行初步加热，然后流入所述预热器内加热至此压力下的蒸发温度。

9.根据权利要求8所述的火电厂熔盐储能调峰系统，其特征在于，所述给水电加热器的入口与所述蒸发器的水蒸气出口间接有启动旁路，所述启动旁路上依次接有第一启动切换阀、启动循环泵和第二启动切换阀，所述启动旁路用于在所述高温水储罐中水温较低且通过所述给水电加热器加热后仍较低，进入所述预热器与熔盐换热存在使熔盐结晶的危险时，打开所述第一启动切换阀、所述第二启动切换阀和所述启动循环泵，将所述蒸发器内部的液态高温水抽出与所述给水电加热器入口的来水混合。

10.根据权利要求1所述的火电厂熔盐储能调峰系统，其特征在于，所述过热器的蒸汽出口接至锅炉主蒸汽或再热蒸汽母管，由所述蒸发器出口流出的饱和水蒸气经所述增压压缩机压缩至锅炉主蒸汽或再热蒸汽压力后进入所述过热器，在所述过热器中高压蒸汽加热至过热，达到锅炉主蒸汽或再热蒸汽温度后排出至锅炉主蒸汽或再热蒸汽母管。

技术总结本发明提供了一种火电厂熔盐储能调峰系统，属于储能技术领域。系统包括：蒸汽压缩机、蒸汽‑熔盐换热器、低温熔盐储罐、高温熔盐储罐、过热器、增压压缩机、蒸发器、预热器、锅炉给水加热器和高温水储罐，当机组深度调峰储能时，来自锅炉高温蒸汽与低温熔盐换热形成高温熔盐，冷凝饱和水通入高温水储罐存储；当机组顶峰释能时，来自高温水储罐的热水经过高温水泵进行初步增压，进入预热器加热接近至蒸发温度，然后进入蒸发器蒸发为饱和水蒸气后进入增压压缩机，压缩至锅炉蒸汽压力后进入过热器，加热至过热后通往锅炉，提高锅炉的顶峰能力。本系统将多余热能储存，用电低谷时，减少火电上网电量，用电高峰时，释放储存热能，增加上网电量。技术研发人员：耿宣,汪洋,苏军划,王争荣,何佳,王凯亮,孟凡强,马晓峰受保护的技术使用者：中国华电科工集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/9