一种耦合储热热电联产系统及运行方法与流程

本申请涉及热电联产、热电协同领域，尤其涉及一种耦合储热热电联产系统及运行方法。

背景技术：

1、我国正处在从以化石能源为主体向新能源为主体转型的过渡阶段，风力发电、光伏发电等正在崛起，可再生能源在电力系统中的占比逐步上升，而可再生能源具有随机性、波动性和间歇性的特点，会对电网安全稳定运行带来越来越严峻的挑战，弃风弃电、调峰困难、电压及频率波动等问题亟待解决。供热机组存在热电耦合机制，提高余热回收能力是高消纳新能源发电的关键技术。目前常规的机组余热回收技术存在以下问题：

2、(1)凝汽器循环水参数过低，造成凝汽器真空过低，使得机组出力降低。

3、(2)由于凝汽器真空过低，降低余热品位，从而降低了系统供热能力。

技术实现思路

1、本申请提供了一种耦合储热热电联产系统及运行方法，以解决现有技术中由于凝汽器真空过低造成机组出力过低的问题。

2、第一方面，本申请提供了一种耦合储热热电联产系统，包括：锅炉机组单元、水循环单元和逆肯朗循环单元；所述水循环单元包括凝汽器、低温储热罐和蒸发器；所述逆肯朗循环单元包括所述蒸发器、压缩机、冷凝器和高温储热罐；

3、所述凝汽器的第一出口与所述低温储热罐的高温区入口连接，所述凝汽器的第一入口与所述低温储热罐的低温区出口连接，所述凝汽器的第二入口和第二出口分别与所述锅炉机组单元连接；

4、所述低温储热罐的高温区出口与所述蒸发器的第一入口连接，所述低温储热罐的低温区入口与所述蒸发器的第一出口连接；

5、所述蒸发器的第二入口与所述冷凝器的第一出口连接，所述蒸发器的第二出口与所述压缩机的入口连接；

6、所述冷凝器的第一入口与所述压缩机的出口连接，所述冷凝器的第二入口与所述高温储热罐的低温区连接，所述冷凝器的第二出口与所述高温储热罐的高温区连接；

7、所述高温储热罐的低温区用于接收热网回水，所述高温储热罐的高温区用于热网供水。

8、第二方面，本申请提供了一种运行方法，所述运行方法应用第一方面所述的耦合储热热电联产系统，所述运行方法包括：

9、在第一时段，执行以下步骤：

10、打开汽轮机低压缸与凝汽器之间的通道上的第一阀门，以使所述汽轮机低压缸中的排汽流入所述凝汽器中，并对所述汽轮机低压缸中的排汽进行冷却；

11、打开所述凝汽器与低温储热罐的高温区之间的通道上的第二阀门，以使所述凝汽器流出的循环水流入低温储热罐的高温区中；

12、控制所述低温储热罐将高温区中的循环水传递到所述低温储热罐的低温区；

13、打开所述低温储热罐的低温区与所述凝汽器之间的通道上的第三阀门，以使所述低温区的循环水反流回所述凝汽器中；

14、在第二时段，执行以下步骤：

15、打开蒸发器与所述低温储热罐的高温区之间的通道上的第四阀门，并启动所述蒸发器，以使所述蒸发器吸收所述低温储热罐的高温区的循环水产生的低品位热量，并利用所述低品位热量对所述蒸发器中的工质进行加热；

16、打开所述蒸发器与压缩机之间的通道上的第五阀门，以使加热后的所述蒸发器中的工质输送至所述压缩机中，同时控制新能源发电系统驱动所述压缩机对加热后的工质进行压缩升温；

17、打开所述蒸发器和冷凝器之间的通道上的第六阀门，以使所述压缩机输出的高温工质传输至所述冷凝器进行冷却；

18、打开所述冷凝器与第一节流阀之间的通道上的第七阀门以及所述第一节流阀和所述蒸发器之间的通道上的第八阀门，以使所述冷凝器输出的低温工质经所述第一节流阀流入所述蒸发器；

19、利用所述冷凝器冷却所述高温工质时释放的热量对高温储热罐的低温区的热网回水进行加热，并利用所述高温储热罐的高温区将加热后的热网回水流入用户用热端。

20、本申请提供一种耦合储热热电联产系统及运行方法，该系统包括锅炉机组单元、水循环单元和逆肯朗循环单元；水循环单元包括凝汽器、低温储热罐和蒸发器；逆肯朗循环单元包括蒸发器、压缩机、冷凝器和高温储热罐；凝汽器的第一出口与低温储热罐的高温区入口连接，凝汽器的第一入口与低温储热罐的低温区出口连接，凝汽器的第二入口和第二出口分别与锅炉机组单元连接；低温储热罐的高温区出口与蒸发器的第一入口连接，低温储热罐的低温区入口与蒸发器的第一出口连接；蒸发器的第二入口与冷凝器的第一出口连接，蒸发器的第二出口与压缩机的入口连接；冷凝器的第一入口与压缩机的出口连接，冷凝器的第二入口与高温储热罐的低温区连接，冷凝器的第二出口与高温储热罐的高温区连接；高温储热罐的低温区用于接收热网回水，高温储热罐的高温区用于热网供水。本申请通过循环水在凝汽器和低温储热罐中循环流动，吸收余热的同时有利于降低凝汽器真空过低带来的机组出力过低的问题；通过冷凝器、蒸发器和压缩机提高低温储热罐余热品位，并实现回收利用，且在工作时低温储热罐低品位热量供给蒸发器，高温储热罐吸收冷凝器释放的高品位热量，对热网供热，既消纳了新能源发电，也提高了系统供热能力，有利于提高锅炉机组运行灵活性。

技术特征：

1.一种耦合储热热电联产系统，其特征在于，包括：锅炉机组单元、水循环单元和逆肯朗循环单元；水循环单元包括凝汽器、低温储热罐和蒸发器；逆肯朗循环单元包括蒸发器、压缩机、冷凝器和高温储热罐；凝汽器的第一出口与低温储热罐的高温区入口连接，凝汽器的第一入口与低温储热罐的低温区出口连接，凝汽器的第二入口和第二出口分别与锅炉机组单元连接；低温储热罐的高温区出口与蒸发器的第一入口连接，低温储热罐的低温区入口与蒸发器的第一出口连接；蒸发器的第二入口与冷凝器的第一出口连接，蒸发器的第二出口与压缩机的入口连接；冷凝器的第一入口与压缩机的出口连接，冷凝器的第二入口与高温储热罐的低温区连接，冷凝器的第二出口与高温储热罐的高温区连接；高温储热罐的低温区用于接收热网回水，高温储热罐的高温区用于热网供水。

2.根据权利要求1所述的耦合储热热电联产系统，其特征在于，所述逆肯朗循环单元还包括第一节流阀；

3.根据权利要求1所述的耦合储热热电联产系统，其特征在于，所述锅炉机组单元包括锅炉、汽轮机高压缸、汽轮机中压缸、第二节流阀、汽轮机低压缸、发电机、所述凝汽器、凝结水泵、第一汽轮机低压回热器组、除氧器、给水泵和第二汽轮机低压回热器组；

4.根据权利要求1所述的耦合储热热电联产系统，其特征在于，所述压缩机采用新能源发电系统驱动。

5.根据权利要求4所述的耦合储热热电联产系统，其特征在于，所述新能源发电系统包括风力发电系统。

6.根据权利要求1所述的耦合储热热电联产系统，其特征在于，所述低温储热罐的低温区温度范围为10-20℃。

7.根据权利要求1所述的耦合储热热电联产系统，其特征在于，所述低温储热罐的高温区温度范围为45-55℃。

8.根据权利要求1所述的耦合储热热电联产系统，其特征在于，所述高温储热罐的低温区温度范围为40-50℃。

9.根据权利要求1所述的耦合储热热电联产系统，其特征在于，所述高温储热罐的高温区温度范围为90-100℃。

10.一种运行方法，所述运行方法应用权利要求1-9任一项所述的耦合储热热电联产系统，其特征在于，所述运行方法包括：

技术总结本申请提供一种耦合储热热电联产系统及运行方法，涉及热电联产、热电协同领域。该系统包括锅炉机组单元、凝汽器、低温储热罐、蒸发器、压缩机、冷凝器和高温储热罐；凝汽器分别与低温储热罐高温区、低温储热罐低温区和锅炉机组单元连接；低温储热罐高温区与蒸发器第一入口连接，低温储热罐低温区与蒸发器第一出口连接；蒸发器第二入口与冷凝器第一出口连接，蒸发器第二出口与压缩机入口连接；冷凝器第一入口与压缩机出口连接，冷凝器第二入口与高温储热罐低温区连接，冷凝器第二出口与高温储热罐高温区连接；高温储热罐低温区用于接收热网回水，高温储热罐高温区用于热网供水。本申请能够提高锅炉机组运行灵活性。技术研发人员：杨海生,李路江,张营,黄含钰,熊涌盛,刘明受保护的技术使用者：国网河北能源技术服务有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/18