一种热电联产煤电机组高温热水储热系统及其运行方法与流程

本发明涉及燃煤发电，尤其涉及一种热电联产煤电机组高温热水储热系统及其运行方法。

背景技术：

1、热电联产机组在夜间用电需求较少时工业抽汽压力较低，可以利用蒸汽压缩机提高压力后对外供热。当蒸汽压缩机的出力大于热用户的需求时，可以利用多余的蒸汽加热汽轮机回热系统的给水或凝结水，将热量储存在高压储热水罐中。当白天用电需求较高时，可将高压储热水罐中的热水打入汽轮机回热系统的适当位置如除氧器，代替机组对外的供热补水，这样可以适当增加供热机组的向上顶峰能力和调频能力。放热时随着高压储热水罐内水位下降，罐内压力降低，热水会沸腾，影响系统安全运行。储热时随着高压储热水罐内水位上升，罐内压力增大，饱和水蒸气聚集在罐体顶部，占用了一部分罐体空间，导致储热量减少，储热泵耗功增大。如何在罐体压力波动较小范围内向高压储热水罐注入和取出热水，是生产中需要解决的问题。

技术实现思路

1、本发明提供了一种热电联产煤电机组高温热水储热系统及其运行方法，解决了在热电联产煤电机组中，如何在罐体压力波动较小范围内向高压储热水罐进行取水和注水的技术问题。

2、本发明第一方面提供的一种热电联产煤电机组高温热水储热系统，包括蒸汽压缩系统、高压储热水系统和放热水系统；

3、所述蒸汽压缩系统包括蒸汽压缩机、蒸汽压缩机出口隔离阀和蒸汽压缩机入口阀；

4、所述高压储热水系统包括储热泵、储热站除氧器、高压储热水罐、高压储热水罐出口蒸汽节流孔和高压储热水罐排汽阀；

5、所述放热水系统包括放热泵、高压储热水罐热水出口隔离阀、高压储热水罐入口蒸汽隔离阀和高压储热水罐入口蒸汽节流孔。

6、可选地，所述蒸汽压缩系统与所述储热站除氧器之间连接有储热站除氧器入口蒸汽隔离阀；

7、所述蒸汽压缩系统与所述储热站除氧器之间通过所述储热站除氧器入口蒸汽隔离阀串联布置。

8、可选地，所述储热站除氧器的出口和所述高压储热水罐的进口通过高压储热水罐入口阀连接。

9、可选地，所述高压储热水罐的出口通过放热泵和所述高压储热水罐热水出口隔离阀与汽轮机回热系统连接。

10、可选地，所述高压储热水罐通过所述高压储热水罐排汽阀与所述蒸汽压缩机的入口或汽源连接；

11、所述高压储热水罐与所述高压储热水罐排汽阀之间串接所述高压储热水罐出口蒸汽节流孔；

12、所述高压储热水罐出口蒸汽节流孔用于维持所述高压储热水罐的压力稳定。

13、可选地，所述高压储热水罐通过所述高压储热水罐入口蒸汽隔离阀与所述蒸汽压缩机的出口或所述汽源连接；

14、所述高压储热水罐与所述高压储热水罐入口蒸汽隔离阀之间串接有所述高压储热水罐入口蒸汽节流孔；

15、所述高压储热水罐入口蒸汽节流孔用于维持所述高压储热水罐的压力稳定。

16、可选地，对非供热的机组，在所述汽轮机回热系统内设置有冷水罐；所述冷水罐用于在机组高负荷期间放热时，储存所述高温热水储热系统多余的凝结水。

17、本发明第二方面提供的一种应用于所述的热电联产煤电机组高温热水储热系统的运行方法，包括储热模式，具体如下：

18、储热时，打开储热站除氧器入口蒸汽隔离阀、高压储热水罐入口阀、高压储热水罐排汽阀、汽轮机回热系统至储热站入口阀，关闭高压储热水罐入口蒸汽隔离阀和高压储热水罐热水出口隔离阀；

19、当汽源压力较低时，打开蒸汽压缩机入口阀和蒸汽压缩机出口隔离阀，关闭蒸汽压缩机旁路阀，开启蒸汽压缩机增加蒸汽压力，然后进入储热站除氧器加热储热泵出口水，然后将高压储热水罐中上部蒸汽排出，以存储加热后的储热站除氧器出水；

20、当汽源压力较高时，关闭蒸汽压缩机入口阀和蒸汽压缩机出口隔离阀，并停运蒸汽压缩机，打开蒸汽压缩机旁路阀，通过高压蒸汽加热从储热泵出口水，然后将高压储热水罐中上部蒸汽排出，以存储加热后的储热站除氧器出水；

21、储热过程中，通过高压储热水罐出口蒸汽节流孔控制蒸汽流出的速率，维持高压储热水罐的压力稳定。

22、可选地，放热时，关闭高压储热水罐排汽阀，打开高压储热水罐入口蒸汽隔离阀和高压储热水罐热水出口隔离阀，使得高压储热水罐的上部空间充满蒸汽，通过放热泵将热水放到汽轮机回热系统，以增加汽轮机发电机组出力，同时，通过高压储热水罐入口蒸汽节流孔控制蒸汽注入的速率，维持高压储热水罐的压力稳定。

23、从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

24、本发明利用高压储热水罐提升热电联产机组对外供热的稳定性，尽管储热量对机组的调峰贡献量有限，由于采用工质直接储热，没有燃烧过程和换热过程，放热响应速度快，因此可用来提高机组的调频能力，也可用于开机过程的快速启动，为电网稳定及新能源消纳提供支撑。

技术特征：

1.一种热电联产煤电机组高温热水储热系统，其特征在于，包括蒸汽压缩系统、高压储热水系统和放热水系统；

2.根据权利要求1所述的热电联产煤电机组高温热水储热系统，其特征在于，所述蒸汽压缩系统与所述储热站除氧器之间连接有储热站除氧器入口蒸汽隔离阀；

3.根据权利要求1所述的热电联产煤电机组高温热水储热系统，其特征在于，所述储热站除氧器的出口和所述高压储热水罐的进口通过高压储热水罐入口阀连接。

4.根据权利要求2所述的热电联产煤电机组高温热水储热系统，其特征在于，所述高压储热水罐的出口通过放热泵和所述高压储热水罐热水出口隔离阀与汽轮机回热系统连接。

5.根据权利要求4所述的热电联产煤电机组高温热水储热系统，其特征在于，所述高压储热水罐通过所述高压储热水罐排汽阀与所述蒸汽压缩机的入口或汽源连接；

6.根据权利要求5所述的热电联产煤电机组高温热水储热系统，其特征在于，所述高压储热水罐通过所述高压储热水罐入口蒸汽隔离阀与所述蒸汽压缩机的出口或所述汽源连接；

7.根据权利要求4所述的热电联产煤电机组高温热水储热系统，其特征在于，对非供热的机组，在所述汽轮机回热系统内设置有冷水罐；所述冷水罐用于在机组高负荷期间放热时，储存所述高温热水储热系统多余的凝结水。

8.一种应用于权利要求1-7任一项所述的热电联产煤电机组高温热水储热系统的运行方法，其特征在于，包括储热模式，具体如下：

9.根据权利要求8所述的运行方法，其特征在于，还包括放热模式，具体如下：

技术总结本发明涉及燃煤发电技术领域，公开了一种热电联产煤电机组高温热水储热系统及其运行方法，本发明在汽轮机回热系统中增设蒸汽压缩系统和高压储热水系统和放热水系统，机组低负荷时开启蒸汽压缩机，同时利用高压储热水罐储存对外供热后多余的热量，为排走高压储热水罐的蒸汽，设置排汽阀将高压储热水罐的蒸汽引入汽源，机组高负荷时需要从高压储热水罐抽取热水向上顶峰，引入高压蒸汽至高压储热水罐上部将高压储热水罐的热水压出，无论是蓄热还放热罐体上方始终充满蒸汽，无论罐体里面是否充满热水，罐体压力变化较小，可以维持高压储热水罐的寿命。技术研发人员：李千军,吴亦竹,张贵龙,刘石,朱亚清,万文军,黄卫剑,温涛,翁洪杰,朱宇,徐家兴,宋景慧受保护的技术使用者：南方电网电力科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/18