一种采用炉外再热实现机炉解耦及低㶲损储能的火电系统的制作方法

本技术属于火力发电厂热电解耦领域，具体涉及一种采用炉外再热实现机炉解耦及低损储能的火电系统。

背景技术：

1、现有的机炉解耦系统可将喷射器组连接于高压缸排汽，用于引射高压缸排汽。其中存在两方面的问题：一、电厂运行中喷射器组工作时对汽轮机存在不确定影响；二、随着机炉解耦幅度扩大，需要喷射器升压比n提高，喷射器工况会恶化，意味着机炉解耦有一定的上限；三、即便放弃一部分解耦区域，让喷射器n值控制在一定范围内，但此范围内的变化，仍然会时引射比u波动，由此带来的动力蒸汽流量ma也会波动，被吸入蒸汽流量mb也会随动，各个抽汽点的气流也会波动，dcs控制系统需要实现复杂控制过程。

2、同时现有的机炉解耦系统在应对机组纯凝工况时，机炉解耦后多余的热再蒸汽全部减温减压进入低压缸，损过大，效率过低；并且随着新能源装机容量增大，火电厂不仅要具备下调峰能力，还要在电网缺电时具备上调峰能力。但是现有的机炉解耦系统无法为机组额外提供上调峰能力。

3、现有的储能技术路线中电池储能灵活性强、能效高，但造价高，寿命有限，性价比差；常规的熔盐储能采用电热转换，需要庞大的电加热模块，导致系统造价提高；另一方面在机组纯凝工况放热时存在热电转换的能效问题。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种采用炉外再热实现机炉解耦及低损储能的火电系统。重新布置喷射器及高排系统，实现避免干扰汽轮机的解决方案。增加了储能模块后，解决纯凝工况下的上/下调峰能力。可实现火电厂机炉解耦、大参数供热(汽)、低损储能。本实用新型彻底解决了机炉解耦中的安全性、变工况问题，同时储能/放能过程都采用热交换方式，单位功率的初投资极低，并且放能过程是将中排蒸汽进行再热的方式完成，没有冷端损失，使得系统储放全周期的整体能效极高。

2、一种采用炉外再热实现机炉解耦及低损储能的火电系统，包括，主蒸汽管道、高压旁路管道、汽轮机高压缸、汽轮机中压缸、锅炉再热器、解耦再热器；主蒸汽管道与高压旁路管道相连接，主蒸汽管道与汽轮机高压缸相连接；

3、其特征在于，高压缸排汽管道连接到锅炉再热器冷端入口；再热器热端出口通过中压缸进汽管道与汽轮机中压缸相连接；

4、炉外再热旁路设置于高压缸出口与中压缸进口之间，炉外再热旁路上串接安装有解耦再热器；

5、再热循环管路设置于再热器热端出口与再热器冷端入口之间，再热循环管路上串接安装解耦再热器；

6、炉外再热旁路中的蒸汽与再热循环管路中的蒸汽在解耦再热器进行热交换；

7、再热循环管路中安装有蒸汽喷射器系统；高压旁路管道与蒸汽喷射器系统的动力蒸汽入口相连接；再热循环管路与蒸汽喷射器系统的吸入蒸汽口相连接；蒸汽喷射器系统的排蒸汽口与再热器冷端入口相连接。

8、进一步地，蒸汽喷射器系统采用单支或多支蒸汽喷射器；多支蒸汽喷射器通过串联、并联或串并联组合方式形成蒸汽喷射器组。

9、进一步地，包括储能再热模块，储能再热模块由储能换热器、高温熔盐罐、低温熔盐罐构成；储能旁路管路从再热器热端出口引出连接至储能换热器第一入口；储能换热器第一出口通过补汽管路连接至低压缸；储能换热器中熔盐与通入的蒸汽产生热交换。

10、进一步地，储能换热器第一出口还通过再热循环回汽管连接于再热循环管路。

11、进一步地，中压缸排汽经中排再热管路连接至储能换热器第二入口；储能换热器第二出口通过进汽管路连接至低压缸。

12、进一步地，高温熔盐罐还连接电网，利用厂外或厂内电网电能对熔盐进行电加热。

13、进一步地，中压缸进汽管道设置有热段调压组件，热段调压组件具有憋压调节功能，控制再热器热端所需的目标压力，再热蒸汽实际压力高于锅炉负荷所对应的再热压力。

14、进一步地，炉外再热旁路由高压缸排汽管路接出，炉外再热旁路与中压缸进汽管道在热段调压组件下游处汇合。

15、进一步地，高压旁路管道还连接高旁对外供汽管道对外提供工业用汽，高压缸排汽管路连接高排对外供汽管道对外提供工业用汽，再热循环管路连接热再对外供汽管道对外提供工业用汽。

16、进一步地，高压旁路管道还连接邻近机组高旁互联管，通过邻近机组高旁互联管将两相邻机组进行互联，用于机炉解耦运行时互联协助供应蒸汽。

17、与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

18、设置高压缸排汽旁路，将高压缸排汽引出来，并增设炉外解耦再热器，则可以在高旁解耦到达极限后，顺滑地过渡到机炉完全解耦状态。

19、喷射器组位于热再循环回路，喷射器工况变得简单；只需要将热再的出口压力升压至入口压力，升压比很低，并且是固定值(<1.2)，极大地简化了喷射器组选型和调控。喷射器组与高压缸无关联，消除了对高压缸的不确定影响。

20、本系统在喷射器投运后不存在升压比问题，因为高排不回锅炉再热器，锅炉再热器的压力就不受特征系数n值的约束，可以高于锅炉负荷率的对应值。通过热段调压阀，可人为控制再热器热段的目标压力值，再热蒸汽实际压力可以高于锅炉负荷所对应的再热压力，使得机组的供汽品质(压力)大大提升。同理由于喷射器n值固定，变工况趋势单一，各路抽汽互相调剂的空间极大，对外供汽适应性增强。配合着供汽压力的提高和汽量的提升，电厂可大幅度拓宽工业供汽市场。

21、本系统在中低压缸联通管上设置储能旁路，在解耦时储热，在电网要求多发电时为低压缸进汽提供过二次再热，获得性价比极佳的上下调峰能力。也可再增设电加热器单元并扩充储能规模，可以极大地增强火电厂的调峰能力。

技术特征：

1.一种采用炉外再热实现机炉解耦及低损储能的火电系统，包括，主蒸汽管道、高压旁路管道、汽轮机高压缸、汽轮机中压缸、锅炉再热器、解耦再热器；主蒸汽管道与高压旁路管道相连接，主蒸汽管道与汽轮机高压缸相连接；

2.根据权利要求1所述采用炉外再热实现机炉解耦及低损储能的火电系统，其特征在于，蒸汽喷射器系统采用单支或多支蒸汽喷射器；多支蒸汽喷射器通过串联、并联或串并联组合方式形成蒸汽喷射器组。

3.根据权利要求1所述采用炉外再热实现机炉解耦及低损储能的火电系统，其特征在于，包括储能再热模块，储能再热模块由储能换热器、高温熔盐罐、低温熔盐罐构成；储能旁路管路从再热器热端出口引出连接至储能换热器第一入口；储能换热器第一出口通过补汽管路连接至低压缸；储能换热器中熔盐与通入的蒸汽产生热交换。

4.根据权利要求3所述采用炉外再热实现机炉解耦及低损储能的火电系统，其特征在于，储能换热器第一出口还通过再热循环回汽管连接于再热循环管路。

5.根据权利要求3所述采用炉外再热实现机炉解耦及低损储能的火电系统，其特征在于，中压缸排汽经中排再热管路连接至储能换热器第二入口；储能换热器第二出口通过进汽管路连接至低压缸。

6.根据权利要求3所述采用炉外再热实现机炉解耦及低损储能的火电系统，其特征在于，高温熔盐罐还连接电网，利用厂外或厂内电网电能对熔盐进行电加热。

7.根据权利要求1所述采用炉外再热实现机炉解耦及低损储能的火电系统，其特征在于，中压缸进汽管道设置有热段调压组件，热段调压组件具有憋压调节功能，控制再热器热端所需的目标压力，再热蒸汽实际压力高于锅炉负荷所对应的再热压力。

8.根据权利要求7所述采用炉外再热实现机炉解耦及低损储能的火电系统，其特征在于，炉外再热旁路由高压缸排汽管路接出，炉外再热旁路与中压缸进汽管道在热段调压组件下游处汇合。

9.根据权利要求1所述采用炉外再热实现机炉解耦及低损储能的火电系统，其特征在于，高压旁路管道还连接高旁对外供汽管道对外提供工业用汽，高压缸排汽管路连接高排对外供汽管道对外提供工业用汽，再热循环管路连接热再对外供汽管道对外提供工业用汽。

10.根据权利要求1所述采用炉外再热实现机炉解耦及低损储能的火电系统，其特征在于，高压旁路管道还连接邻近机组高旁互联管，通过邻近机组高旁互联管将两相邻机组进行互联，用于机炉解耦运行时互联协助供应蒸汽。

技术总结一种采用炉外再热实现机炉解耦及低损储能的火电系统，主蒸汽管道与高压旁路管道相连接；炉外再热旁路设置于高压缸出口与中压缸进口之间，炉外再热旁路上串接安装有解耦再热器；再热循环管路设置于再热器热端出口与再热器冷端入口之间，再热循环管路上串接安装解耦再热器；炉外再热旁路中的蒸汽与再热循环管路中的蒸汽在解耦再热器进行热交换；再热器热端出口引出一路高温蒸汽去往储能再热器作为热源，储能再热器的热量用于低压缸进汽再热；本系统简化了喷射器选型和调控，提高了高压缸工作安全性；提供灵活且高参数的对外供汽、供热；并显著优化了机组上下调峰能力。技术研发人员：林书成受保护的技术使用者：林书成技术研发日：20220728技术公布日：2024/1/12