机炉、热电双解耦的供热煤电机组系统的制作方法

本技术涉及火力发电，具体涉及一种机炉、热电双解耦的供热煤电机组系统。

背景技术：

1、目前我国纯凝机组的实际调峰能力一般为额定容量的50％左右，而供热机组在供热期的调峰能力仅为额定容量的20％左右，在新能源装机大幅增加的情况下，煤电机组的调峰负荷范围已无法满足未来新型电力系统对火电机组调峰灵活性的要求。与纯凝机组相比，供热机组的灵活性潜力更大，但受限于目前供热机组的热电耦合关系，将机组负荷降低将无法满足对外供热的需求。在此基础上，为供热煤电机组配置储能是一条提高供热火电机组运行灵活性的有效手段。

2、现有技术中，煤电机组的供电和供热存在耦合关系，也就是说，煤电机组产热量和产电量在一套系统存在强相关关系，提高供热量的同时，发电量也随之提高，同样的道理，提高发电量的同时，供热量也会提高。现如今，新能源供电系统日益完善，如太阳能供电系统，在新能源供电系统工况较好的情况下，需要煤电机组进行调峰，也即是降低发电量，但是降低煤电机组发电量的同时，煤电机组的供热量也会降低，就导致无法满足煤电机组的供热需求，若煤电机组仍在原有的供热需求的工况下工作，那么又无法满足对其调峰的需求。显然，由于煤电机组的供热量和供电量存在耦合关系，无法只针对其中一种进行灵活调控。

3、此外，煤电机组的锅炉和汽轮机之间也存在强耦合关系。即使不考虑对外供热，机组的调峰负荷也不能进一步降低，主要是由于锅炉存在最低稳燃负荷，即为维持锅炉稳定燃烧，负荷不能进一步降低，而汽轮机本身是有能力进一步降低负荷的。

技术实现思路

1、因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的由于煤电机组的供热量和供电量存在耦合关系，无法只针对其中一种进行灵活调控，且锅炉为了稳定最低稳燃负荷，汽轮机无法进一步降低负荷的缺陷，从而提供一种机炉、热电双解耦的供热煤电机组系统。

2、为了解决上述问题，本实用新型提供了一种机炉、热电双解耦的供热煤电机组系统，包括：

3、热电系统，所述热电系统包括锅炉和汽轮机，所述锅炉和所述汽轮机通过第一循环管路连接，所述汽轮机的输出轴与发电机连接；

4、储热系统，所述储热系统包括介质储存结构和第一换热器，所述介质储存结构和所述第一换热器通过第二循环管路连接；

5、供热系统，所述供热系统包括供水管和第二换热器，所述供水管包括进水端和出水端，所述供水管和所述第二循环管路均与所述第二换热器连接并进行换热；

6、导热管，所述导热管的第一端与所述汽轮机的进口连接，第二端与所述第一换热器连接，以使所述导热管与所述第一循环管路换热，所述导热管上设置有第一开关结构。

7、可选地，所述汽轮机包括高压缸和中/低压缸，所述导热管的第一端与所述中/低压缸的进口连接。

8、可选地，所述锅炉包括第一进口、第二进口、第一出口和第二出口，所述第一循环管路包括第一进管、第一出管、第二进管、第二出管，所述第一进管连接在所述第一出口和所述高压缸的进口之间，所述第一出管连接在所述高压缸的出口与所述第一进口之间，所述第二进管连接在所述第二出口和所述中/低压缸的进口之间，所述第二出管连接在所述中/低压缸的出口与所述第二进口之间；所述导热管的第一端与所述第二进管连接。

9、可选地，所述第二出管上设置有除氧器、位于所述除氧器上游的低压加热器以及位于所述除氧器下游的高压加热器，所述低压加热器与中/低压缸连接，所述高压加热器与所述高压缸连接。

10、可选地，所述介质储存结构包括低温熔盐罐和高温熔盐罐，所述低温熔盐罐位于所述第一换热器的上游，所述高温熔盐罐位于所述第一换热器的下游。

11、可选地，所述第二换热器包括预热换热器和蒸发器，所述蒸发器位于所述预热换热器的上游，所述第二循环管路沿换热介质流动方向依次通过蒸发器和预热换热器，所述供水管沿着水的流动方向依次通过预热换热器和蒸发器。

12、可选地，所述导热管包括位于所述第一换热器下游的供热管，所述供热管上设置有第二开关结构。

13、可选地，所述供热管和所述供水管的出水端汇聚后形成供热端。

14、可选地，所述供水管位于所述第二换热器的下游的部分上设置有第三开关结构。

15、可选地，所述供水管上设置有水泵。

16、本实用新型具有以下优点：

17、1.本实用新型提供的供热煤电机组系统包括热电系统、储热系统、供热系统和导热管，热电系统包括锅炉和汽轮机，锅炉和汽轮机通过第一循环管路连接，汽轮机的输出轴与发电机连接；储热系统包括介质储存结构和第一换热器，介质储存结构和第一换热器通过第二循环管路连接；供热系统包括供水管和第二换热器，供水管包括进水端和出水端，供水管和第二循环管路均与第二换热器连接并进行换热；导热管的第一端与汽轮机的进口连接，第二端与第一换热器连接，以使导热管与第一循环管路换热，导热管上设置有第一开关结构。

18、工作时，锅炉产生的蒸汽通过第一循环管路进入汽轮机，汽轮机通过输出轴带动发电机工作，以提供电量。当供热煤电机组系统的供电量需求降低时，可以打开第一开关结构，导热管可以将第一循环管路中的热蒸汽部分导出至第一换热器提供热量，第二循环管路将第一换热器中的热量导出至介质储存结构中储存热量，由于一部分热蒸汽被导热管导出，进入汽轮机的蒸汽量就相应减少，所以发电机的发电量也减少，满足了降低供电量的需要。

19、当供热煤电机组系统的供电量需求提高时，可以将第一开关结构关闭，锅炉产生的蒸汽全部进入到汽轮机，提高了汽轮机的工作负荷，从而提高了发电机发电量。在需要对外供热的情况下，第二循环管路可以将介质储存结构中储存的热量导出到第二换热器中，水通过进水端进入并流动至第二换热器进行换热，之后从出口端流出向外供热，如此保证了对外界的供热。所以本实用新型提供的供热煤电机组系统能够对供电量和供热量其中一种进行灵活调整，实现了煤电机组供热和供电的解耦，以满足不同的工况要求。

20、此外，在锅炉和汽轮机之间引出一部分蒸汽，可以在保证锅炉维持自身最低稳燃负荷的同时降低进入汽轮机的蒸汽流量，从而降低汽轮机负荷，达到机炉解耦的目的。

21、2.本实用新型提供的供热煤电机组系统，汽轮机包括高压缸和中/低压缸，导热管的第一端与中/低压缸的进口连接。进入高压缸的蒸汽压力要大于进入中/低压缸的蒸汽压力，对外供热的蒸汽压力较低，所以将导热管设置在中/低压缸的进口，这样在将蒸汽进入导热管之前就无须进行泄压操作。

22、3.本实用新型提供的供热煤电机组系统，锅炉包括第一进口、第二进口、第一出口和第二出口，第一循环管路包括第一进管、第一出管、第二进管、第二出管，第一进管连接在第一出口和高压缸的进口之间，第一出管连接在高压缸的出口与第一进口之间，第二进管连接在第二出口和中/低压缸的进口之间，第二出管连接在中/低压缸的出口与第二进口之间；导热管的第一端连接在第二进管上。

23、锅炉工作时，蒸汽从第一出口通过第一进管进入到高压缸中，高压缸带动发电机工作，之后蒸汽从高压缸的出口通过第一出管进入到锅炉中再次加热，加热后的蒸汽从第二出口通过第二进管进入到中/低压缸中，中/低压缸带动发电机工作。第一循环管路与锅炉配合，可以对从高压缸出来的蒸汽的压力和温度进行补充，以提高中/低压缸的工作效率，进而提高热电机组的发电效率。导热管的第一端连接在第二进管上，可以在供热煤电机组系统需要降低发电量时，将再热后的蒸汽从第二进管部分导出，降低进入中/低压缸的蒸汽量，降低中/低压缸的工作效率，以降低发电机的发电量。同时还能够使两次进入锅炉的流量保持稳定，使得锅炉内的压力保持稳定。

24、4.本实用新型提供的供热煤电机组系统，第二出管上设置有除氧器、位于除氧器上游的低压加热器以及位于除氧器上游的高压加热器，低压加热器与中/低压缸连接，高压加热器与高压缸连接。从中/低压缸出口排出的蒸汽会被冷凝成水流动在第二出管中，第二出管沿水流方向依次经过低压加热器、除氧器和高压加热器，之后进入锅炉。低压加热器能够将中/低压缸中的热蒸汽部分导出用于对第二出管中的水进行第一次预热。除氧器用于将水中掺杂的氧气去除，以防止氧气对后续管路和设备腐蚀。高压加热器能够将高压缸中的热蒸汽部分导出用于对第二出管中的水进行第二次预热。通过两次预热可以加快锅炉将水转化为蒸汽的效率。

25、5.本实用新型提供的供热煤电机组系统，介质储存结构包括低温熔盐罐和高温熔盐罐，低温熔盐罐位于第一换热器的上游，高温熔盐罐位于第一换热器的下游。第二循环管路依次连接低温熔盐罐、第一换热器和高温熔盐罐，那么换热介质可以从低温熔盐罐中流向第一换热器，换热介质在第一换热器中升温，之后进入到高温熔盐罐中将热量储存。

26、6.本实用新型提供的供热煤电机组系统，第二换热器包括预热换热器和蒸发器，蒸发器位于预热换热器的上游，第二循环管路沿换热介质流动方向依次通过蒸发器和预热换热器，供水管沿着水的流动方向依次通过预热换热器和蒸发器。第二循环管路中的换热介质依次通过蒸发器和预热换热器，那么蒸发器的温度要高于预热换热器的温度。供水管中的水依次经过预热换热器和蒸发器，可以在预热换热器中预热，以提高自身温度，增加在蒸发器中的升温汽化效率。

27、7.本实用新型提供的供热煤电机组系统，导热管包括位于第一换热器下游的供热管，供热管上设置有第二开关结构。导热管中的蒸汽通过第一换热器之后还留有一些温度，可以通过供热管直接向外供热，无需再次流回到机电系统中。