一种利用旁路蓄热的二次再热机组调峰系统

本发明涉及一种二次再热机组调峰系统，尤其是涉及一种利用旁路蓄热的二次再热机组调峰系统。

背景技术：

1、随着波动性可再生能源的发电比例不断提高，发电机组的运行模式从承担基本负荷逐渐转为深度调峰运行，负荷变化频繁。火电机组的运行目标从追求高效节能转变为注重提升机组的灵活性、机组深度调峰及快速启停能力。这也是我国未来煤电机组运行的发展趋势。为了满足电网系统负荷与频率响应的稳定性和提高新能源系统的消纳能力，燃煤电厂必须提高运行的灵活性。

2、现有的火电机组调峰机组深度调峰能力和过负荷能力均十分有限，无法满足电力系统调峰压力的增加，需要提高火电机组的调峰能力和灵活性。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种利用旁路蓄热的二次再热机组调峰系统，基于蒸汽加热熔盐蓄热的火电机组调峰技术不需对锅炉及汽轮机本体进行改造，只需在外部增加一套熔盐蓄放热系统，可以实现能源整合，提高能源系统调峰能力和灵活性。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、本发明提供一种利用旁路蓄热的二次再热机组调峰系统，包括：蓄热装置、汽轮机组；

4、蓄热装置包括依次连接的高温熔盐罐、高温熔盐泵、高温熔盐关断阀、熔盐给水换热器、低温熔盐罐、低温熔盐泵、低温熔盐关断阀、熔盐蒸汽换热器组；

5、熔盐蒸汽换热器组的蒸汽侧进口与汽轮机组通过旁路管道连接。

6、进一步的，低温熔盐罐用于储存低温熔盐，在蓄热过程中低温熔盐关断阀打开，储存在低温熔盐罐中的低温熔盐进入熔盐蒸汽换热器组吸收旁路蒸汽的热量，升温后进入高温熔盐罐储存；

7、高温熔盐罐用于储存高温熔盐，在放热过程中高温熔盐关断阀打开，储存在高温熔盐罐中的高温熔盐进入熔盐给水换热器加热锅炉给水，减温后进入低温熔盐罐储存。

8、进一步的，熔盐蒸汽换热器组包括三个并联的熔盐蒸汽换热器，熔盐蒸汽换热器包括：熔盐蒸汽换热器a、熔盐蒸汽换热器b、熔盐蒸汽换热器c，从低温熔盐罐出来的低温熔盐分流进入三个熔盐蒸汽换热器，低温熔盐吸蒸汽热量后，再汇合进入高温熔盐罐。

9、进一步的，在蓄热过程中，送入熔盐蒸汽换热器a的低温熔盐流量由熔盐蒸汽换热器a熔盐侧入口的低温熔盐流量调节阀a调节，送入熔盐蒸汽换热器b的低温熔盐流量由熔盐蒸汽换热器b熔盐侧入口的低温熔盐流量调节阀b调节，送入熔盐蒸汽换热器c的低温熔盐流量由熔盐蒸汽换热器c熔盐侧入口的低温熔盐流量调节阀c调节。

10、进一步的，熔盐蒸汽换热器a蒸汽侧进口与汽轮机超高压缸进汽管道上的第一旁路管道相联，熔盐蒸汽换热器a蒸汽侧出口与一次冷再热蒸汽管道相联；

11、在蓄热过程中，从锅炉过热器来的部分过热蒸汽经过减压阀a减压，送入熔盐蒸汽换热器a加热低温熔盐，过热蒸汽温度降低后进入一次冷再热蒸汽管道；从锅炉过热器来的剩余过热蒸汽输送至汽轮机超高压缸以推动其做功，汽轮机超高压缸的排汽送入一次冷再热蒸汽管道，一次冷再热蒸汽管道将熔盐蒸汽换热器a出口蒸汽和汽轮机超高压缸出口蒸汽送入锅炉一次再热器。

12、进一步的，熔盐蒸汽换热器b蒸汽侧进口与汽轮机高压缸进汽管道上的第二旁路管道相联，熔盐蒸汽换热器b蒸汽侧出口与二次冷再热蒸汽管道相联；

13、在蓄热过程中，从锅炉一次再热器来的部分一次再热蒸汽经过减压阀b减压，送入熔盐蒸汽换热器b加热低温熔盐，一次再热蒸汽温度降低后送入二次冷再热蒸汽管道；从锅炉一次再热器来的剩余一次再热蒸汽输送至汽轮机高压缸以推动其做功，汽轮机高压缸的排汽送入二次冷再热蒸汽管道，二次冷再热蒸汽管道将熔盐蒸汽换热器b出口蒸汽和汽轮机高压缸出口蒸汽送入锅炉二次再热器。

14、进一步的，熔盐蒸汽换热器c蒸汽侧进口与汽轮机中压缸进汽管道上的旁路管道相联，熔盐蒸汽换热器c蒸汽侧出口与凝汽器相联；

15、在蓄热过程中，从锅炉二次再热器来的部分二次再热蒸汽经过减压阀c减压，送入熔盐蒸汽换热器c加热低温熔盐，二次再热蒸汽温度降低后送入凝汽器，从锅炉二次再热器来的剩余二次再热蒸汽输送至汽轮机中压缸以推动其做功。

16、进一步的，在蓄热过程中，送入熔盐蒸汽换热器a的过热蒸汽流量由熔盐蒸汽换热器a蒸汽侧入口的过热蒸汽流量调节阀调节，送入熔盐蒸汽换热器b的一次再热蒸汽流量由熔盐蒸汽换热器b蒸汽侧入口的一次再热蒸汽流量调节阀调节，送入熔盐蒸汽换热器c的二次再热蒸汽流量由熔盐蒸汽换热器c蒸汽侧入口的二次再热蒸汽流量调节阀调节。

17、进一步的，在放热过程中，送入熔盐给水换热器的高温熔盐流量由熔盐给水换热器熔盐侧入口的高温熔盐流量调节阀调节。

18、进一步的，熔盐给水换热器水侧的进口与给水泵出口相联，熔盐给水换热器水侧的出口与锅炉给水管道相联；

19、在放热过程中，给水泵出口通向高压加热器的管道上的第一关断阀关闭，通向熔盐给水换热器的管道上的第二关断阀打开，给水泵将蓄水罐中的水送入熔盐给水换热器加热后，送入锅炉省煤器。

20、与现有技术相比，本发明具有以下优点：

21、本发明提高火电机组的调峰能力和灵活性。本系统得益于熔盐-蒸汽换热器三并联结构，在蓄热过程可以同时抽取部分主蒸汽、一次再热蒸汽和二次再热蒸汽作为高温热源，在抽取部分主蒸汽与一次再热蒸汽和二次再热蒸汽作为高温热源时，不会过于降低锅炉再热器的流量，没有锅炉最低稳燃负荷约束问题，相较于现有方案，汽轮机超高压缸和高压缸做功更小，同时抽取部分二次再热蒸汽作为高温热源，蒸汽蓄热后进入凝汽器，可以同时降低汽轮机中压缸和低压缸进汽量，降低发电功率。在放热过程高压加热器给水全部进入蓄热系统蓄热后进入锅炉省煤器，排挤全部高压加热器抽汽，快速顶峰运行。

技术特征：

1.一种利用旁路蓄热的二次再热机组调峰系统，其特征在于，包括：蓄热装置、汽轮机组；

2.根据权利要求1所述的一种利用旁路蓄热的二次再热机组调峰系统，其特征在于，所述低温熔盐罐(10)用于储存低温熔盐，在蓄热过程中低温熔盐关断阀(16)打开，储存在低温熔盐罐(10)中的低温熔盐进入熔盐-蒸汽换热器组吸收旁路蒸汽的热量，升温后进入高温熔盐罐(9)储存；

3.根据权利要求1所述的一种利用旁路蓄热的二次再热机组调峰系统，其特征在于，所述熔盐-蒸汽换热器组包括三个并联的熔盐-蒸汽换热器，熔盐-蒸汽换热器包括：熔盐-蒸汽换热器a(13-1)、熔盐-蒸汽换热器b(14-1)、熔盐-蒸汽换热器c(15-1)，从低温熔盐罐(10)出来的低温熔盐分流进入三个熔盐-蒸汽换热器，低温熔盐吸蒸汽热量后，再汇合进入高温熔盐罐(9)。

4.根据权利要求3所述的一种利用旁路蓄热的二次再热机组调峰系统，其特征在于，在蓄热过程中，送入熔盐-蒸汽换热器a(13-1)的低温熔盐流量由熔盐-蒸汽换热器a(13-1)熔盐侧入口的低温熔盐流量调节阀a(13-3)调节，送入熔盐-蒸汽换热器b(14-1)的低温熔盐流量由熔盐-蒸汽换热器b(14-1)熔盐侧入口的低温熔盐流量调节阀b(14-3)调节，送入熔盐-蒸汽换热器c(15-1)的低温熔盐流量由熔盐-蒸汽换热器c(15-1)熔盐侧入口的低温熔盐流量调节阀c(15-3)调节。

5.根据权利要求3所述的一种利用旁路蓄热的二次再热机组调峰系统，其特征在于，所述熔盐-蒸汽换热器a(13-1)蒸汽侧进口与汽轮机超高压缸进汽管道(1-1)上的第一旁路管道(1-2)相联，所述熔盐-蒸汽换热器a(13-1)蒸汽侧出口与一次冷再热蒸汽管道(18)相联；

6.根据权利要求3所述的一种利用旁路蓄热的二次再热机组调峰系统，其特征在于，所述熔盐-蒸汽换热器b(14-1)蒸汽侧进口与汽轮机高压缸进汽管道(2-1)上的第二旁路管道(2-2)相联，所述熔盐-蒸汽换热器b(14-1)蒸汽侧出口与二次冷再热蒸汽管道(17)相联；

7.根据权利要求3所述的一种利用旁路蓄热的二次再热机组调峰系统，其特征在于，所述熔盐-蒸汽换热器c(15-1)蒸汽侧进口与汽轮机中压缸进汽管道(3-1)上的旁路管道(3-2)相联，所述熔盐-蒸汽换热器c(15-1)蒸汽侧出口与凝汽器相联；

8.根据权利要求3所述的一种利用旁路蓄热的二次再热机组调峰系统，其特征在于，在蓄热过程中，送入熔盐-蒸汽换热器a(13-1)的过热蒸汽流量由熔盐-蒸汽换热器a(13-1)蒸汽侧入口的过热蒸汽流量调节阀(1-3)调节，送入熔盐-蒸汽换热器b(14-1)的一次再热蒸汽流量由熔盐-蒸汽换热器b(14-1)蒸汽侧入口的一次再热蒸汽流量调节阀(2-3)调节，送入熔盐-蒸汽换热器c(15-1)的二次再热蒸汽流量由熔盐-蒸汽换热器c(15-1)蒸汽侧入口的二次再热蒸汽流量调节阀(3-3)调节。

9.根据权利要求1所述的一种利用旁路蓄热的二次再热机组调峰系统，其特征在于，在放热过程中，送入熔盐-给水换热器(20-1)的高温熔盐流量由熔盐-给水换热器(20-1)熔盐侧入口的高温熔盐流量调节阀(20-3)调节。

10.根据权利要求1所述的一种利用旁路蓄热的二次再热机组调峰系统，其特征在于，所述熔盐-给水换热器(20-1)水侧的进口与给水泵(5)出口相联，所述熔盐-给水换热器(20-1)水侧的出口与锅炉给水管道(19)相联；

技术总结本发明涉及一种利用旁路蓄热的二次再热机组调峰系统，包括：蓄热装置、汽轮机组；蓄热装置包括依次连接的高温熔盐罐、高温熔盐泵、高温熔盐关断阀、熔盐给水换热器、低温熔盐罐、低温熔盐泵、低温熔盐关断阀、熔盐蒸汽换热器组；熔盐蒸汽换热器组的蒸汽侧进口与汽轮机组通过旁路管道连接。与现有技术相比，本发明针对二次再热机组，基于蒸汽加热熔盐蓄热的火电机组调峰技术不需对锅炉及汽轮机本体进行改造，只需在外部增加一套熔盐蓄放热系统，可以实现能源整合，提高能源系统调峰能力和灵活性。技术研发人员：郑莆燕,沈仁虎,赵航,罗添,程佳豪,张相鹏,叶子杰,黄娅彤受保护的技术使用者：上海电力大学技术研发日：技术公布日：2024/7/18