一种耦合蒸汽压缩机与相变储热的燃煤机组深度调峰装置的制作方法

本发明涉及燃煤发电，尤其涉及一种耦合蒸汽压缩机与相变储热的燃煤机组深度调峰装置。

背景技术：

1、近年来，一方面，为适应新型电力系统建设，促进清洁能源消纳，引导煤电机组进行灵活性改造，改造后燃煤机组深度调峰出力在额定容量40%以下的深度调峰补偿标准大幅提高。另一方面，随着电力现货市场的开启，深度调峰期间发电侧报价已经趋向边际成本，而负荷高峰时期平均节点电价则远高于平均售价。

2、然而，针对现有未改造的燃煤机组，其深度调峰出力在额定容量40%以上，无法满足调峰需求。

技术实现思路

1、本发明提供了一种耦合蒸汽压缩机与相变储热的燃煤机组深度调峰装置，解决了现有未改造的燃煤机组，其深度调峰出力在额定容量40%以上，无法满足调峰需求的技术问题。

2、本发明提供的一种耦合蒸汽压缩机与相变储热的燃煤机组深度调峰装置，包括蒸汽压缩系统、相变储热系统和储水系统，所述蒸汽压缩系统包括依次连接的第一级蒸汽压缩机和第二级蒸汽压缩机，所述第一级蒸汽压缩机和所述第二级蒸汽压缩机串联布置；

3、所述相变储热系统包括相变换热器阵列；

4、所述储水系统包括高温水罐和低温水罐。

5、可选地，所述蒸汽压缩系统与所述相变储热系统之间连接有压缩机至相变换热器隔离阀；

6、所述相变储热系统和所述高温水罐进口通过相变换热器至高温水罐隔离阀串联布置。

7、可选地，所述相变换热器阵列的高温端通过相变换热器至除氧器进汽隔离阀与除氧器连接；

8、所述相变换热器阵列的低温端通过凝结水至相变换热器隔离阀、凝结水升压泵和所述除氧器的入口凝结水管道连接，所述相变换热器阵列的低温端还通过所述相变换热器至高温水罐隔离阀与所述高温水罐连接。

9、可选地，所述高温水罐出口通过高温水罐至除氧器升压泵、高温水罐至除氧器隔离阀与所述除氧器串联。

10、可选地，所述低温水罐的出口与凝结水泵的入口通过低温水罐出水阀串连；

11、所述低温水罐的进口与所述凝结水泵的出口通过低温水罐进水阀串连。

12、可选地，所述蒸汽压缩系统采用两级压缩或单级压缩或多级压缩。

13、可选地，所述相变换热器阵列所采用的相变材料为中温相变材料，包括有机物或无机盐。

14、可选地，所述相变材料用于当处于机组负荷高峰期时，所述凝结水升压泵用来提高进入所述相变换热器阵列的凝结水压力，以便所述相变材料释放的热量时可产生压力较高的蒸汽用于所述除氧器或热用户或低压加热器组或汽轮机低压缸。

15、从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

16、本发明中，锅炉维持在最低稳燃工况（一般为额定容量40%），汽轮机抽汽经压缩机升压后将热量存储在相变换热器和高温水罐中，由于减少汽轮机做功蒸汽量，从而将汽轮发电机组出力降低至额定容量40%以下，实现深度调峰。

17、本发明与电加热熔盐等调峰技术相比，利用压缩机消耗电能回收了低能级蒸汽的汽化潜热，因此储能效率得到了极大的提高。考虑相变储热系统存在5%的散热损失，一个储热与放热循环范围内，机组负荷高峰期利用相变储热系统释放热量获得的电量与机组深度调峰期间损失的调峰电量（抽走的低能级蒸汽造成发电减少量与蒸汽压缩机消耗电量之和）之比大于75%，明显高于电加热熔盐、压缩空气储能等新型储能技术的转换效率。

18、本发明对现有机组热力系统改动范围小，尤其是不需要改变锅炉的汽水系统，也不需要对现有机组的高压给水系统做任何改造。本发明利用再热减温水（给水泵中间抽头）作为蒸汽压缩机的入口减温水，如果现场条件不允许，也可利用凝结水泵出口的凝结水替代。

技术特征：

1.一种耦合蒸汽压缩机与相变储热的燃煤机组深度调峰装置，其特征在于，包括蒸汽压缩系统、相变储热系统和储水系统，所述蒸汽压缩系统包括依次连接的第一级蒸汽压缩机和第二级蒸汽压缩机，所述第一级蒸汽压缩机和所述第二级蒸汽压缩机串联布置；

2.根据权利要求1所述的耦合蒸汽压缩机与相变储热的燃煤机组深度调峰装置，其特征在于，所述蒸汽压缩系统与所述相变储热系统之间连接有压缩机至相变换热器隔离阀；

3.根据权利要求2所述的耦合蒸汽压缩机与相变储热的燃煤机组深度调峰装置，其特征在于，所述相变换热器阵列的高温端通过相变换热器至除氧器进汽隔离阀与除氧器连接；

4.根据权利要求3所述的耦合蒸汽压缩机与相变储热的燃煤机组深度调峰装置，其特征在于，所述高温水罐出口通过高温水罐至除氧器升压泵、高温水罐至除氧器隔离阀与所述除氧器串联。

5.根据权利要求3所述的耦合蒸汽压缩机与相变储热的燃煤机组深度调峰装置，其特征在于，所述低温水罐的出口与凝结水泵的入口通过低温水罐出水阀串连；

6.根据权利要求1所述的耦合蒸汽压缩机与相变储热的燃煤机组深度调峰装置，其特征在于，所述蒸汽压缩系统采用两级压缩或单级压缩或多级压缩。

7.根据权利要求1所述的耦合蒸汽压缩机与相变储热的燃煤机组深度调峰装置，其特征在于，所述相变换热器阵列所采用的相变材料为中温相变材料，包括有机物或无机盐。

8.根据权利要求3所述的耦合蒸汽压缩机与相变储热的燃煤机组深度调峰装置，其特征在于，所述相变材料用于当处于机组负荷高峰期时，所述凝结水升压泵用来提高进入所述相变换热器阵列的凝结水压力，以便所述相变材料释放的热量时可产生压力较高的蒸汽用于所述除氧器或热用户或低压加热器组或汽轮机低压缸。

技术总结本发明涉及燃煤发电技术领域，公开了一种耦合蒸汽压缩机与相变储热的燃煤机组深度调峰装置，包括蒸汽压缩系统、相变储热系统和储水系统。蒸汽压缩系统包括依次连接的第一级蒸汽压缩机和第二级蒸汽压缩机；相变储热系统由一系列的相变换热器组成；储水系统包括高温水罐和低温水罐。本发明在机组深度调峰期间，通过压缩低能级蒸汽，利用相变材料储存汽化潜热，利用热水罐储存显热，可明显增加机组的调峰深度；在机组负荷高峰期，通过释放相变材料储存汽化潜热，释放热水罐储存显热，可明显提高机组向上顶峰发电的能力。技术研发人员：李千军,张贵龙,吴亦竹,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：2024/8/1