一种兼顾发电及供热的熔盐储能系统及其运行方式的制作方法

本发明涉及熔盐储能，尤其是一种兼顾发电及供热的熔盐储能系统及其运行方式。

背景技术：

1、近年来，风电及光伏装机规模不断增大，新能源所发电力的不稳定性对电网造成了冲击。熔盐储能装置能够平滑电网的输出特性，提升电网稳定性；熔盐储能装置在风电、光伏大发时段或电网电价处于谷电时段进行储能，在电网缺电或热网出力不足时段释能。

2、熔盐是一种稳定的储热介质，实际工程应用中主要有二元盐和三元盐两种，二元盐工作温度区间290～565℃，主要用于太阳能光热发电等需要高温蒸汽的场景；三元盐工作温度区间170～450℃，主要用于工业供热或采暖供热等需要中低温蒸汽的场景。

3、熔盐储能站的运行模式：在非采暖季，熔盐储能站每天仅在电价为峰(尖峰)时段发电，其余时段停机待命；在采暖季，为提高电热转换效率，熔盐储能站只供热不发电。

4、发电用蒸汽初参数越高则发电效率越高，为满足非采暖季的发电需求，应优先选择工作温度较高的二元盐作为储热介质；由于二元盐配套的蒸汽发生系统(sgs)产生的蒸汽参数较高，无法同时满足非采暖季发电(9.8mpa.g/540℃)和采暖季供热(≤0.8mpa.g/300℃)两种需求，在现有技术条件下，高温高压蒸汽需要经过减温减压后才能满足采暖季的供热需求，但减温减压过程中存在能量损耗，热力系统运行经济性较差。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种兼顾发电及供热的熔盐储能系统及其运行方式，通过熔盐蒸汽发生系统(sgs)耦合汽水换热系统(swhe)，可产生两种不同参数的蒸汽用于发电及供热。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

3、一种兼顾发电及供热的熔盐储能系统,包括储能单元、释能单元和给水供应单元，所述储能单元包括依次连接在一起的低温熔盐储罐、熔盐电加热器和高温熔盐储罐，所述熔盐电加热器的进线端连接有储能降压变换器的低压侧出线端；

4、所述释能单元依次连接在一起的低负荷预热器、预热器、蒸发器、汽包和过热器；

5、所述给水供应单元包括疏水箱、高压除氧器和低压除氧器，所述高压除氧器依次连接有高压加热器a和高压加热器b。

6、所述低温熔盐储罐的出口与熔盐电加热器的进口连接，所述熔盐电加热器的出口与高温熔盐储罐的进口连接，所述高温熔盐储罐的出口与过热器的壳侧进口连接，所述过热器的壳侧出口与蒸发器的壳侧进口连接，所述蒸发器的壳侧出口与预热器的壳侧进口连接，所述预热器的壳侧出口与低温熔盐储罐的进口连接。

7、所述低温熔盐储罐与熔盐电加热器之间设置有低温熔盐泵，所述高温熔盐储罐与过热器之间设置有高温熔盐泵。

8、所述高压除氧器的出口与高压加热器a的进口连接，所述高压加热器a的出口与高压加热器b的进口连接，所述加热器b的出口与低负荷预热器的管侧进口连接，所述低负荷预热器的管侧出口与预热器的管侧进口连接，所述预热器的管侧出口与蒸发器的管侧进口连接，所述蒸发器的管侧出口与汽包的进口连接，所述汽包的出口与过热器的管侧进口连接。

9、所述过热器的管侧出口连接有采暖蒸汽过热器的管侧进口，所述采暖蒸汽过热器的管侧出口连接有采暖蒸汽发生器的管侧进口，所述采暖蒸汽发生器的管侧出口与疏水箱的进口连接，所述疏水箱的出口与预热器的管侧进口连接。

10、所述疏水箱与预热器之间设置有疏水泵，所述高压除氧器与高压加热器a之间设置有高压给水泵。

11、所述低压除氧器的出口与采暖蒸汽发生器的壳侧进口端连接，所述采暖蒸汽发生器的壳侧出口与采暖蒸汽过热器的壳侧进口连接，所述低压除氧器与采暖蒸汽发生器之间设置有低压给水泵。

12、一种兼顾发电及供热的熔盐储能系统的运行方式，包括以下步骤：

13、s1、储能

14、在新能源大发时段或电网电价处于谷电时段，通过储能降压变换器将电网侧110kv及以上电压等级降至10kv或以下等级，通过熔盐电加热器将低温熔盐储罐中290℃的低温熔盐加热至565℃的高温熔盐，然后高温熔盐输送至高温熔盐储罐中；

15、s2、释能

16、s2.1、在非采暖季，熔盐储存的热能通过释能单元产生高温高压蒸汽进行顶峰发电，高压除氧器中的除氧水通过高压给水泵依次输送至高压加热器a和高压加热器b中加热，给水温度由158℃提升到220℃，给水压力10.7mpa.g；高压加热器b出口的给水经过低负荷预热器再次加热达到245℃，245℃的给水进入预热器；熔盐介质走换热器壳侧，565℃的高温熔盐经过过热器、蒸发器及预热器后，熔盐介质的温度降至290℃后进入低温熔盐储罐；汽水介质走换热器管侧，245℃的低温高压给水经过预热器、蒸发器、汽包及过热器后，转换成9.8mpa.g/540℃的高温高压蒸汽进入汽轮机发电；在非采暖季，蒸汽发生系统(sgs)单独运行；

17、s2.2、在采暖季，高温高压蒸汽走管侧，通过采暖蒸汽过热器和采暖蒸汽发生器后，产生245℃的冷凝水进入疏水箱，然后通过疏水泵直接输送至预热器的给水进口；低压除氧器中的除氧水通过低压给水泵送至采暖蒸汽发生器的给水入口，低压给水先后经过采暖蒸汽发生器和采暖蒸汽过热器后，转换成0.8mpa.g/300℃的低参数蒸汽进入热网首站，从而进行对外供热。

18、本发明的有益效果是：

19、1.通过一种熔盐介质、一套蒸汽发生发生系统(sgs)和一套汽水换热系统(swhe)，即可产生两种不同参数的蒸汽分别用于发电和供热，实现了熔盐储能系统蒸汽参数的灵活配置，当有多种不同参数的蒸汽需求时，只需要增加与之匹配的汽水换热系统(swhe)即可实现。

20、2.通过一套汽水换热系统(swhe)实现高温高压蒸汽和低压中温蒸汽的解耦运行，通过对高压冷凝水的循环复用，回收了能量和工质，降低了蒸汽发生发生系统(sgs)给水泵的电耗，实现了熔盐储能系统的经济运行。

21、3.通过一种熔盐介质、一套蒸汽发生发生系统(sgs)和一套汽水换热系统(swhe)即可产生两种不同参数的蒸汽，与常规技术需要配置两种熔盐介质和两套蒸汽发生发生系统(sgs)相比，提高了熔盐储能系统供能的灵活性，降低了工程造价，减少了占地面积，提高了设备使用效率和系统运行的经济性。

技术特征：

1.一种兼顾发电及供热的熔盐储能系统,包括储能单元、释能单元和给水供应单元，其特征在于：所述储能单元包括依次连接在一起的低温熔盐储罐(3)、熔盐电加热器(2)和高温熔盐储罐(4)，所述熔盐电加热器(2)的进线端连接有储能降压变换器(1)的低压侧出线端；

2.如权利要求1所述的一种兼顾发电及供热的熔盐储能系统，其特征在于：所述低温熔盐储罐(3)的出口与熔盐电加热器(2)的进口连接，所述熔盐电加热器(2)的出口与高温熔盐储罐(4)的进口连接，所述高温熔盐储罐(4)的出口与过热器(12)的壳侧进口连接，所述过热器(12)的壳侧出口与蒸发器(10)的壳侧进口连接，所述蒸发器(10)的壳侧出口与预热器(9)的壳侧进口连接，所述预热器(9)的壳侧出口与低温熔盐储罐(3)的进口连接。

3.如权利要求2所述的一种兼顾发电及供热的熔盐储能系统，其特征在于：所述低温熔盐储罐(3)与熔盐电加热器(2)之间设置有低温熔盐泵(5)，所述高温熔盐储罐(4)与过热器(12)之间设置有高温熔盐泵(6)。

4.如权利要求1所述的一种兼顾发电及供热的熔盐储能系统，其特征在于：所述高压除氧器(17)的出口与高压加热器a(21)的进口连接，所述高压加热器a(21)的出口与高压加热器b(22)的进口连接，所述加热器b(22)的出口与低负荷预热器(7)的管侧进口连接，所述低负荷预热器(7)的管侧出口与预热器(9)的管侧进口连接，所述预热器(9)的管侧出口与蒸发器(10)的管侧进口连接，所述蒸发器(10)的管侧出口与汽包(11)的进口连接，所述汽包(11)的出口与过热器(12)的管侧进口连接。

5.如权利要求4所述的一种兼顾发电及供热的熔盐储能系统，其特征在于：所述过热器(12)的管侧出口连接有采暖蒸汽过热器(14)的管侧进口，所述采暖蒸汽过热器(14)的管侧出口连接有采暖蒸汽发生器(13)的管侧进口，所述采暖蒸汽发生器(13)的管侧出口与疏水箱(15)的进口连接，所述疏水箱(15)的出口与预热器(9)的管侧进口连接。

6.如权利要求5所述的一种兼顾发电及供热的熔盐储能系统，其特征在于：所述疏水箱(15)与预热器(9)之间设置有疏水泵(16)，所述高压除氧器(17)与高压加热器a(21)之间设置有高压给水泵(18)。

7.如权利要求5所述的一种兼顾发电及供热的熔盐储能系统，其特征在于：所述低压除氧器(19)的出口与采暖蒸汽发生器(13)的壳侧进口端连接，所述采暖蒸汽发生器(13)的壳侧出口与采暖蒸汽过热器(14)的壳侧进口连接，所述低压除氧器(19)与采暖蒸汽发生器(13)之间设置有低压给水泵(20)。

8.如权利要求1所述的一种兼顾发电及供热的熔盐储能系统的运行方式，其特征在于：包括以下步骤：

技术总结本发明涉及一种兼顾发电及供热的熔盐储能系统及其运行方式,包括储能单元、释能单元和给水供应单元，所述储能单元包括依次连接在一起的低温熔盐储罐、熔盐电加热器和高温熔盐储罐，所述熔盐电加热器的进线端连接有储能降压变换器的低压侧出线端；所述释能单元依次连接在一起的低负荷预热器、预热器、蒸发器、汽包和过热器；所述给水供应单元包括疏水箱、高压除氧器和低压除氧器，所述高压除氧器依次连接有高压加热器A和高压加热器B。通过熔盐蒸汽发生系统(SGS)耦合汽水换热系统(SWHE)，可产生两种不同参数的蒸汽用于发电及供热。技术研发人员：安军,肖睿,贾荣,周再举,卓越,吴列,陈超受保护的技术使用者：四川电力设计咨询有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/8/20