基于熔盐储能提升火力发电机组负荷速率装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种火力发电机组调整领域技术领域，具体涉及一种基于熔盐储能提升火力发电机组负荷速率装置。


背景技术：

2.近年来风电、光伏等可再生能源发电的规模和比重大幅提高。然而，可再生能源具有波动性和间歇性等特点，接入电网后，需要常规火力发电机组增加深度调峰、顶峰的辅助服务外，要求具备机组快速升降电负荷的能力。
3.因此，在燃煤火力发电机组占据主体电源地位，同时大规模不稳定可再生能源亟待并网的双重背景下，我国火电机组灵活运行能力亟待提高。
4.利用熔盐储热来实现机组的灵活调峰、顶峰已经逐渐成为研究热点，但主要集中在电加热、烟气加热、蒸汽加热方式的在深度调峰、顶峰背景下的适配性研究，重在挖掘机组调峰潜能。
5.常规的熔盐储能主要为通过热电解耦的方式实现机组的深度调峰，系统在非运行模式下的熔盐用电负荷为零，仅深度调峰时段通过吸收多余电量来实现机组的低电负荷运行，可一定程度实现机组的快速降负荷，但无法有效解决机组的快速升负荷问题，对改善机组爬坡速率没有显著作用。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种通过逐渐减少的负载电负荷以及产生蒸汽增加的做功量来提高机组的电负荷爬坡速率，基于熔盐储能大幅度提升火力发电机组负荷速率装置。
7.为实现上述目的，本实用新型提供了一种基于熔盐储能提升火力发电机组负荷速率装置，包括火力发电机组和连接火力发电机组的电网，所述火力发电机组包括锅炉和发电机，锅炉依次经过高压缸和中压缸并通过第五阀门与低压缸相连，发电机与低压缸电性连接并为整个系统提供驱动力，发电机与电网的电力输送段上设有为高温熔盐罐供热的熔盐电加热器，高温熔盐罐通过管路与熔盐蒸汽发生器相连，熔盐蒸汽发生器产生的蒸汽经第四阀门送入到低压缸中。
8.作为上述方案的进一步地改进，所述熔盐蒸汽发生器内的高温熔盐加热管路连通低温熔盐罐，低温熔盐罐管路通过低温熔盐泵以及第二阀门连通熔盐电加热器。
9.作为上述方案的进一步地改进，所述熔盐蒸汽发生器的进水端上设置有升压给水泵。
10.作为上述方案的进一步地改进，所述高温熔盐罐与熔盐蒸汽发生器的管路上设有高温熔盐泵和第一阀门。
11.作为上述方案的进一步地改进，所述升压给水泵经第三阀门与熔盐蒸汽发生器的进水端相通，升压给水泵接入除氧器来水。
12.本实用新型的有益效果为：这种基于熔盐储能提升火力发电机组负荷速率装置通过在现有发电机组与电网间接入熔盐电加热器，为熔盐电加热器提供持续供电，同时为高温熔盐罐持续供热，使得高温熔盐罐保持储能；
13.本发明基于可控负载下的电热熔盐储能技术，利用缓慢降低熔盐电加热器负荷，可以增加火电机组实际上网电负荷的同时，释放储能系统热量产生蒸汽进入低压缸做功，通过逐渐减少的负载电负荷以及产生蒸汽增加的做功量来提高机组的电负荷爬坡速率，该装置及运行方法可大幅度提升机组电负荷的响应速度。
附图说明
14.图1是本实用新型实施例提供的基于熔盐储能提升火力发电机组负荷速率装置的系统结构图。
具体实施方式
15.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
16.实施例1
17.如图1所示，本实施例是基于熔盐储能来提升火力发电机组负荷速率装置，包括火力发电机组和连接火力发电机组的电网(6)，火力发电机组包括锅炉(1)和发电机(5)，锅炉(1)依次经过高压缸(2)和中压缸(3)并通过第五阀门(18)与低压缸(4)相连，发电机(5)与低压缸(4)电性连接并为整个系统提供驱动力，发电机(5)与电网(6)的电力输送段上设有熔盐电加热器(9)，熔盐电加热器9为高温熔盐罐7持续提供热量，高温熔盐罐(7)通过管路与熔盐蒸汽发生器(10)相连，将高温熔盐罐7的高温熔盐的热量通过管路传输至熔盐蒸汽发生器10内加热其内的水体，熔盐蒸汽发生器(10)产生的蒸汽经第四阀门(17)送入到低压缸(4)中，把熔盐蒸汽发生器(10)产生的过热蒸汽送入发电机组的低压缸4内做功。
18.本实施例中，熔盐蒸汽发生器(10)内的高温熔盐加热管路连通低温熔盐罐(8)，低温熔盐罐(8)管路通过低温熔盐泵(12)以及第二阀门(15)连通熔盐电加热器(9)，熔盐蒸汽发生器(10)的进水端上设置有升压给水泵(13)，升压给水泵(13)经第三阀门(16)与熔盐蒸汽发生器(10)的进水端相通，升压给水泵(13)接入除氧器来水，高温熔盐罐(7)与熔盐蒸汽发生器(10)的管路上设有高温熔盐泵(11)和第一阀门(14)。
19.需要说明的是，熔盐蒸汽发生器(10)、低温熔盐泵12、熔盐电热器9和高温熔盐泵11形成了循环回路，为整个系统持续供热，循环利用电热熔盐储能技术，节能环保，避免热能损失，大幅度提升机组电负荷的响应速度。
20.实施例2
21.当电力系统在非快速响应负荷变化时段，打开第二阀门15，启动低温熔盐泵12，让熔盐电加热器9持续以一定的电功率运行，再关闭第一阀门14、第三阀门16和第四阀门17，全开第五阀门18，此时，高温熔盐泵11及升压给水泵13不工作，此状态下，整个装置仅进行热量的存储过程，火力发电机机组处于常规运行模式。
22.当系统需要快速响应升负荷变化时段，根据升负荷速率的需求，逐渐降低熔盐电加热器9的电功率，结合目标负荷所需时长，将该电功率的变化速率尽可能与机组的需求接近；
23.同时缓慢启动升压给水泵13与高温熔盐泵11，打开第一阀门14、第三阀门16及第四阀门17，调节第四阀门17与第五阀门18的开度，以维持中压缸3出口与低压缸4入口压力稳定；通过释放高温熔盐罐7内高温熔盐的热量加热通过升压给水泵13升压后的除氧器来水，产生过热蒸汽进入低压缸4做功，蒸汽发生系统产生的蒸汽量逐渐递增，随着进入低压缸4的做功蒸汽量的增加，由于蒸汽发生系统相比于锅炉系统的热惰性小了很多，故机组的升负荷速率可以得到有效提升。
24.本发明基于可控负载下的电热熔盐储能技术，利用缓慢降低熔盐电加热器9负荷，同时释放储能系统热量产生蒸汽进入低压缸4做功，通过逐渐减少的负载电负荷以及产生蒸汽增加的做功量来提高机组的电负荷爬坡速率，该系统及运行方法可大幅度提升机组电负荷的响应速度。
25.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
26.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
27.以上所述实施例而已并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.基于熔盐储能提升火力发电机组负荷速率装置，包括火力发电机组和连接火力发电机组的电网(6)，其特征在于：所述火力发电机组包括锅炉(1)和发电机(5)，锅炉(1)依次经过高压缸(2)和中压缸(3)并通过第五阀门(18)与低压缸(4)相连，发电机(5)与低压缸(4)电性连接并为整个系统提供驱动力，发电机(5)与电网(6)的电力输送段上设有为高温熔盐罐(7)供热的熔盐电加热器(9)，高温熔盐罐(7)通过管路与熔盐蒸汽发生器(10)相连，熔盐蒸汽发生器(10)产生的蒸汽经第四阀门(17)送入到低压缸(4)中。2.根据权利要求1所述的基于熔盐储能提升火力发电机组负荷速率装置，其特征在于：所述熔盐蒸汽发生器(10)内的高温熔盐加热管路连通低温熔盐罐(8)，低温熔盐罐(8)管路通过低温熔盐泵(12)以及第二阀门(15)连通熔盐电加热器(9)。3.根据权利要求1或2所述的基于熔盐储能提升火力发电机组负荷速率装置，其特征在于：所述熔盐蒸汽发生器(10)的进水端上设置有升压给水泵(13)。4.根据权利要求1所述的基于熔盐储能提升火力发电机组负荷速率装置，其特征在于：所述高温熔盐罐(7)与熔盐蒸汽发生器(10)的管路上设有高温熔盐泵(11)和第一阀门(14)。5.根据权利要求3所述的基于熔盐储能提升火力发电机组负荷速率装置，其特征在于：所述升压给水泵(13)经第三阀门(16)与熔盐蒸汽发生器(10)的进水端相通，升压给水泵(13)接入除氧器来水。

技术总结
本实用新型公开了基于熔盐储能提升火力发电机组负荷速率装置，包括发电机组和连接发电机组的电网，发电机组包括锅炉、高压缸，中压缸，低压缸和发电机；发电机与电网的电力输送段，设有熔盐电加热器；熔盐电加热器为高温熔盐罐持续供热；高温熔盐罐的高温熔盐的热量通过管路传输至熔盐蒸汽发生器，加热熔盐蒸汽发生器内的水体，产生过热蒸汽送入发电机组的低压缸内做功基于可控负载下的电热熔盐储能技术，利用缓慢降低熔盐电加热器负荷，同时释放储能系统热量产生蒸汽进入低压缸做功，通过逐渐减少的负载电负荷以及产生蒸汽增加的做功量来提高机组的电负荷爬坡速率，该系统及运行方法可大幅度提升机组电负荷的响应速度。方法可大幅度提升机组电负荷的响应速度。方法可大幅度提升机组电负荷的响应速度。


技术研发人员：霍雅超 李正欣 钱勇武 陈宏伟 胡高斌 刘洲 蒋柯 汪涛 吴沛航
受保护的技术使用者：江苏国信靖江发电有限公司
技术研发日：2023.04.10
技术公布日：2023/7/4