本發(fā)明屬于火電機組高低旁聯(lián)合供熱及儲能，具體涉及一種耦合儲熱裝置的高低旁聯(lián)合供熱系統(tǒng)及其運行方法。

背景技術：

1、現有的火電機組靈活性改造主要受限于鍋爐調峰深度有限、機組經濟性和安全性不足等問題。頻繁、大幅度地調節(jié)會縮減火電機組使用壽命，并導致收益較低；低負荷率下長期運行使得機組的安全性、經濟性和環(huán)保性均大幅降低，與節(jié)能降耗的整體目標不符，尤其是帶供熱的火電機組，低負荷時無法滿足熱用戶需求。

技術實現思路

1、為了克服上述現有技術存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種耦合儲熱裝置的高低旁聯(lián)合供熱系統(tǒng)及其運行方法，本發(fā)明可極大地提高機組深度調峰能力，很好的解決供熱機組電網深度調峰需求和工業(yè)供熱之間的矛盾，通過抽汽儲能消納不必要的棄光棄風。

2、為了實現上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：

3、本發(fā)明提供的一種耦合儲熱裝置的高低旁聯(lián)合供熱系統(tǒng)，包括一號熔鹽加熱器、二號熔鹽加熱器、冷熔鹽泵、冷鹽罐、一號換熱器、二號換熱器、熱鹽罐、熱熔鹽泵、除氧器抽水泵和相變儲熱裝置；

4、冷鹽罐出口分別與冷熔鹽泵進口、二號熔鹽加熱器熔鹽工質進口、一號熔鹽加熱器熔鹽工質進口和熱鹽罐進口相連接，構成儲熱循環(huán)；熱鹽罐的工質出口分別與熱熔鹽泵進口、二號換熱器熔鹽工質進口、一號換熱器熔鹽工質進口和冷鹽罐進口相連接，構成放熱循環(huán)；

5、二號熔鹽加熱器低溫蒸汽出口與相變儲熱裝置蒸汽進口之間相連接；除氧器抽水泵出口分別與相變儲熱裝置水進口、一號換熱器水進口和二號換熱器蒸汽進口之間相連接。

6、本發(fā)明進一步的改進在于，冷鹽罐和熱鹽罐采用的工質為三元共晶硝酸熔鹽。

7、本發(fā)明進一步的改進在于，還包括主蒸汽旁路閥，鍋爐主蒸汽出口分別與主蒸汽旁路閥、一號熔鹽加熱器蒸汽進口和低溫再熱蒸汽管道相連接，構成高壓旁路。

8、本發(fā)明進一步的改進在于，還包括高溫再熱蒸汽旁路閥，鍋爐高溫再熱蒸汽出口分別與高溫再熱蒸汽旁路閥、二號熔鹽加熱器蒸汽進口相連接，構成低壓旁路。

9、本發(fā)明進一步的改進在于，還包括第一供熱流量調節(jié)閥，第一供熱流量調節(jié)閥與相變儲熱裝置冷流體出口管道相連接。

10、本發(fā)明進一步的改進在于，還包括第二供熱流量調節(jié)閥，第二供熱流量調節(jié)閥與一號換熱器蒸汽出口管道相連接。

11、本發(fā)明還提供了一種耦合儲熱裝置的高低旁聯(lián)合供熱系統(tǒng)的運行方法，包括：

12、利用主蒸汽的顯熱在一號熔鹽加熱器中加熱冷熔鹽，主蒸汽放熱、降壓后回到低溫再熱蒸汽管道，使得進入鍋爐的低溫再熱蒸汽流量保持不變，保證鍋爐運行安全性；利用高溫再熱蒸汽的顯熱在二號熔鹽加熱器中加熱冷熔鹽，高溫再熱蒸汽放熱、降壓后進入相變儲熱裝置進一步放熱，最后回到除氧器中，保證進入鍋爐的給水流量平衡；除氧器抽水泵出水進入相變儲熱裝置進行吸熱，再依次進入一號換熱器、二號換熱器，被熱熔鹽加熱到高溫再熱蒸汽的參數，進入高溫再熱蒸汽管道，進而增大發(fā)電機組出力。

13、本發(fā)明進一步的改進在于，還包括主蒸汽旁路閥，通過開啟主蒸汽旁路閥，利用主蒸汽的顯熱在一號熔鹽加熱器中加熱冷熔鹽。

14、本發(fā)明進一步的改進在于，還包括高溫再熱蒸汽旁路閥，通過開啟高溫再熱蒸汽旁路閥，利用高溫再熱蒸汽的顯熱在二號熔鹽加熱器中加熱冷熔鹽。

15、本發(fā)明進一步的改進在于，還包括第一供熱流量調節(jié)閥和第二供熱流量調節(jié)閥，通過控制第一供熱流量調節(jié)閥和第二供熱流量調節(jié)閥，以滿足低溫和高溫的供熱需求。

16、本發(fā)明至少具有以下有益的技術效果：

17、本發(fā)明提供的一種耦合儲熱裝置的高低旁聯(lián)合供熱系統(tǒng)及其運行方法，采取同時抽取主蒸汽和高溫再熱蒸汽，僅利用其顯熱加熱冷熔鹽，壓力下降后分別匯入高壓缸排汽和相變儲熱裝置，這樣進入鍋爐的給水和低溫再熱蒸汽流量保持不變，蒸汽參數匹配，不對鍋爐的燃燒造成任何影響，削弱了原本剛性聯(lián)系的“機爐耦合”，實現儲熱過程中汽機的低負荷深度調峰和鍋爐的全負荷脫硝運行。同時，本發(fā)明耦合了熔鹽儲熱和相變儲熱技術，可以有效解決供能端與用戶端在時間和空間上的不匹配問題，實現儲熱過程中汽機的低負荷深度調峰和“熱電解耦”，使系統(tǒng)的整體性能得到顯著提升。

18、進一步，本發(fā)明熔鹽罐采用的工質為三元共晶硝酸熔鹽53％kno3－7％nano3－40％nano2，具有熱穩(wěn)定性好、熔點低、腐蝕性低、溫度區(qū)間大、成本低的特點，大大降低了投資成本；相變儲熱裝置以石蠟為儲熱材料，同時添加膨脹石墨作為導熱增強劑，形成復合相變材料，有效提高了熱導率，且制備簡單、價格低廉，相變過程溫度波動小，可以提供穩(wěn)定的供熱源。

19、綜上，本發(fā)明采取同時抽取主蒸汽和高溫再熱蒸汽，僅利用其顯熱加熱冷熔鹽，壓力下降后分別匯入高壓缸排汽和相變儲熱裝置，這樣進入鍋爐的給水和低溫再熱蒸汽流量保持不變，蒸汽參數匹配，不對鍋爐的燃燒造成任何影響，削弱了原本剛性聯(lián)系的“機爐耦合”，實現儲熱過程中汽機的低負荷深度調峰和鍋爐的全負荷脫硝運行。相變儲熱裝置以石蠟-膨脹石墨為復合相變材料，能夠使出口水溫保持一定恒溫，可根據用戶的需求提供特定參數的穩(wěn)定工業(yè)蒸汽，大大提升了運行經濟性。

技術特征：

1.一種耦合儲熱裝置的高低旁聯(lián)合供熱系統(tǒng)，其特征在于，包括一號熔鹽加熱器(4)、二號熔鹽加熱器(5)、冷熔鹽泵(6)、冷鹽罐(7)、一號換熱器(8)、二號換熱器(9)、熱鹽罐(10)、熱熔鹽泵(11)、除氧器抽水泵(12)和相變儲熱裝置(15)；

2.根據權利要求1所述的一種耦合儲熱裝置的高低旁聯(lián)合供熱系統(tǒng)，其特征在于，冷鹽罐(7)和熱鹽罐(10)采用的工質為三元共晶硝酸熔鹽。

3.根據權利要求1所述的一種耦合儲熱裝置的高低旁聯(lián)合供熱系統(tǒng)，其特征在于，還包括主蒸汽旁路閥(2)，鍋爐(1)主蒸汽出口分別與主蒸汽旁路閥(2)、一號熔鹽加熱器(4)蒸汽進口和低溫再熱蒸汽管道相連接，構成高壓旁路。

4.根據權利要求3所述的一種耦合儲熱裝置的高低旁聯(lián)合供熱系統(tǒng)，其特征在于，還包括高溫再熱蒸汽旁路閥(3)，鍋爐(1)高溫再熱蒸汽出口分別與高溫再熱蒸汽旁路閥(3)、二號熔鹽加熱器(5)蒸汽進口相連接，構成低壓旁路。

5.根據權利要求4所述的一種耦合儲熱裝置的高低旁聯(lián)合供熱系統(tǒng)，其特征在于，還包括第一供熱流量調節(jié)閥(13)，第一供熱流量調節(jié)閥(13)與相變儲熱裝置冷流體出口管道相連接。

6.根據權利要求5所述的一種耦合儲熱裝置的高低旁聯(lián)合供熱系統(tǒng)，其特征在于，還包括第二供熱流量調節(jié)閥(14)，第二供熱流量調節(jié)閥(14)與一號換熱器(8)蒸汽出口管道相連接。

7.權利要求1所述的一種耦合儲熱裝置的高低旁聯(lián)合供熱系統(tǒng)的運行方法，其特征在于，包括：

8.根據權利要求7所述的一種耦合儲熱裝置的高低旁聯(lián)合供熱系統(tǒng)的運行方法，其特征在于，還包括主蒸汽旁路閥(2)，通過開啟主蒸汽旁路閥(2)，利用主蒸汽的顯熱在一號熔鹽加熱器(4)中加熱冷熔鹽。

9.根據權利要求7所述的一種耦合儲熱裝置的高低旁聯(lián)合供熱系統(tǒng)的運行方法，其特征在于，還包括高溫再熱蒸汽旁路閥(3)，通過開啟高溫再熱蒸汽旁路閥(3)，利用高溫再熱蒸汽的顯熱在二號熔鹽加熱器(5)中加熱冷熔鹽。

10.根據權利要求7所述的一種耦合儲熱裝置的高低旁聯(lián)合供熱系統(tǒng)的運行方法，其特征在于，還包括第一供熱流量調節(jié)閥(13)和第二供熱流量調節(jié)閥(14)，通過控制第一供熱流量調節(jié)閥(13)和第二供熱流量調節(jié)閥(14)，以滿足低溫和高溫的供熱需求。

技術總結
本發(fā)明公開了一種耦合儲熱裝置的高低旁聯(lián)合供熱系統(tǒng)及其運行方法，該系統(tǒng)包括一號熔鹽加熱器、二號熔鹽加熱器、冷熔鹽泵、冷鹽罐、一號換熱器、二號換熱器、熱鹽罐、熱熔鹽泵、除氧器抽水泵和相變儲熱裝置；該方法包括：利用主蒸汽的顯熱在一號熔鹽加熱器中加熱冷熔鹽，主蒸汽放熱、降壓后回到低溫再熱蒸汽管道；利用高溫再熱蒸汽的顯熱在二號熔鹽加熱器中加熱冷熔鹽，高溫再熱蒸汽放熱、降壓后進入相變儲熱裝置進一步放熱，最后回到除氧器中，保證進入鍋爐的給水流量平衡；除氧器抽水泵出水進入相變儲熱裝置進行吸熱，再依次進入一號換熱器、二號換熱器，被熱熔鹽加熱到高溫再熱蒸汽的參數，進入高溫再熱蒸汽管道。本發(fā)明大大提升了運行經濟性。

技術研發(fā)人員：孫偉嘉,薛志恒,張朋飛,郝振凱,鄭少雄,劉雨佳,陳會勇,吳濤,王興
受保護的技術使用者：西安熱工研究院有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/10/17