一种集成储压储热的发电系统的制作方法

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1.本实用新型涉及发电技术领域，具体涉及一种集成储压储热的发电系统。

背景技术：

2.随着全球对太阳能和风能等可再生能源的利用急剧增加，其波动性、间歇性和不可预测性等特点给电网的稳定安全运行带来巨大的挑战。在当前电力系统中，燃煤发电机组是重要的电能供应来源，所以要对燃煤发电机组进行频繁的调峰调频，以保证电网的安全稳定运行。调峰能力的制约因素主要为锅炉系统的最低稳燃负荷，而调频能力的制约因素主要为锅炉内部比较大的热惯性。但是，目前燃煤机组的调峰调频能力还尚未满足电网的需求。

技术实现要素：

3.因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服目前燃煤机组的调峰调频能力尚未满足电网需求的缺陷，基于以上情况，开发一种提高燃煤机组调峰调频能力的集成储压储热的发电系统十分必要。
4.为了实现上述目的，本实用新型提供一种集成储压储热的发电系统，包括：
5.连接设置的锅炉和汽轮机，所述汽轮机还连接有发电机组；
6.储汽罐，蒸汽入口通过第一分流阀连接于锅炉和汽轮机之间，储汽罐的蒸汽出口通过第三分流阀与汽轮机的抽汽端连接。
7.可选地，所述汽轮机包括：依次连接的高压汽轮机、中压汽轮机和低压汽轮机；
8.所述储汽罐的蒸汽出口通过第三分流阀与低压汽轮机的抽汽端连接；
9.所述储汽罐的蒸汽入口通过第一分流阀与中压汽轮机的蒸汽入口连通。
10.可选地，所述高压汽轮机的出口蒸汽经锅炉再热后，与中压汽轮机的蒸汽入口连通。
11.可选地，所述储汽罐的蒸汽出口通过第二分流阀连接于中压汽轮机和低压汽轮机之间。
12.可选地，在所述低压汽轮机的排汽出口和锅炉的给水进口之间还设有依次连接的凝汽器、低压加热器、除氧器和高压加热器；所述低压加热器还与低压汽轮机的抽汽端连接，所述除氧器与中压汽轮机的第一级抽汽端连接，所述高压加热器与高压汽轮机的抽汽端、中压汽轮机的第二级抽汽端均连接。
13.可选地，还包括：
14.依次连接的加热器、储热罐、第二泵、换热器、储冷罐和第一泵；
15.所述加热器设置于锅炉的烟道内，以利用锅炉的烟气余热；且所述加热器与第一泵连接；
16.在所述储热罐和储冷罐内均设有储热介质；
17.所述除氧器的出水端与换热器连接，所述换热器还与锅炉的进水口连接。
18.可选地，在所述储热罐与第二泵之间设有第三调节阀；在所述储冷罐和第一泵之间设有第二调节阀；在所述除氧器与换热器之间设有第四调节阀。
19.可选地，在所述低压加热器与低压汽轮机的抽汽端之间设有节流阀。
20.可选地，在所述储汽罐的蒸汽出口处设有第一调节阀。
21.可选地，所述储汽罐为多个承压罐，在所述承压罐中的压缩蒸汽的压力不低于60bar。
22.本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
23.1.本实用新型提供的集成储压储热的发电系统，包括：连接设置的锅炉和汽轮机，所述汽轮机还连接有发电机组；储汽罐，蒸汽入口通过第一分流阀连接于锅炉和汽轮机之间，储汽罐的蒸汽出口通过第三分流阀与汽轮机的抽汽端连接；本技术采用上述技术方案，通过储汽罐分流蒸汽或增大蒸汽输出量，由于储压的变负荷速率快，持续时间较短，可以对机组进行一次调频，扩大了机组的负荷变化区间，大大提高机组的调峰调频能力，对增强电网的安全性与稳定性具有重要作用。
24.2.本实用新型所述汽轮机包括：依次连接的高压汽轮机、中压汽轮机和低压汽轮机；所述储汽罐的蒸汽出口通过第三分流阀与低压汽轮机的抽汽端连接；所述储汽罐的蒸汽入口通过第一分流阀与中压汽轮机的蒸汽入口连通；本技术采用上述技术方案，具体通过储汽罐分流进入中压汽轮机的蒸汽量，或者降低低压汽轮机的抽汽量，提高低压汽轮机的出汽量；对机组进行高效地调峰调频。
25.3.本实用新型所述高压汽轮机的出口蒸汽经锅炉再热后，与中压汽轮机的蒸汽入口连通；本技术采用上述技术方案，通过将高压汽轮机蒸汽出口的蒸汽经过锅炉再次加热后，再通入中压汽轮机的蒸汽入口，进而提高中压汽轮机的蒸汽温度，提高中压汽轮机的做功能力。
26.4.本实用新型所述储汽罐的蒸汽出口通过第二分流阀连接于中压汽轮机和低压汽轮机之间；本技术采用上述技术方案通过储气罐将蒸汽输入低压汽轮机中，增加低压汽轮机的进汽量，进而提高低压汽轮机的调峰调频能力。
27.5.本实用新型在所述低压汽轮机的排汽出口和锅炉的给水进口之间还设有依次连接的凝汽器、低压加热器、除氧器和高压加热器；所述低压加热器还与低压汽轮机的抽汽端连接，所述除氧器与中压汽轮机的第一级抽汽端连接，所述高压加热器与高压汽轮机的抽汽端、中压汽轮机的第二级抽汽端均连接；本技术采用上述技术方案，通过对低压汽轮机利用后的蒸汽冷凝，形成冷凝水，再经加热、除氧后，循环至锅炉中，加以循环利用，节约水资源，降低成本。
28.6.本实用新型提供的集成储压储热的发电系统，还包括：依次连接的加热器、储热罐、第二泵、换热器、储冷罐和第一泵；所述加热器设置于锅炉的烟道内，以利用锅炉的烟气余热；且所述加热器与第一泵连接；在所述储热罐和储冷罐内均设有储热介质；所述除氧器的出水端与换热器连接，所述换热器还与锅炉的进水口连接；本技术采用上述技术方案，利用锅炉的烟气余热与储热介质进行热交换，使得蒸汽的吸热量降低，做功量下降，而高品位热保存在储热介质中，降低烟气在换热过程中的不可逆性，进一步提高热能的利用效率，大幅增加机组的负荷运行区间，储热过程持续时间长，可以对机组进行二次调频，对增强电网的安全性与稳定性具有重要作用。
29.7.本实用新型在所述储热罐与第二泵之间设有第三调节阀；在所述储冷罐和第一泵之间设有第二调节阀；在所述除氧器与换热器之间设有第四调节阀；本技术采用上述技术方案，通过第三调节阀方便调节储热罐输送至储冷罐内的储热介质量；通过第二调节阀方便调节储冷罐输送至加热器内的储热介质量；通过第四调节阀方便调节除氧器输送至换热器内的进水量。
30.8.本实用新型在所述低压加热器与低压汽轮机的抽汽端之间设有节流阀；本技术采用上述技术方案，通过节流阀方便调节从低压汽轮机抽至低压加热器中的抽汽量。
31.9.本实用新型在所述储汽罐的蒸汽出口处设有第一调节阀；本技术采用上述技术方案，方便启动或关停储汽罐向汽轮机的出汽。
32.10.本实用新型所述储汽罐为多个承压罐，在所述承压罐中的压缩蒸汽的压力不低于60bar；本技术采用上述技术方案，保证储汽罐具有足够的体积和承压能力，以便储存更多的蒸汽量。
附图说明
33.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
34.图1为本实用新型实施方式中提供的集成储压储热的发电系统的连接结构示意图。
35.附图标记说明：
36.1、锅炉；2、高压汽轮机；3、中压汽轮机；4、低压汽轮机；5、凝汽器；6、节流阀；7、低压加热器；8、除氧器；9、高压加热器；10、第一分流阀；11、储汽罐；12、第一调节阀；13、第二分流阀；14、第三分流阀；15、储冷罐；16、第二调节阀；17、第一泵；18、加热器；19、储热罐；20、第三调节阀；21、第二泵；22、换热器；23、第四调节阀。
具体实施方式
37.下面将结合附图对本实用新型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一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
38.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
39.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，
可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
40.此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
41.如图1所示的集成储压储热的发电系统的一种具体实施方式，包括：连接设置的锅炉1和汽轮机、连接于锅炉1和汽轮机之间的储汽罐11、依次连接的加热器18、储热罐19、第二泵21、换热器22、储冷罐15和第一泵17。
42.所述汽轮机还连接有发电机组；所述储汽罐11的蒸汽入口通过第一分流阀10连接于锅炉1和汽轮机之间，储汽罐11的蒸汽出口通过第三分流阀14与汽轮机的抽汽端连接；具体的，所述储汽罐11为多个承压罐，在所述承压罐中的压缩蒸汽的压力不低于60bar；所述锅炉1为燃煤锅炉。
43.所述汽轮机包括：依次连接的高压汽轮机2、中压汽轮机3和低压汽轮机4；所述储汽罐11的蒸汽出口通过第三分流阀14与低压汽轮机4的抽汽端连接；所述储汽罐11的蒸汽入口通过第一分流阀10与中压汽轮机3的蒸汽入口连通。所述高压汽轮机2的出口蒸汽经锅炉1再热后，与中压汽轮机3的蒸汽入口连通；具体的，经锅炉1再热后的蒸汽温度大于520℃，蒸汽压力大于50bar；例如，蒸汽温度为600℃，蒸汽压力为65bar。所述储汽罐11的蒸汽出口通过第二分流阀13连接于中压汽轮机3和低压汽轮机4之间。在所述储汽罐11的蒸汽出口处设有第一调节阀12。
44.在所述低压汽轮机4的排汽出口和锅炉1的给水进口之间还设有依次连接的凝汽器5、低压加热器7、除氧器8和高压加热器9；所述低压加热器7还与低压汽轮机4的抽汽端连接，所述除氧器8与中压汽轮机3的第一级抽汽端连接，所述高压加热器9与高压汽轮机2的抽汽端、中压汽轮机3的第二级抽汽端均连接。在所述低压加热器7与低压汽轮机4的抽汽端之间设有节流阀6。
45.所述加热器18设置于锅炉1的烟道内，以利用锅炉1的烟气余热，具体的，所述烟道处的烟气温度大于600℃，例如，烟气温度可以为700℃；且所述加热器18与第一泵17连接，具体的，所述加热器18输出的储热介质温度大于500℃，例如，储热介质温度为565℃；在所述储热罐19和储冷罐15内均设有储热介质，具体的，所述储热介质为熔融盐或液态金属等单相流动的介质，优选的，储热介质为熔融盐；所述除氧器8的出水端与换热器22连接，所述换热器22还与锅炉1的进水口连接。在所述储热罐19与第二泵21之间设有第三调节阀20；在所述储冷罐15和第一泵17之间设有第二调节阀16；在所述除氧器8与换热器22之间设有第四调节阀23。具体的，所述换热器22的储热介质出口与储冷罐15的储热介质进口通过管道相连通；换热器22的水工质进口通过第四调节阀23与除氧器8的水工质出口相连接；换热器22的水工质出口与锅炉1的水工质进口通过管道相连通。
46.本技术所述集成储压储热的发电系统的工作原理过程简述如下：锅炉1的蒸汽流入高压汽轮机2，高压汽轮机2利用后的蒸汽进入锅炉1中再热，形成再热蒸汽，输入中压汽轮机3中；中压汽轮机3利用后的蒸汽进入低压汽轮机4中；低压汽轮机4利用后的蒸汽进入凝汽器5中，凝结成凝结水；凝结水流入低压加热器7中，低压加热器7利用低压汽轮机4的抽汽加热凝结水，形成初步预热的水；初步预热的水流入除氧器8，除氧器8利用中压汽轮机3的抽汽，去除氧气；去除氧气的水送入高压加热器9，高压加热器9利用中压汽轮机3和高压
汽轮机2的抽汽加热水；加热的水流入锅炉1中进行循环利用。再热蒸汽输入储汽罐11中进行存储；锅炉1的烟气余热加热储冷罐15输送的储热介质，再将加热后的储热介质输送至储热罐19存储。
47.当机组升负荷需求在10mw以内时，优先采用储汽罐11的蒸汽释能，即可达到调整负荷的目的。可以采用以下方式之一：方式一：第一分流阀10关闭，第一调节阀12开启，第二分流阀13和第三分流阀14同时或依次开启；方式二：第一分流阀10关闭，第一调节阀12开启，第二分流阀13开启、第三分流阀14关闭；方式三：第一分流阀10关闭，第一调节阀12开启，第二分流阀13关闭、第三分流阀14开启。
48.与传统燃煤机组相比，将储压储热与燃煤机组集成，扩大了燃煤机组的负荷变化区间。其最小负荷可从30％tha(汽轮机热耗率验收功率，turbine heat－rate acceptance power)降低至15％tha，最大负荷从100％tha最大提高到115％tha，燃煤机组的变负荷速率可从传统的1－1.5pe0/min提高到3.5pe0/min，大大提高了燃煤机组的调峰调频能力。其中，变负荷速率定义为单位时间内机组输出功率的变化量，可以采用额定负荷的百分比表示功率的变化量；假设额定负荷为pe0，％pe0/min表示％额定负荷每分钟。
49.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

技术特征：

1.一种集成储压储热的发电系统，其特征在于，包括：连接设置的锅炉(1)和汽轮机，所述汽轮机还连接有发电机组；储汽罐(11)，蒸汽入口通过第一分流阀(10)连接于锅炉(1)和汽轮机之间，储汽罐(11)的蒸汽出口通过第三分流阀(14)与汽轮机的抽汽端连接。2.根据权利要求1所述的集成储压储热的发电系统，其特征在于，所述汽轮机包括：依次连接的高压汽轮机(2)、中压汽轮机(3)和低压汽轮机(4)；所述储汽罐(11)的蒸汽出口通过第三分流阀(14)与低压汽轮机(4)的抽汽端连接；所述储汽罐(11)的蒸汽入口通过第一分流阀(10)与中压汽轮机(3)的蒸汽入口连通。3.根据权利要求2所述的集成储压储热的发电系统，其特征在于，所述高压汽轮机(2)的出口蒸汽经锅炉(1)再热后，与中压汽轮机(3)的蒸汽入口连通。4.根据权利要求2所述的集成储压储热的发电系统，其特征在于，所述储汽罐(11)的蒸汽出口通过第二分流阀(13)连接于中压汽轮机(3)和低压汽轮机(4)之间。5.根据权利要求2－4任一项所述的集成储压储热的发电系统，其特征在于，在所述低压汽轮机(4)的排汽出口和锅炉(1)的给水进口之间还设有依次连接的凝汽器(5)、低压加热器(7)、除氧器(8)和高压加热器(9)；所述低压加热器(7)还与低压汽轮机(4)的抽汽端连接，所述除氧器(8)与中压汽轮机(3)的第一级抽汽端连接，所述高压加热器(9)与高压汽轮机(2)的抽汽端、中压汽轮机(3)的第二级抽汽端均连接。6.根据权利要求5所述的集成储压储热的发电系统，其特征在于，还包括：依次连接的加热器(18)、储热罐(19)、第二泵(21)、换热器(22)、储冷罐(15)和第一泵(17)；所述加热器(18)设置于锅炉(1)的烟道内，以利用锅炉(1)的烟气余热；且所述加热器(18)与第一泵(17)连接；在所述储热罐(19)和储冷罐(15)内均设有储热介质；所述除氧器(8)的出水端与换热器(22)连接，所述换热器(22)还与锅炉(1)的进水口连接。7.根据权利要求6所述的集成储压储热的发电系统，其特征在于，在所述储热罐(19)与第二泵(21)之间设有第三调节阀(20)；在所述储冷罐(15)和第一泵(17)之间设有第二调节阀(16)；在所述除氧器(8)与换热器(22)之间设有第四调节阀(23)。8.根据权利要求5所述的集成储压储热的发电系统，其特征在于，在所述低压加热器(7)与低压汽轮机(4)的抽汽端之间设有节流阀(6)。9.根据权利要求1－4任一项所述的集成储压储热的发电系统，其特征在于，在所述储汽罐(11)的蒸汽出口处设有第一调节阀(12)。10.根据权利要求1－4任一项所述的集成储压储热的发电系统，其特征在于，所述储汽罐(11)为多个承压罐，在所述承压罐中的压缩蒸汽的压力不低于60bar。

技术总结

本实用新型涉及发电技术领域，具体涉及一种集成储压储热的发电系统，包括：连接设置的锅炉和汽轮机，所述汽轮机还连接有发电机组；储汽罐，蒸汽入口通过第一分流阀连接于锅炉和汽轮机之间，储汽罐的蒸汽出口通过第三分流阀与汽轮机的抽汽端连接；本申请采用上述技术方案，通过储汽罐分流蒸汽或增大蒸汽输出量，由于储压的变负荷速率快，持续时间较短，可以对机组进行一次调频，扩大了机组的负荷变化区间，大大提高机组的调峰调频能力，对增强电网的安全性与稳定性具有重要作用。的安全性与稳定性具有重要作用。的安全性与稳定性具有重要作用。