熔盐储能与火电机组耦合系统的制作方法

本技术涉及燃煤发电，尤其是涉及一种熔盐储能与火电机组耦合系统。

背景技术：

1、随着“双碳”战略的持续推进及可再生能源占比不断提升，电力系统运行特性发生显著变化，风电、光伏等间歇性电源并网规模日益扩大，电力供需的时空不平衡问题日益突出，亟需具备灵活调节能力的电源对系统频率、电压与功率波动进行快速调节和支撑。在此背景下，作为我国电力系统的主力电源，火电机组承担起调峰、调频、备用等多重辅助服务功能，其运行工况从长期稳定基载运行转变为频繁启停、宽负荷深调模式，传统火电技术路线面临巨大挑战。

2、现有火电机组普遍存在调节响应慢、低负荷效率差、深调难度高、频繁启停损耗大等问题。尤其在低负荷运行时，锅炉燃烧稳定性差、主汽温难以控制，极易造成高温部件热疲劳损伤，严重影响机组寿命与运行安全。同时，为提升调节能力而采用部分技术手段（如旁路排汽、电加热器辅助启动等）不仅增加能耗，也显著降低了系统整体经济性。

3、近年来，热储能技术因其跨时段、跨能量载体的耦合能力，成为提高电源柔性的重要途径。熔盐作为一种高热容、低成本、操作温区宽（约250~600℃）的成熟储热介质，已在太阳能热发电中广泛应用，并具备与火电系统深度融合的物理基础。然而，当前熔盐储热与火电耦合方案大多以“外部换热器+并联流程”的方式构建系统，即通过独立设置的熔盐换热器，在机组旁路抽汽或用电加热方式将热量传入熔盐，在需要时再通过独立蒸发器释放热能。这样就造成了系统结构复杂、设备投资大等问题。

技术实现思路

1、本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型在于提出一种熔盐储能与火电机组耦合系统，所述系统可以避免分别设置蒸汽侧换热器与熔盐侧换热器的结构冗余，从而可以提升系统的集成度；同时，还可直接对现有火电机组进行模块化集成改造，不改动主汽流程，进而可以降低整体的制作成本。

2、根据本实用新型的熔盐储能与火电机组耦合系统，包括：主蒸汽系统，包括：锅炉、高压缸、中压缸、低压缸、凝汽器和第一循环管路，所述锅炉串接在所述第一循环管路上，所述高压缸连接在所述锅炉的出汽端，在所述第一循环管路内汽体的流通方向上，所述中压缸、所述低压缸、所述凝汽器依次串接在所述第一循环管上，所述锅炉具有第一汽管，所述第一汽管的一端与所述锅炉相连，另一端与所述高压缸的入口相连，熔盐储能系统，包括：熔盐循环管路、高温熔盐罐、低温熔盐罐和过热器，所述熔盐循环管路包括：主路、第一支路和第二支路，所述第一支路和所述第二支路均连接在所述主路的两端之间，所述高温熔盐罐串接在所述第一支路上，所述低温熔盐罐串接在所述第二支路上，所述过热器具有相互换热的第一流道和第二流道，所述第一流道串接在所述主路上，所述第二流道串接在所述第一汽管上；第三支路，所述第三支路的一端连接在所述凝汽器的出口端，所述第三支路的另一端连接在所述第二流道的进口端；蒸发器，所述蒸发器串接在所述第三支路上，所述蒸发器用于将给水预热为饱和蒸汽；控制阀组件，所述控制阀组件布置在所述第一汽管、所述熔盐循环管路和所述第三支路上，所述控制阀组件被配置为使所述第一流道的进口端与可选择地与所述第一支路或与所述第二支路相连通，使所述第二流道的进口端与所述第一汽管和/或所述第三支路相连通。

3、根据本实用新型的熔盐储能与火电机组耦合系统，通过设置过热器具有相互换热的第一流道和第二流道，可以使得本申请仅利用一个过热器既实现了熔盐储热和蒸汽再热的双向功能，进而可以避免分别设置蒸汽侧换热器与熔盐侧换热器的结构冗余，从而可以提升系统的集成度；同时，还可直接对现有火电机组进行模块化集成改造，不改动主汽流程，进而可以降低整体的制作成本。

4、根据本实用新型的一些实施例，所述蒸发器具有第一通道和第二通道，所述第一通道串接在所述第三支路上，所述第二通道串接在所述第二支路上。

5、根据本实用新型的一些实施例，所述第一汽管具有主管、第一旁路和第二旁路，所述第二流道串接在所述主管上，所述主管的一端与所述锅炉相连，所述第一旁路的一端和所述第二旁路的一端均与所述主管的另一端相连，所述第一旁路的另一端与所述高压缸相连，所述第二旁路的另一端与所述低压缸相连，所述控制阀组件包括：第一调节阀、第一控制阀、第二控制阀和第三控制阀，所述第一调节阀串接在所述主管上且布置在所述第二流道的入口端，所述第一控制阀串接在所述主管上且布置在所述第二流道的出口端，所述第二控制阀串接在所述第一旁路上，所述第三控制阀串接在所述第二旁路上。

6、根据本实用新型的一些实施例，所述控制阀组件还包括：第四控制阀、第五控制阀、第六控制阀、第七控制阀和第八控制阀，所述第四控制阀和所述第五控制阀分别连接在所述高温熔盐罐的进口端和出口端，所述第六控制阀和所述第七控制阀分别连接在低温熔盐罐的进口端和出口端，所述第二通道布置在所述第六控制阀和所述低温熔盐罐的入口端之间；所述第八控制阀串接在所述第三支路上，且布置在所述第一通道的出口端。

7、根据本实用新型的一些实施例，耦合系统还包括：循环水泵，所述循环水泵串接在所述第三支路上。

8、根据本实用新型的一些实施例，所述熔盐储能系统还包括：温度监测装置和液位控制装置，所述高温熔盐罐和所述低温熔盐罐上均设置有所述温度监测装置和所述液位控制装置，所述温度监测装置用于实时监测所述高温熔盐罐和所述低温熔盐罐中的熔盐的温度，所述液位控制装置用于实时检测所述高温熔盐罐和所述低温熔盐罐的所述熔盐的液位。

9、根据本实用新型的一些实施例，耦合系统还包括：温差检测装置，所述温差检测装置设于所述过热器的出口端和所述蒸发器的出口端，用于检测所述过热器和所述蒸发器的进出口之间的温差。

10、根据本实用新型的一些实施例，耦合系统还包括：流量检测装置，所述流量检测装置设于所述过热器的出口端和所述蒸发器的出口端，用于检测所述过热器和所述蒸发器的出口端的流量。

11、根据本实用新型的一些实施例，耦合系统还包括：报警装置，所述报警装置与所述温差检测装置和所述流量检测装置电连接，所述报警装置被配置为在所述温差超出预设温差时和/或所述流量超出预设流量时发出报警。

12、根据本实用新型的一些实施例，所述熔盐储能系统还包括：低温熔盐泵和高温熔盐泵，所述低温熔盐泵串接在所述第二支路上，所述高温熔盐泵串接在所述第一支路上。

13、本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

1.一种熔盐储能与火电机组耦合系统(100)，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的熔盐储能与火电机组耦合系统(100)，其特征在于，所述蒸发器(40)具有第一通道和第二通道，所述第一通道串接在所述第三支路(30)上，所述第二通道串接在所述第二支路(213)上。

3.根据权利要求2所述的熔盐储能与火电机组耦合系统(100)，其特征在于，所述第一汽管(19)具有主管(191)、第一旁路(192)和第二旁路(193)，所述第二流道串接在所述主管(191)上，所述主管(191)的一端与所述锅炉(11)相连，所述第一旁路(192)的一端和所述第二旁路(193)的一端均与所述主管(191)的另一端相连，所述第一旁路(192)的另一端与所述高压缸(121)相连，所述第二旁路(193)的另一端与所述低压缸(123)相连，

4.根据权利要求3所述的熔盐储能与火电机组耦合系统(100)，其特征在于，所述控制阀组件(50)还包括：第四控制阀(55)、第五控制阀(56)、第六控制阀(57)、第七控制阀(58)和第八控制阀(59)，所述第四控制阀(55)和所述第五控制阀(56)分别连接在所述高温熔盐罐(22)的进口端和出口端，所述第六控制阀(57)和所述第七控制阀(58)分别连接在低温熔盐罐(23)的进口端和出口端，所述第二通道布置在所述第六控制阀(57)和所述低温熔盐罐(23)的入口端之间；所述第八控制阀(59)串接在所述第三支路(30)上，且布置在所述第一通道的出口端。

5.根据权利要求1所述的熔盐储能与火电机组耦合系统(100)，其特征在于，还包括：循环水泵(60)，所述循环水泵(60)串接在所述第三支路(30)上。

6.根据权利要求1所述的熔盐储能与火电机组耦合系统(100)，其特征在于，所述熔盐储能系统(20)还包括：温度监测装置和液位控制装置，所述高温熔盐罐(22)和所述低温熔盐罐(23)上均设置有所述温度监测装置和所述液位控制装置，所述温度监测装置用于实时监测所述高温熔盐罐(22)和所述低温熔盐罐(23)中的熔盐的温度，所述液位控制装置用于实时检测所述高温熔盐罐(22)和所述低温熔盐罐(23)的所述熔盐的液位。

7.根据权利要求1所述的熔盐储能与火电机组耦合系统(100)，其特征在于，还包括：

8.根据权利要求7所述的熔盐储能与火电机组耦合系统(100)，其特征在于，还包括：流量检测装置，所述流量检测装置设于所述过热器(24)的出口端和所述蒸发器(40)的出口端，用于检测所述过热器(24)和所述蒸发器(40)的出口端的流量。

9.根据权利要求8所述的熔盐储能与火电机组耦合系统(100)，其特征在于，还包括：报警装置，所述报警装置与所述温差检测装置和所述流量检测装置电连接，所述报警装置被配置为在所述温差超出预设温差时和/或所述流量超出预设流量时发出报警。

10.根据权利要求1所述的熔盐储能与火电机组耦合系统(100)，其特征在于，所述熔盐储能系统(20)还包括：低温熔盐泵(25)和高温熔盐泵(26)，所述低温熔盐泵(25)串接在所述第二支路(213)上，所述高温熔盐泵(26)串接在所述第一支路(212)上。