一种火电调峰系统的制作方法

1.本发明涉及火电调峰技术领域，具体涉及一种火电调峰系统。


背景技术：

2.随着人类社会的电气化，电力成为了主要的一种能源，而在社会生产中电力的使用时间总呈现出不均匀的问题。目前主要通过火电调峰的方式来改善使用时间不均匀的问题。相关技术中，在供热期需要使用火电机组保障供热，而火电机组供热将限制火电的调峰，导致火电调峰能力较低。
3.可见，相关技术中存在着供热期火电调峰能力较低的问题。


技术实现要素：

4.本发明实施例提供一种火电调峰系统，以解决现有的供热期火电调峰能力较低的问题。
5.本发明实施例提供一种火电调峰系统，包括：锅炉、第一压力缸、第二压力缸、第三压力缸、第一冷凝器、第一水泵组、加热器、熔盐蓄热装置、水蓄热装置和第一用户端，其中：
6.所述锅炉的出口端连接所述第一压力缸的入口端，所述第一压力缸的出口端连接所述第二压力缸的入口端，所述第二压力缸的出口端连接所述第三压力缸的入口端，所述第三压力缸的出口端连接第一冷凝器的入口端，所述第一冷凝器的出口端连接所述第一水泵组的入口端，所述第一水泵组的出口端连接所述加热器的入口端，所述加热器的出口端连接所述锅炉的入口端；
7.所述第二压力缸的出口端还连接所述第一用户端的入口端；
8.所述第一压力缸的出口端还连接所述熔盐蓄热装置的入口端，所述熔盐蓄热装置的出口端连接所述第三压力缸的入口端，所述熔盐蓄热装置的出口端还连接所述水蓄热装置的入口端；
9.所述第二压力缸的出口端还连接所述水蓄热装置的入口端，所述水蓄热装置的第一出口端连接所述第三压力缸的出口端，所述水蓄热装置的第二出口端连接所述第一用户端的入口端。
10.这样，在本发明实施例中，通过接入熔盐蓄热装置和水蓄热装置，使在总供热功率不变的同时通过熔盐蓄热装置发电提高总发电功率，或在总发电功率不变的同时通过水蓄热装置供热提高总供热功率，提高了火电调峰的能力。
附图说明
11.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
12.图1是本发明实施例提供的一种火电调峰系统示意图；
13.图2是本发明实施例提供的一种火电调峰系统的调峰能力示意图；
14.图3是本发明实施例提供的另一种火电调峰系统示意图。
具体实施方式
15.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
16.如图1所示，本发明实施例提供一种火电调峰系统，包括：锅炉10、第一压力缸11、第二压力缸12、第三压力缸13、第一冷凝器14、第一水泵组15、加热器16、熔盐蓄热装置17、水蓄热装置18和第一用户端19，其中：
17.锅炉10的出口端连接第一压力缸11的入口端，第一压力缸11的出口端连接第二压力缸12的入口端，第二压力缸12的出口端连接第三压力缸13的入口端，第三压力缸13的出口端连接第一冷凝器14的入口端，第一冷凝器14的出口端连接第一水泵组15的入口端，第一水泵组15的出口端连接加热器16的入口端，加热器16的出口端连接锅炉10的入口端；
18.第二压力缸12的出口端还连接第一用户端19的入口端；
19.第一压力缸11的出口端还连接熔盐蓄热装置17的入口端，熔盐蓄热装置17的出口端连接第三压力缸13的入口端，熔盐蓄热装置17的出口端还连接水蓄热装置18的入口端；
20.第二压力缸12的出口端还连接水蓄热装置18的入口端，水蓄热装置18的第一出口端连接第三压力缸13的出口端，水蓄热装置18的第二出口端连接第一用户端19的入口端。
21.本实施方式中，通过接入熔盐蓄热装置17和水蓄热装置18，使在总供热功率不变的同时通过熔盐蓄热装置17发电提高总发电功率，或在总发电功率不变的同时通过水蓄热装置18供热提高总供热功率，提高了火电调峰的能力。
22.具体的，如图2所示，在火电调峰系统中，锅炉10内部燃烧产生的水汽主要用于发电和供热两部分。在未接入熔盐蓄热装置17和水蓄热装置18时，此时火电调峰系统的最大发电功率为最大功率1(p
max，1
)，最小的发电功率为最小功率1(p
min，1
)，此时的发电功率范围为p
max，1
至p
min，1
之间。
23.在接入熔盐蓄热装置17和水蓄热装置18后，在电负荷较大的腰荷时段，锅炉10的功率大于发电功率和供热功率，此时将未输送出的水汽抽出，水汽通过熔盐蓄热装置17和水蓄热装置18将热量传导并储存。在电负荷最大的尖峰时段，锅炉10的功率要尽可能的用于发电，此时水蓄热装置18工作提供一部分供热，降低锅炉10的供热功率，使火电调峰系统的发电功率达到最大功率2(p
max，2
)，其中p
max，2
》p
max，1
；同时熔盐蓄热装置17发电，提高总的发电功率，使火电调峰系统的发电功率达到最大功率3(p
max，3
)，其中p
max，3
》p
max，2
。在电负荷最小的低谷时段，此时锅炉10的功率远大于发电功率，此时使用水蓄热装置18用于供热，使火电调峰系统的发电功率降低至最小功率2(p
min，2
)，其中p
min，2
《p
min，1
；同时尽可能将水汽抽出并通过熔盐蓄热装置17储存热量，使火电调峰系统的发电功率降低至最小功率3(p
min，3
)，其中p
min，3
《p
min，2
。这样通过熔盐蓄热装置17和水蓄热装置18是火电调峰系统的最大发电功率和最小发电功率的范围扩大，提高了调峰能力。
24.另外，设置第一压力缸11、第二压力缸12、第三压力缸13的目的是实现能量的梯级利用，其中，第一压力缸11为高压缸，此时水汽的体积较小、温度较高；在高压缸内做功后进入第二压力缸12，第二压力缸12为中压缸，在中压缸内气体的体积相对于在高压缸中膨胀，温度相对于高压缸也有所降低；水汽经过中压缸后进入第三压力缸13，第三压力缸13为低压缸，此时低压缸内的气体体积相对于中压缸更大，温度相对于中压缸更低。这样通过高压缸、中压缸和低压缸的模式来提升水汽内的能量利用效率。
25.可选的，如图3所示，熔盐蓄热装置17包括第一换热器170、第二换热器组174、第一熔盐泵171、第二熔盐泵173、第二水泵177、熔盐储热罐172、汽轮机175、第二冷凝器176，其中：
26.第一换热器170的第一入口端连接第一压力缸11的出口端，第一换热器170的出口端连接第三压力缸13的入口端；
27.第一换热器170的第二出口端通过第一阀门1001连接熔盐储热罐172的第一端，第一换热器170的第二入口端连接第一熔盐泵171的出口端，第一熔盐泵171的入口端连接熔盐储热罐172的第二端；
28.熔盐储热罐172的第二端还通过第二阀门1002与第二换热器组174的第一出口端连接，第二换热器组174的第一入口端连接第二熔盐泵173的出口端，第二熔盐泵173的入口端连接熔盐储热罐172的第一端；
29.第二换热器组174的第二出口端连接汽轮机175的入口端，汽轮机175的出口端连接第二冷凝器176的入口端，冷凝器的出口端连接第二水泵177的入口端，第二水泵177的出口端连接第二换热器组174的第二入口端。
30.本实施方式中，通过使用熔盐储存能量，然后熔盐与水汽进行热交换升高温度，再通过热交换蒸发气体做功，完成储存能量和释放能量的过程，提高系统的总发电功率。
31.其中，第一熔盐泵为低温熔盐泵，第二熔盐泵为高温熔盐泵。
32.具体的，在储存热量的过程中，温度较低的熔盐从熔盐储热罐172的第二端流出，经过第一熔盐泵171流入第一换热器170，在第一换热器170内水汽将热量传导给熔盐，使熔盐温度升高；熔盐升温后的高温熔盐经过第一阀门1001和熔盐储热罐172的第一端进入熔盐储热罐172，完成熔盐蓄热的过程。
33.另外，在需要放热发电时，高温熔盐经过熔盐储热罐172的第一端流出，经过第二熔盐泵173后进入第二换热器组174，在第二换热器组174内熔盐将热量传导给水汽，传导给水汽后熔盐的温度下降成为低温熔盐，低温熔盐经过第二阀门1002，通过熔盐储热罐172的第二端流入熔盐储热罐172，完成放热的过程。
34.其中，在第二换热器组174的内部吸收热量后水蒸发成为的水汽进入汽轮机175做功，做功完成水汽温度下降，在经过第二冷凝器176后冷凝成液态水，液态水经过第二水泵177后再次流入第二换热器，完成发电过程。
35.可选的，第二换热器组174包括第一热交换器1741、第二热交换器1742和第三热交换器1743，其中：
36.第二熔盐泵173的出口端连接第一热交换器1741的第一入口端，第一热交换器1741的第一出口端连接第二热交换器1742的第一入口端，第二热交换器1742的第一出口端连接第三热交换器1743的第一入口端，第三热交换器1743的第一出口端通过第二阀门1002
连接熔盐储热罐172的第二端；
37.第二水泵177的出口端连接第三热交换器1743的第二入口端，第三热交换器1743的第二出口端连接第二热交换器1742得到第二入口端，第二热交换器1742的第二出口端连接第一热交换器1741的第二入口端，第一热交换器1741的第二出口端连接汽轮机175的入口端。
38.本实施方式中，通过设置第一热交换器1741、第二热交换器1742和第三热交换器1743的方式实现能量的梯级利用，提高热量转化的效率。
39.具体的，液态水进入第三热交换器1743，此时液态水被预热升温；再经过第二热交换器1742，此时液态水蒸发变成水汽膨胀；水汽进入第一热交换器1741被加热成为高温水汽，高温水汽进入汽轮机175做功发电。这样通过第一热交换器1741、第二热交换器1742和第三热交换器1743的三次加热提高了能量的利用率，最大程度的减少能量损失。
40.可选的，熔盐储热罐172的内部形成第一斜温层1721，第一斜温层1721位于熔盐储热罐172的第一端和第二端之间。
41.本实施方式中，熔盐储热罐172内形成第一斜温层1721，分隔开高温熔盐和低温熔盐，并提高蓄热密度。
42.可选的，水储热装置包括：第三换热器180、第三水泵181、第四水泵183、水储热罐182和第二用户端184，其中：
43.第二压力缸12的出口端连接第三换热器180的第一入口端，熔盐蓄热装置17的出口端连接第三换热器180的第一入口端，第三换热器180的第一出口端连接第三压力缸13的出口端；
44.第三换热器180的第二出口端通过第三阀门1003连接水储热罐182的第一端，第三换热器180的第二入口端连接第三水泵181的出口端，第三水泵181的入口端连接水储热罐182的第二端；
45.水储热罐182的第一端还连接第二用户端184的入口端，第二用户端184的出口端连接第四水泵183的入口端，第四水泵183的出口端通过第四阀门1004与水储热罐182的第二端，水储热罐182的第一端还连接第一用户端19的入口端。
46.本实施方式中，通过水储存能量，然后将水输送到第一用户端19和第二用户端184实现供热。
47.具体的，在储存热量的过程中，低温水从水储热罐182的第二端流出，经过第三水泵181后进入第三换热器180，在第三换热器180内部水汽将热量传导给低温水，低温水温度升高成高温水，高温水经过第三阀门1003，通过水储热罐182的第一端进入水储热罐182，完成水蓄热的循环。
48.另外，在供热的过程中，高温水从水储热罐182的第一端流出，进入第一用户端19进行供热，或者进入第二用户端184进行供热；高温水供热完成后变成低温水，低温水从第二用户端184流出，经过第四水泵183和第四阀门1004后，通过水储热罐182的第二端流入水储热罐182，完成供热过程。
49.可选的，水储热罐182的内部形成第二斜温层1821，第二斜温层1821位于水储热罐182的第一端和第二端之间。
50.本实施方式中，类似于第一斜温层1721，第二斜温层1821形成在水储热罐182的内
部，分隔开高温水和低温水，并能提高蓄热密度。
51.可选的，第一水泵组15包括第五水泵151和第六水泵152，加热器16包括第一加热器161和第二加热器162，其中：
52.第一冷凝器14的出口端连接第五水泵151的入口端，第五水泵151的出口端连接第一加热器161的入口端，第一加热器161的出口端连接第六水泵152的入口端，第六水泵152的出口端连接第二加热器162的入口端，第二加热器162的出口端连接锅炉10的入口端。
53.本实施方式中，通过第五水泵151和第六水泵152、第一加热器161和第二加热器162实现阶梯加热，提高能量的利用效率。
54.其中，第一加热器161为低压加热器16，冷凝水经过第五水泵151后进入低压加热器16，水的温度升高，升温后的水经过第六水泵152后进入高压加热器16，此时温度再次升高并蒸发成水汽，水汽再进入锅炉10加热后做功。这样通过多次恒压加热的方式提升了能量的利用效率。
55.可选的，火电调峰系统还包括除氧器20，第一加热器161的出口端连接除氧器20的入口端，除氧器20的出口端连接第六水泵152的入口端。
56.本实施方式中，增加一除氧器20，除去水中含有的氧气，以减少管道内被氧化腐蚀，提高火电调峰系统的使用寿命。
57.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
58.上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本发明的保护之内。