一种耦合蒸汽储热的燃煤发电系统的制作方法

1.本实用新型涉及发电技术领域，具体涉及一种耦合蒸汽储热的燃煤发电系统。


背景技术：

2.随着可再生能源的装机容量进一步增大，燃煤发电的装机占比及发电量占比将逐年下降，燃煤发电在电力生产中的地位由主体能源向基础能源转变，为新能源消纳提供调峰服务，保证电网的安全稳定运行。当电网要求快速大幅度变负荷时，燃煤发电系统受内部蓄热能力的限制，难以满足变负荷的速率要求。


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发电系统难以满足变负荷速率要求的缺陷，基于以上情况，开发一种满足变负荷速率要求的耦合蒸汽储热的燃煤发电系统十分必要。
4.为了实现上述目的，本实用新型提供一种耦合蒸汽储热的燃煤发电系统，包括：
5.依次连接的锅炉、汽轮机高压缸、汽轮机中压缸、汽轮机低压缸、凝汽器、凝结水泵和低压加热器；
6.依次连接的冷储热介质罐、冷储热介质泵、储热介质加热器、热储热介质罐、热储热介质泵和换热器；
7.所述储热介质加热器的进汽端与汽轮机中压缸的第二级抽汽端连接；所述换热器的进水端通过旁路调节阀连接于凝结水泵和低压加热器之间；所述汽轮机低压缸的抽汽端与换热器的出汽端、低压加热器的进汽端均连接；所述汽轮机高压缸、汽轮机中压缸和汽轮机低压缸与三个发电机分别连接；在所述冷储热介质罐和热储热介质罐内均设有储热介质。
8.可选地，在所述低压加热器的出水口和锅炉的给水进口之间还设有依次连接的除氧器、给水泵和高压加热器。
9.可选地，所述汽轮机高压缸的出口蒸汽经锅炉再热后，与汽轮机中压缸的蒸汽入口连通。
10.可选地，所述换热器的出水端与除氧器的进水端连接。
11.可选地，还包括：
12.给水泵汽轮机，与给水泵连接，且给水泵汽轮机的进汽端与储热介质加热器的出汽端连接。
13.可选地，所述给水泵汽轮机的出汽端与凝汽器的进汽端连接。
14.可选地，在冷储热介质罐和冷储热介质泵之间设有冷储热介质罐出口调节阀；在所述热储热介质罐和热储热介质泵之间设有热储热介质罐出口调节阀。
15.可选地，在所述汽轮机低压缸的抽汽端与换热器的出汽端之间设有蒸汽入口调节阀；在所述换热器的出水端与除氧器的进水端之间设有给水调节阀。
16.可选地，所述除氧器与汽轮机中压缸的第二级抽汽端连接，所述高压加热器与汽轮机高压缸的抽汽端、汽轮机中压缸的第一级抽汽端均连接。
17.可选地，在所述汽轮机低压缸的抽汽端设有低压缸抽汽调节阀。
18.本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
19.1.本实用新型提供的耦合蒸汽储热的燃煤发电系统，包括：依次连接的锅炉、汽轮机高压缸、汽轮机中压缸、汽轮机低压缸、凝汽器、凝结水泵和低压加热器；依次连接的冷储热介质罐、冷储热介质泵、储热介质加热器、热储热介质罐、热储热介质泵和换热器；所述储热介质加热器的进汽端与汽轮机中压缸的第二级抽汽端连接；所述换热器的进水端通过旁路调节阀连接于凝结水泵和低压加热器之间；所述汽轮机低压缸的抽汽端与换热器的出汽端、低压加热器的进汽端均连接；所述汽轮机高压缸、汽轮机中压缸和汽轮机低压缸与三个发电机分别连接；在所述冷储热介质罐和热储热介质罐内均设有储热介质；本技术采用上述技术方案，利用储存在热储热介质罐中储热介质的能量，通过换热器释放到给水中，将给水加热为蒸汽，输送至汽轮机低压缸的抽汽端，相对降低汽轮机低压缸的抽汽量，提高汽轮机低压缸的做功能力，满足变负荷速率要求；并且不需要对燃煤机组自身进行改造，只需在外部增设储热介质加热器等，从改造程度来看，本技术方案更容易实施，改造成本低。
20.2.本实用新型在所述低压加热器的出水口和锅炉的给水进口之间还设有依次连接的除氧器、给水泵和高压加热器；本技术采用上述技术方案，通过对汽轮机低压缸利用后的蒸汽冷凝，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。
21.3.本实用新型所述汽轮机高压缸的出口蒸汽经锅炉再热后，与汽轮机中压缸的蒸汽入口连通；本技术采用上述技术方案，通过将汽轮机高压缸蒸汽出口的蒸汽经过锅炉再次加热后，再通入汽轮机中压缸的蒸汽入口，进而提高汽轮机中压缸的蒸汽温度，提高汽轮机中压缸的做功能力。
22.4.本实用新型所述换热器的出水端与除氧器的进水端连接；本技术采用上述技术方案，将换热器中未形成蒸汽的水重新返回到除氧器中，循环利用，节约水资源。
23.5.本实用新型提供的耦合蒸汽储热的燃煤发电系统，还包括：给水泵汽轮机，与给水泵连接，且给水泵汽轮机的进汽端与储热介质加热器的出汽端连接；本技术采用上述技术方案，通过梯级利用储热介质加热器的蒸汽，推动给水泵汽轮机，带动给水泵运转，节约能源。
24.6.本实用新型所述给水泵汽轮机的出汽端与凝汽器的进汽端连接；本技术采用上述技术方案，充分利用给水泵汽轮机利用后的蒸汽，形成凝结水，循环利用，节约水资源。
25.7.本实用新型在冷储热介质罐和冷储热介质泵之间设有冷储热介质罐出口调节阀；在所述热储热介质罐和热储热介质泵之间设有热储热介质罐出口调节阀；本技术采用上述技术方案，通过冷储热介质罐出口调节阀方便调节冷储热介质罐输送至储热介质加热器内的储热介质量；通过热储热介质罐出口调节阀方便调节储热介质加热器输送至热储热介质罐内的储热介质量。
26.8.本实用新型在所述汽轮机低压缸的抽汽端与换热器的出汽端之间设有蒸汽入口调节阀；在所述换热器的出水端与除氧器的进水端之间设有给水调节阀；本技术采用上述技术方案，通过蒸汽入口调节阀方便调节从换热器输送至低压加热器中的抽汽量；通过
给水调节阀方便调节从换热器输送至除氧器的给水量。
27.9.本实用新型所述除氧器与汽轮机中压缸的第二级抽汽端连接，所述高压加热器与汽轮机高压缸的抽汽端、汽轮机中压缸的第一级抽汽端均连接；本技术采用上述技术方案，利用汽轮机高压缸和汽轮机中压缸的抽汽加热给水。
28.10.本实用新型在所述汽轮机低压缸的抽汽端设有低压缸抽汽调节阀；本技术采用上述技术方案，通过低压缸抽汽调节阀方便调节汽轮机低压缸的抽汽量。
附图说明
29.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。
30.图1为本实用新型实施方式中提供的耦合蒸汽储热的燃煤发电系统的连接结构示意图。
31.附图标记说明：
32.1、锅炉；2、汽轮机高压缸；3、汽轮机中压缸；4、汽轮机低压缸；5、凝汽器；6、凝结水泵；7、低压缸抽汽调节阀；8、低压加热器；9、除氧器；10、给水泵；11、给水泵汽轮机；12、高压加热器；13、冷储热介质罐；14、冷储热介质罐出口调节阀；15、冷储热介质泵；16、储热介质加热器；17、热储热介质罐；18、热储热介质罐出口调节阀；19、热储热介质泵；20、换热器；21、旁路调节阀；22、蒸汽入口调节阀；23、给水调节阀。
具体实施方式
33.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。
34.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。
35.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。
36.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。
37.如图1所示的耦合蒸汽储热的燃煤发电系统的一种具体实施方式，包括：依次连接
的锅炉1、汽轮机高压缸2、汽轮机中压缸3、汽轮机低压缸4、凝汽器5、凝结水泵6、低压加热器8、除氧器9、给水泵10和高压加热器12，依次连接的冷储热介质罐13、冷储热介质罐出口调节阀14、冷储热介质泵15、储热介质加热器16、热储热介质罐17、热储热介质罐出口调节阀18、热储热介质泵19和换热器20，以及与给水泵10连接的给水泵汽轮机11；具体的，所述锅炉1为燃煤锅炉。
38.所述储热介质加热器16的进汽端与汽轮机中压缸3的第二级抽汽端连接；所述换热器20的进水端通过旁路调节阀21连接于凝结水泵6和低压加热器8之间；所述汽轮机低压缸4的抽汽端与换热器20的出汽端、低压加热器8的进汽端均连接；所述汽轮机高压缸2、汽轮机中压缸3和汽轮机低压缸4与三个发电机分别连接；在所述冷储热介质罐13和热储热介质罐17内均设有储热介质；具体的，所述储热介质为熔融盐或导热油等流动介质。所述汽轮机高压缸2的出口蒸汽经锅炉1再热后，与汽轮机中压缸3的蒸汽入口连通。所述换热器20的出水端与除氧器9的进水端连接。所述给水泵汽轮机11的进汽端与储热介质加热器16的出汽端连接；具体的，所述储热介质加热器16的蒸汽进口的蒸汽温度大于300℃；优选的，所述储热介质加热器16的蒸汽进口的蒸汽温度在350℃～450℃之间，以便当储热介质选用导热油时，与导热油的工作温度区间相匹配。所述给水泵汽轮机11的出汽端与凝汽器5的进汽端连接。在所述汽轮机低压缸4的抽汽端与换热器20的出汽端之间设有蒸汽入口调节阀22；在所述换热器20的出水端与除氧器9的进水端之间设有给水调节阀23。所述除氧器9与汽轮机中压缸3的第二级抽汽端连接，所述高压加热器12与汽轮机高压缸2的抽汽端、汽轮机中压缸3的第一级抽汽端均连接。在所述汽轮机低压缸4的抽汽端设有低压缸抽汽调节阀7。
39.本技术所述耦合蒸汽储热的燃煤发电系统的工作原理过程简述如下：锅炉1的蒸汽输送至汽轮机高压缸2，汽轮机高压缸2利用后的蒸汽进入锅炉1中再热，形成再热蒸汽，输入汽轮机中压缸3中；汽轮机中压缸3利用后的蒸汽输入汽轮机低压缸4中；汽轮机低压缸4利用后的蒸汽进入凝汽器5中，凝结成凝结水；凝结水输入低压加热器8中，低压加热器8利用汽轮机低压缸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9，除氧器9利用汽轮机中压缸3的抽汽，去除氧气；去除氧气的水送入高压加热器12，高压加热器12利用汽轮机中压缸3和汽轮机高压缸2的抽汽加热水；加热的水输入锅炉1中进行循环利用。汽轮机中压缸3的蒸汽输入储热介质加热器16，对储热介质加热，将加热后的储热介质输送至热储热介质罐17中进行存储；热储热介质罐17中储热介质存储的热量通过换热器20释放到给水中，将给水加热为蒸汽，输送至汽轮机低压缸4的抽汽端，相对降低汽轮机低压缸4的抽汽量，提高汽轮机低压缸的做功能力，满足变负荷速率要求。
40.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。