火电厂全负荷调峰装置的制作方法

1.本发明涉及火电厂全负荷灵活性调峰技术领域，特别涉及一种火电厂全负荷调峰装置。

背景技术：

2.随着能源需求的日益增长及传统石化资源的减少，风电、光伏、水电等新能源发电得到了迅速发展，截至2020年，全国风电装机量由1.3亿千瓦到2.2亿千万以上，其中太阳能发电量由4300万千瓦到1.1亿千瓦以上，新能源发电量占比稳步上升，火电机组利用小时数不断减少。
3.然而，新能源发电系统由于受外界环境因素影响较大，弃风、弃光现象严重，对电网负荷与频率响应的稳定性造成较大冲击，电网使用安全性较低。
4.因此，如何提高电网用电安全性，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种火电厂全负荷调峰装置，以提高电网用电安全性。
6.为实现上述目的，本发明提供一种火电厂全负荷调峰装置，包括：
7.熔盐加热装置，所述熔盐加热装置用于加热熔盐；
8.汽轮机发电系统；
9.及熔盐系统，所述熔盐系统包括熔盐、热熔盐存储装置及熔盐第一换热支路，所述熔盐第一换热支路包括沿熔盐流动方向依次连接过热器、蒸发器及预热器，熔盐第一换热支路与所述汽轮机发电系统的介质热交换；
10.沿熔盐流动方向，所述热熔盐存储装置连接在所述熔盐加热装置的熔盐出口与所述熔盐第一换热支路之间。
11.可选地，在上述火电厂全负荷调峰装置中，所述熔盐系统还包括连接在所述热熔盐存储装置和所述第一换热支路之间，且用于加热后熔盐输送的热熔盐泵。
12.可选地，在上述火电厂全负荷调峰装置中，所述熔盐系统包括与所述熔盐第一换热支路并联设置，且用于加热后熔盐通过的第一再热器，所述第一再热器与汽轮机发电系统的介质换热。
13.可选地，在上述火电厂全负荷调峰装置中，所述熔盐系统还包括熔盐回路，所述熔盐回路的熔盐进口与所述熔盐第一换热支路的熔盐出口连接，所述熔盐回路的熔盐出口与所述熔盐加热装置的熔盐进口连接，所述熔盐回路上设有用于存储冷却后的熔盐的冷熔盐存储装置。
14.可选地，在上述火电厂全负荷调峰装置中，所述熔盐回路上还设有连接在所述冷熔盐存储装置下游的冷熔盐泵，所述冷熔盐泵用于将所述冷熔盐存储装置内的熔盐输送至所述熔盐加热装置。
15.可选地，在上述火电厂全负荷调峰装置中，所述汽轮机发电系统包括熔盐换热管
路、第一缸体及与所述熔盐换热管路的出口连接的第二缸体，所述熔盐换热管路的进口连接高压给水装置，所述熔盐换热管路内的液体依次流经所述预热器、所述蒸发器和所述过热器，所述第一缸体出口蒸汽经所述第一再热器换热后流入所述第二缸体。
16.可选地，在上述火电厂全负荷调峰装置中，所述熔盐系统还包括与所述第一再热器并联设置的第二再热器，所述汽轮机发电系统还包括第三缸体，所述第二缸体出口蒸汽经所述第二再热器换热后流入所述第三缸体。
17.可选地，在上述火电厂全负荷调峰装置中，述熔盐熔融态工作温度为260℃～560℃。
18.可选地，在上述火电厂全负荷调峰装置中，所述熔盐由硝酸钠和硝酸钾组成。
19.可选地，在上述火电厂全负荷调峰装置中，所述熔盐加热装置为熔盐锅炉。
20.可选地，在上述火电厂全负荷调峰装置中，当所述汽轮机发电系统处于热备用状态，电网负荷调峰至零负荷，所述熔盐系统处于储能过程，加热后的熔盐存储于所述热熔盐存储装置；当所述汽轮机发电系统处于满负荷状态发电，所述熔盐系统处于放能过程，所述热熔盐存储装置依次流经过热器、所述蒸发器及所述预热器。
21.在上述技术方案中，本发明提供的火电厂全负荷调峰装置包括熔盐加热装置、汽轮机发电系统及用于与汽轮机发电系统热交换的熔盐系统，熔盐加热装置用于加热熔盐。熔盐系统包括熔盐、热熔盐存储装置及熔盐第一换热支路，熔盐第一换热支路包括沿熔盐流动方向依次连接过热器、蒸发器及预热器。沿熔盐流动方向，热熔盐存储装置连接在熔盐加热装置的熔盐出口与熔盐第一换热支路之间。
22.通过上述描述可知，在本技术提供的火电厂全负荷调峰装置中，通过熔盐加热装置加热熔盐，熔盐系统与汽轮机发电系统共同作用，针对电网调峰要求，机组负荷可实现全负荷灵活性调峰，使得提高电网平稳运行，进而提高电网用电安全性。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
24.图1为本发明实施例所提供的一种火电厂全负荷调峰装置的结构示意图；
25.图2为本发明实施例所提供的另一种火电厂全负荷调峰装置的结构示意图。
26.其中图1-2中：1-热熔盐存储装置、2-热熔盐泵、3-过热器、4-蒸发器、5-预热器、6-第一再热器、7-第二再热器、8-第一缸体、9-第二缸体、10-第三缸体、11-发电机、12-凝汽器、13-冷熔盐存储装置、14-冷熔盐泵、15-熔盐加热装置、16-熔盐换热管路。
具体实施方式
27.本发明的核心是提供一种火电厂全负荷调峰装置，以提高电网用电安全性。
28.为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。
29.请参考图1和图2。
30.在一种具体实施方式中，本发明具体实施例提供的火电厂全负荷调峰装置包括熔盐加热装置15、汽轮机发电系统及用于与汽轮机发电系统热交换的熔盐系统，具体的，汽轮机发电系统与火电厂正常汽轮机发电系统相同。
31.熔盐系统包括熔盐、热熔盐存储装置1及熔盐第一换热支路，熔盐第一换热支路包括沿熔盐流动方向依次连接过热器3、蒸发器4及预热器5。沿熔盐流动方向，热熔盐存储装置1连接在熔盐加热装置15的熔盐出口与熔盐第一换热支路之间。具体的，熔盐可以为硝酸盐、氟化盐、氯化盐、碳酸盐、硫酸盐等。在一种具体实施方式中，熔盐可以由硝酸钠和硝酸钾组成。
32.具体的，熔盐熔融态工作温度为260℃～560℃。当然，根据熔盐需要，熔盐的工作温度并不局限于上述情况。
33.熔盐加热装置15用于加热熔盐，具体的，熔盐加热装置15可以为熔盐锅炉，熔盐加热装置15内流动介质为熔盐，熔盐加热装置15热量全部储存在热熔盐中。
34.熔盐第一换热支路与汽轮机发电系统的介质热交换，汽轮机发电系统的介质被加热后进入内部做功。
35.在具体工作时，火电厂全负荷调峰装置的汽轮机发电系统可处于热备用状态，电网负荷调峰至零负荷，熔盐系统处于储能过程；汽轮机发电系统也可处于满负荷状态发电，整个发电系统处于设计运行最佳状态，熔盐系统处于放能过程。
36.通过上述描述可知，在本技术具体实施例所提供的火电厂全负荷调峰装置中，通过熔盐加热装置15加热熔盐，熔盐系统与汽轮机发电系统共同作用，针对电网调峰要求，机组负荷可实现全负荷灵活性调峰，使得提高电网平稳运行，进而提高电网用电安全性。
37.为了实现熔盐按照一定流量输送，优选，熔盐系统还包括连接在热熔盐存储装置1和第一换热支路之间，且用于加热后熔盐输送的热熔盐泵2。具体的，在热熔盐泵2的作用下，热熔盐存储装置1内的熔盐通过热熔盐泵2流动至第一换热支路。
38.在一种具体实施方式中，熔盐系统包括第一再热器6，第一再热器6与熔盐第一换热支路并联设置，第一再热器6用于加热后熔盐通过的第一再热器6，第一再热器6用于与汽轮机发电系统换热。具体的，第一再热器6通过三通管路连接熔盐第一换热支路和热熔盐泵2。
39.具体的，熔盐系统还包括熔盐回路，熔盐回路的熔盐进口与熔盐第一换热支路的熔盐出口连接，熔盐回路的熔盐出口与熔盐加热装置的熔盐进口连接，熔盐回路上设有用于存储冷却后的熔盐的冷熔盐存储装置13。
40.为了实现熔盐循环流动使用，优选，熔盐回路上还设有连接在冷熔盐存储装置13下游的冷熔盐泵14，冷熔盐泵14用于将冷熔盐存储装置13内的熔盐输送至熔盐加热装置15。具体的，当需要加热冷却后的熔盐时，通过冷熔盐泵14将冷熔盐存储装置13内的熔盐输送至熔盐加热装置15内进行加热。具体的，可以根据需要加热熔盐数量，控制冷熔盐泵14的工作时间及流量。
41.具体的，热熔盐存储装置1和冷熔盐装置可以为罐体结构。
42.本技术提供的汽轮机发电系统包括熔盐换热管路16、第一缸体8及与熔盐换热管路16的出口连接的第二缸体9，第二缸体9为高压缸，第一缸体8的出口第一再热器6连接换热，熔盐换热管路16的进口连接高压给水装置，熔盐换热管路16内的液体依次流经预热器
5、蒸发器4和过热器3，第一缸体8出口蒸汽经第一再热器6换热后流入第二缸体9。具体的，第一缸体8为高压缸，第二缸体9为中低压缸。当然，在具体使用时，熔盐换热管路16也可以与第一换热支路某个或者至少两个含有热熔盐的结构换热，例如，熔盐换热管路16仅与过热器3进行换热等。
43.在一种具体实施方式中，熔盐系统还包括与第一再热器6并联设置的第二再热器7，汽轮机发电系统还包括第三缸体10，第二缸体9出口蒸汽经第二再热器7换热后流入第三缸体10。其中第一再热器6和第二再热器7可以为结构相同的再热器。具体的，第一缸体8为超高压缸，第二缸体9为高压缸，第三缸体10为中低压缸。
44.上述列举了缸体为两个和三个的情况，当缸体每增加一个，每个第一再热器6的下游连接有一个缸体9，汽轮机发电系统可以是二次再热乃至更多级数再热，再热次数可视系统需求而定。
45.在上述各方案的基础上，当汽轮机发电系统处于热备用状态，电网负荷调峰至零负荷，熔盐系统处于储能过程，加热后的熔盐存储于热熔盐存储装置1；当汽轮机发电系统处于满负荷状态发电，熔盐系统处于放能过程，热熔盐存储装置1依次流经过热器3、蒸发器4及预热器5。
46.熔盐系统内流动工质为熔盐，冷熔盐从冷熔盐罐内经冷熔盐泵14打入熔盐加热装置15，冷熔盐在熔盐加热装置15内吸热升温至热熔盐的存储温度，完成熔盐储能过程。热熔盐从热熔盐存储装置1内经热熔盐泵2分别打入过热器3、第一再热器6和第二再热器7，进入第一再热器6和第二再热器7后的热熔盐换热后降温至冷熔盐，与预热器5出口的冷熔盐混合后进入冷熔盐存储装置13，完成熔盐放能过程。
47.其中，汽轮机发电系统工作介质为水，高加系统来的高压给水进入预热器5升温后依次进入蒸发器4和过热器3达到主蒸汽参数，主蒸汽进入高压缸做功，高压缸(或超高压缸)排汽进入第一再热器6(或第二再热器7)升温后形成再热蒸汽，再热蒸汽进入中压缸、低压缸做功后进入凝汽器12冷凝成凝结水，凝结水经过回热系统加热后形成锅炉高压给水，完成汽轮机发电过程。
48.火电厂全负荷调峰装置在具体工作时，熔盐加热装置15运行50％负荷运行，且保持熔盐加热装置15负荷不变，冷熔盐(260℃)从冷熔盐存储装置13内经冷熔盐泵14打入熔盐加热装置15，在熔盐加热装置15内吸热升温至560℃后进入热熔盐存储装置1，熔盐加热装置15热量全部储存在热熔盐中，汽轮机发电系统处于热备用状态，机组调峰至零负荷，熔盐系统处于储能阶段。热熔盐从热熔盐存储装置1经热熔盐泵2打入过热器3-蒸发器4-预热器5和再热器(第一再热器6和第二再热器7)，加热高压给水产生极少量的主蒸汽进入高压缸做功，通过高压缸排出的冷再蒸汽进入第一再热器产生的再热蒸汽进入中压缸做功满足汽轮机发电系统最小进汽量要求，此时，发电机11与汽轮机发电系统处于解列状态。
49.在另一种实现方式中，熔盐加热装置15运行50％负荷运行，且保持熔盐加热装置15负荷不变，冷熔盐(260℃)从冷熔盐存储装置13内经冷熔盐泵14打入熔盐加热装置15，在熔盐加热装置15内吸热升温至560℃后打入热熔盐存储装置1，熔盐加热装置15加热产生的热熔盐和储存在热熔盐存储装置1内的熔盐经热熔盐泵2打入过热器3-蒸发器4-预热器5和再热器(第一再热器6和第二再热器7)，加热高压给水产生主蒸汽进入高压缸做功，通过高压缸排出的冷再蒸汽进入第一再热器产生的再热蒸汽进入中压缸(或接着通过第二再热器
进入低压缸)做功后的乏汽进入凝汽器12凝结成凝结水，凝结水经过回热系统升温加压后成高压给水，熔盐系统处于放能阶段，汽轮机发电系统处于满负荷发电状态，整个发电机组均处于设计运行最佳状态。
50.汽轮机发电系统可以实现在热备用和满负荷发电两种模式下高效运行，在满足电网调峰的同时，机组效率达到最佳。熔盐介质安全性高、价格低廉，该系统结构简单，可实施性强。
51.同时，本技术火电厂全负荷调峰装置的深度调峰能力一定程度上决定了新能源消纳能力，熔盐系统提高了新能源的消纳吸收能力，可有效减少弃风、弃光现象，避免了资源的浪费，缓解调峰压力，支撑新能源的大规模发电和并网。
52.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
53.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：

1.一种火电厂全负荷调峰装置，其特征在于，包括：熔盐加热装置(15)，所述熔盐加热装置(15)用于加热熔盐；汽轮机发电系统；及熔盐系统，所述熔盐系统包括熔盐、热熔盐存储装置(1)及熔盐第一换热支路，所述熔盐第一换热支路包括沿熔盐流动方向依次连接过热器(3)、蒸发器(4)及预热器(5)，熔盐第一换热支路与所述汽轮机发电系统的介质热交换；沿熔盐流动方向，所述热熔盐存储装置(1)连接在所述熔盐加热装置(15)的熔盐出口与所述熔盐第一换热支路之间。2.根据权利要求1所述的火电厂全负荷调峰装置，其特征在于，所述熔盐系统还包括连接在所述热熔盐存储装置(1)和所述第一换热支路之间，且用于加热后熔盐输送的热熔盐泵(2)。3.根据权利要求1所述的火电厂全负荷调峰装置，其特征在于，所述熔盐系统包括与所述熔盐第一换热支路并联设置，且用于加热后熔盐通过的第一再热器(6)，所述第一再热器(6)与汽轮机发电系统的介质换热。4.根据权利要求3所述的火电厂全负荷调峰装置，其特征在于，所述熔盐系统还包括熔盐回路，所述熔盐回路的熔盐进口与所述熔盐第一换热支路的熔盐出口连接，所述熔盐回路的熔盐出口与所述熔盐加热装置的熔盐进口连接，所述熔盐回路上设有用于存储冷却后的熔盐的冷熔盐存储装置(13)。5.根据权利要求4所述的火电厂全负荷调峰装置，其特征在于，所述熔盐回路上还设有连接在所述冷熔盐存储装置(13)下游的冷熔盐泵(14)，所述冷熔盐泵(14)用于将所述冷熔盐存储装置(13)内的熔盐输送至所述熔盐加热装置(15)。6.根据权利要求3-5中任一项所述的火电厂全负荷调峰装置，其特征在于，所述汽轮机发电系统包括熔盐换热管路(16)、第一缸体(8)及与所述熔盐换热管路(16)的出口连接的第二缸体(9)，所述熔盐换热管路(16)的进口连接高压给水装置，所述熔盐换热管路(16)内的液体依次流经所述预热器(5)、所述蒸发器(4)和所述过热器(3)，所述第一缸体(8)出口蒸汽经所述第一再热器(6)换热后流入所述第二缸体(9)。7.根据权利要求6所述的火电厂全负荷调峰装置，其特征在于，所述熔盐系统还包括与所述第一再热器(6)并联设置的第二再热器(7)，所述汽轮机发电系统还包括第三缸体(10)，所述第二缸体(9)出口蒸汽经所述第二再热器(7)换热后流入所述第三缸体(10)。8.根据权利要求1所述的火电厂全负荷调峰装置，其特征在于，述熔盐熔融态工作温度为260℃～560℃。9.根据权利要求1所述的火电厂全负荷调峰装置，其特征在于，所述熔盐由硝酸钠和硝酸钾组成。10.根据权利要求1所述的火电厂全负荷调峰装置，其特征在于，所述熔盐加热装置(15)为熔盐锅炉。11.根据权利要求1-10中任一项所述的火电厂全负荷调峰装置，其特征在于，当所述汽轮机发电系统处于热备用状态，电网负荷调峰至零负荷，所述熔盐系统处于储能过程，加热后的熔盐存储于所述热熔盐存储装置(1)；当所述汽轮机发电系统处于满负荷状态发电，所述熔盐系统处于放能过程，所述热熔盐存储装置(1)依次流经所述过热器(3)、所述蒸发器
(4)及所述预热器(5)。

技术总结

本发明公开了一种火电厂全负荷调峰装置，包括熔盐加热装置、汽轮机发电系统及用于与汽轮机发电系统热交换的熔盐系统，熔盐加热装置用于加热熔盐。熔盐系统包括熔盐、热熔盐存储装置及熔盐第一换热支路，熔盐第一换热支路包括沿熔盐流动方向依次连接过热器、蒸发器及预热器。沿熔盐流动方向，热熔盐存储装置连接在熔盐加热装置的熔盐出口与熔盐第一换热支路之间。在本申请提供的火电厂全负荷调峰装置中，通过熔盐加热装置加热熔盐，熔盐系统与汽轮机发电系统共同作用，针对电网调峰要求，机组负荷可实现全负荷灵活性调峰，使得提高电网平稳运行，进而提高电网用电安全性。进而提高电网用电安全性。进而提高电网用电安全性。