[发明专利]一种利用中压缸排汽蓄热的组合熔盐储能调峰系统及方法

说明书

本发明公开一种利用中压缸排汽蓄热的组合熔盐储能调峰系统及方法，系统包括高参数熔盐储能系统、低参数熔盐储能系统及现有火电机组，高参数熔盐储能系统和低参数熔盐储能系统设置有用于加热熔盐的电加热器，电加热器的电能输入端均连接现有火电机组的电能输出端；低参数熔盐储能系统中设低参数熔盐吸热回路和低参数熔盐放热回路，低参数熔盐吸热回路利用低品位蒸汽和电加热器加热低参数熔盐储能，高参数熔盐吸热回路利用电加热器加热高参数低温熔盐储能；低参数熔盐放热回路和高参数熔盐放热回路利用熔盐放热加热给水生成过热蒸汽，过热蒸汽进入火电机组做功，电加热器具备大功率的用电，可实现机组的快速调频；释能阶段可实现机组调峰。

技术领域

本发明属于熔盐储能技术领域，具体涉及一种利用中压缸排汽蓄热的组合熔盐储能调峰系统及方法。

背景技术

为构建“以新能源为主体的新型电力系统”，需要火电厂向“基础保障性和系统调节性”电源转型。在国家政策层面大力推动煤电节能降碳改造、灵活性改造、供热改造“三改联动”，推进先进储能技术规模化应用。目前尚未有普适性的针对不同类型火电厂的灵活性改造方案，需一厂一策，根据特定场景制定方案。常见火电厂的灵活性改造技术有两条路径，一是引入储能的解决方案，二是是无储能解决方案。其中无储能解决方案包括低压缸零出力改造和机组深度调峰优化，目前机组深调可做到最低负荷25％左右，而低压缸零出力适用于供热机组，且调峰仅能在供热期调节。引入储能的解决方案较成熟的有电蓄热锅炉(其特点是占地面积大，多用于供热，成本在200-1000元/kWh，发电端效率≤36％)、热水锅炉+热水储罐(特点是仅用于供热，热水参数在90℃～130℃)和熔盐蓄热供热。

熔盐蓄热供热可解决超低负荷火电机组深度调频调峰，其适用范围包括大规模储能需求的低成本高参数热电解耦调峰供热项目以及典型的纯凝机组大容量调峰需求场景。在众多熔盐选择中，二元硝酸盐应用成熟广泛，但受最高温限制，与565℃及以上的高参数机组难以匹配；碳酸盐的熔点高，但使用温区苛刻(397℃～650℃)；氯化物体系熔盐有极佳的成本优势，可与高参数机组匹配，但是其腐蚀性较强。

目前常见熔盐蓄热供热热源主要来自主蒸汽管道抽汽、再热蒸气管道抽汽或利用中压缸排汽管抽汽。由于主蒸汽压力等级高，抽取进入熔盐换热后不可逆损失大，需要对高压力等级的管道进行改造，系统成本较高；另一方面高参数等级的蒸汽换热后进入除氧器，则需要对现有除氧器扩容改造。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种利用中压缸排汽蓄热的组合熔盐储能调峰系统，低温熔盐采用三元硝酸盐，高温熔盐采用三元碳酸盐，储能阶段利用现有中压缸排气管道接口引出蒸汽，通过盐-汽换热后疏水回至凝汽器，可将调峰深度下调至15％额定负荷以下，同时配置的熔盐电加热器具备大功率的用电负荷，可实现机组的快速调频；释能阶段从给水泵出口引出高压给水，通过梯级换热产生高品位蒸汽最后回至热再管道进入中压缸做功，实现机组调峰。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种利用中压缸排汽蓄热的组合熔盐储能调峰系统，高参数熔盐储能系统、低参数熔盐储能系统及现有火电机组，高参数熔盐储能系统和低参数熔盐储能系统均设置有用于加热熔盐的电加热器，所述电加热器的电能输入端均连接现有火电机组的电能输出端；低参数熔盐储能系统中设置低参数熔盐吸热回路和低参数熔盐放热回路，低参数熔盐吸热回路中设置蒸汽入口和放热蒸汽出口，所述蒸汽入口和放热蒸汽出口分别连接现有火电机组中压缸排汽管道和凝汽器，低参数熔盐放热回路中设置给水入口和吸热蒸汽出口，所述给水入口连接现有火电机组给水管道；高参数熔盐储能系中设置高参数熔盐吸热回路和高参数熔盐放热回路，所述高参数熔盐放热回路中蒸汽入口和蒸汽出口，分别连接低参数熔盐储能系统的吸热蒸汽出口和现有火电机组的再热蒸汽进汽管道；低参数熔盐储能系统中的电加热器用于加热吸热后的低参数熔盐。