[发明专利]热电厂大容量中温相变储热放热系统及其储热放热方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种储热系统，具体的说是一种热电厂大容量中温相变储热放热系统。本发明还涉及这种热电厂大容量中温相变储热放热系统的储热放热方法。

背景技术

我国的“三北地区”电源结构中热电、风电占据很高的比例，然而风电与热电并没有实现协调发展，存在着严重的“风热冲突”。一方面，三北地区的供热季长达半年以上，电力系统中存在大量的热电联产机组用于冬季的供热需求。热电联产机组运行在“以热定电”模式下，其发电出力受冬季供热负荷的制约很大。尤其在供热季的夜间，供电负荷处于低谷时期，但供热负荷却处于高峰时期。此时为保证供热负荷的需求，电力系统中的热电联产机组都处于高出力运行状态，因此极大的压缩了风电机组的出力空间，造成了大量的风电弃风。另一方面，风电具有典型的反调峰特性，表现为白天出力较低、夜晚出力较高；冬季平均出力较高、夏季平均出力较低。这两方面原因导致了“三北地区”弃风现在严重。

在风电资源丰富的三北地区，供热季长达半年以上，电力系统中存在大量的热电联产机组用于冬季的供热需求。热电联产机组运行在“以热定电”模式下，其发电出力受冬季供热负荷的制约很大。尤其在供热季的夜间，供电负荷处于低谷时期，但供热负荷却处于高峰时期。此时为保证供热负荷的需求，电力系统中的热电联产机组都处于高出力运行状态，因此极大的压缩了风电机组的出力空间，造成了大量的风电弃风。如果在电源侧的热电联产机组中加入大容量储热系统，打破“以热定电”的刚性约束，可以有效提高热电联产机组的调节能力，增强电力系统的灵活性，从而提高系统风电消纳能力。

为了打破“热电联产机组‘以热定电’的电－热刚性耦合方式”，提高热电联产机组的调节能力，现有技术中有将热量进行储存的储热系统。但是现有的储热系统采用的是U形的管式压力容器，压力容器两端采用椭圆形封堵头水室的结构，上述现有的储热系统为压力容器，体积较大，难以运输，制作成品高。同时，现有储热系统所有传热翅片管内流体的流向是相同的，这样造成储热装置进口与出口端的温度不一致，例如在放热过程中，有的区域相变材料已凝固，有的区域仍为液态。

发明内容

本发明的第一目的是为了克服背景技术的不足之处，而提供一种热电厂大容量中温相变储热放热系统。

本发明的第二目的是为了克服背景技术的不足之处，而提供这种热电厂大容量中温相变储热放热系统的储热放热方法。

为了实现上述第一目的，本发明的技术方案为：热电厂大容量中温相变储热放热系统，其特征在于：包括用于储热和放热的闭式循环系统，用于稳定闭式循环系统内介质压力的定压系统，以及用于将闭式循环系统内的疏水收集起来的疏水系统；所述闭式循环系统包括闭式循环泵、储热加热器、储热装置和放热冷却器，所述储热加热器的输出端和放热冷却器的输出端均与储热装置的输入端连接，所述储热加热器的输入端和放热冷却器的输入端均与第一流量测量装置的输出端连接；所述储热装置的输出端依次与定压系统、闭式循环泵和第一流量测量装置连接，第一流量测量装置和储热加热器之间安装有第一阀门，第一流量测量装置和放热冷却器之间安装有第二阀门，定压系统和储热装置之间安装有第三阀门；所述放热冷却器上安装有供水管道和回水管道，回水管道上安装有流量测量装置，储热加热器上安装有蒸汽管道和安全阀；所述定压系统包括高压膨胀水箱和除盐水系统，所述除盐水系统的输出端通过第一水位调节阀门组与高压膨胀水箱的输入端连接，高压膨胀水箱的输出端通过第四阀门与储热装置连接；所述疏水系统包括热网疏水泵和疏水收集器，所述热网疏水泵一端通过第五阀门与储热装置连接，另一端通过第二流量测量装置依次与第二水位调节阀门组和回水管网连接。

在上述技术方案中，所述热网疏水泵有两个，且所述两个热网疏水泵呈并联布置，所述两个热网疏水泵均一端与储热装置连接，另一端与回水管网连接。

在上述技术方案中，所述储热装置包括支撑架，和多个依次连接并整体呈一字型的安装在支撑架上的集装箱，集装箱内放置有储热腔室，储热腔室顶部安装有将所述储热腔室顶部密封的盖板，每个集装箱的外壳上均安装有滑动销，每个储热腔室内均安装有两组换热管组，每组换热管组均包括呈横向布置的放热管和呈横向布置的储热管，有放热总管和储热总管安装于集装箱上方，且所有放热管均与所述放热总管连接，所有储热管均与所述储热总管连接，位于同一组的放热管和储热管之间连接有多个呈纵向布置翅片管，位于不同组的翅片管在储热腔室内呈相邻布置，且相邻两个翅片管内的液体流向相反，所述翅片管在竖直方向呈S型布置，翅片管的输入端与储热管连接，翅片管的输出端与放热管连接,。