[发明专利]固体蓄热电锅炉和跨季节自然水体结合的蓄热调峰系统

说明书

技术领域

本发明涉及热电厂火电灵活性调峰和跨季节蓄热领域，尤其涉及火力发电厂供热机组夏季灵活性深度调峰领域。

背景技术

在中国三北地区电力市场容量富裕，燃机、抽水蓄能等可调峰电源稀缺，电网调峰与火电机组灵活性之间矛盾突出，电网消纳风电、光电及核电等新能源的能力不足，弃风现象严重。目前，随着东北电力辅助服务交易的实施，越来越多的热电厂通过火电灵活性技术实现了冬季的热电解耦和深度调峰。但在夏季，由于没有供热服务，无论是汽机旁路还是电锅炉等热电解耦和调峰方案，都无法实现。

目前电厂内部调峰在夏季主要依靠锅炉减负荷或汽机旁路减温减压供热、电锅炉和蓄热水罐储热等技术实现供热机组热电短期解耦来实现，此类技术虽然能达到一定的调峰作用，但是受锅炉及汽机安全性和技术本身的限制，以及大型蓄热水罐蓄热体积和安全性的限制，无法实现深度调峰的目的，最大的问题是这些技术和电锅炉及蓄热水罐本身，在夏季完全无法运行，因此一般热电厂在夏季是无法通过电锅炉和蓄热水罐进行深度调峰的，而且由于锅炉低负荷运行，会带来脱硫脱硝系统排放超标，锅炉熄火等一系列问题。另有现有技术利用土壤源蓄冷蓄热系统装置参与调峰，如申请号为201620107121.0的中国专利，提供了一种用于热电厂热调峰用的土壤源蓄冷蓄热系统装置，包括除传统热电厂发电及供热必备装置外，还包括地埋管换热器，溴化锂吸收式热泵机组，闭式冷却塔。该现有技术中，夏季时先利用地下冷量降低冷却塔循环水的温度，后期利用冷却塔循环水对土壤进行蓄热；冬季时利用溴化锂吸收式热泵机组提取蓄存的热量，为城市集中供热提供热量，后期利用闭式冷却塔进行蓄冷。该现有技术虽结合了土壤源蓄冷蓄热以及吸收式热泵吸热放热，但是所使用的蓄热装置无法满足功率范围可调节的实际需求，而且成本较高，存在系统的储热能力差和调峰能力低的问题。再如申请号为CN201620467058.1的中国专利，公开了一种用于火电厂调峰蓄热的蓄热系统，包括：锅炉、汽轮机、供热管道、蓄热装置和热用户，蓄热装置与供热管道连接，蓄热装置为直接蓄热装置或间接蓄热装置，所述蓄热装置的蓄热介质为水、蒸汽、导热油或相变蓄热材料，所述热用户为工业用户或居民采暖用户。该专利一定程度上满足了冬季火电机组的供热和发电需求，但是无法实现夏季电网调峰和蓄热。

发明内容

为了满足电网调峰需求，以及电厂在激烈竞争中的生存需要，深度调峰势在必行。本发明通过火电供热机组运行灵活性技术及电锅炉区域供暖技术，并结合夏季的跨季节自然水体蓄热，可以实现夏季的火电厂深度调峰，从而显著提升热电机组夏季的上网调峰能力，既可有效缓解可再生能源消纳困境，又可以实现供热热水的大体量跨季节蓄热，未来必将拥有广阔的市场发展前景。

为了克服现有技术中存在的问题，本发明所采用的技术方案是：一种固体蓄热电锅炉和跨季节自然水体结合的蓄热调峰系统，包括电厂加热系统、跨季节自然水体系统、固体蓄热电锅炉系统和热网水循环系统，其特征在于：所述跨季节自然水体系统包括蓄水坑、蓄热水体、布水器、水底保护层和水体表面保温覆盖层、雨水收集和排水系统；所述固体蓄热电锅炉系统包括固体蓄热电锅炉及其连接电网和管路；所述电厂加热系统包括热网加热器。

优选的是，所述蓄水坑为土木工程开挖形成，横切面形状包括梯形。

上述任一方案优选的是，所述蓄水坑底部和四周斜边土壤做平整处理。

上述任一方案优选的是，所述蓄热水体包括水质达一次供热循环水标准的自然水体，水量大于1万吨，水温最高温度低于85℃。

上述任一方案优选的是，所述布水器设置在蓄热水体中，包括充放热的立式布水器，可用于水体进出水和充放热。

上述任一方案优选的是，所述水底保护层设置于蓄水坑底部和四周，包括保温和防水隔热层。

上述任一方案优选的是，所述保温覆盖层设置于蓄热水体表面，包括浮动式保温覆盖层。

上述任一方案优选的是，所述固体蓄热电锅炉包括高压控制柜、保温层、高压发热电阻、储能体、风水换热器和循环风机。

上述任一方案优选的是，所述保温层形成封闭空间，所述储能体、风水换热器和循环风机位于所述保温层内部，所述风水换热器与所述储能体通过热收集端相连接。所述风水换热器与进水管、出水管相连接，所述进水管、出水管分别开口于保温层，并与保温层外的输送管道相连接。所述高压控制柜与所述储能体之间设置有高压接线，所述高压控制柜位于所述保温层外部，所述高压接线穿过所述保温层，与高压发热电阻连接，所述高压发热电阻分布于储能体的一侧。