[发明专利]一种火电厂耦合高效压缩式热泵储能调峰系统及方法

权利要求书

1.一种火电厂耦合高效压缩式热泵储能调峰系统，其特征在于，包括锅炉(1)、透平(5)、发电机(6)、电源开关(7)、压缩机(8)、氟利昂-烟气换热器(9)、冷凝换热器(10)、空压机(11)、节流阀(12)、蒸发换热器(13)、输出管道、混合集箱(24)、热网回水储水罐(19)及热网供水储水罐(17)；

锅炉(1)的尾部烟道内烟气流动方向依次设置有高温过热器(2)、低温过热器(3)、省煤器(4)及SCR脱硝装置，高温过热器(2)的出口与透平(5)的入口相连通，透平(5)的输出轴与发电机(6)的驱动轴相连接，发电机(6)的输出端经电源开关(7)与压缩机(8)相连接；

尾部烟道上设置有抽烟气口及烟气入口，其中，抽烟气口位于高温过热器(2)与低温过热器(3)之间，抽烟气口的出口与氟利昂-烟气换热器(9)的放热侧入口相连通，氟利昂-烟气换热器(9)的放热侧出口与烟气入口相连通，其中，烟气入口位于省煤器(4)与SCR脱硝装置之间；

压缩机(8)的出口经氟利昂-烟气换热器(9)的吸热侧及冷凝换热器(10)的放热侧与空压机(11)的入口相连通，空压机(11)的出口经节流阀(12)与蒸发换热器(13)的吸热侧入口相连通，蒸发换热器(13)的吸热侧出口与压缩机(8)的入口相连通；

冷凝器的循环冷却水出口与蒸发换热器(13)的放热侧入口相连通，蒸发换热器(13)的吸热侧出口分为两路，其中一路与输出管道相连通，另一路与混合集箱(24)的入口相连通，热网回水储水罐(19)的出口与混合集箱(24)的入口相连通，混合集箱(24)的出口与冷凝换热器(10)的吸热侧入口相连通，冷凝换热器(10)的吸热侧出口与热网供水储水罐(17)的入口相连通。

2.根据权利要求1所述的火电厂耦合高效压缩式热泵储能调峰系统，其特征在于，抽烟气口的出口经#1电动闸阀(14)及高温高压风机(15)与氟利昂-烟气换热器(9)的放热侧入口相连通。

3.根据权利要求1所述的火电厂耦合高效压缩式热泵储能调峰系统，其特征在于，氟利昂-烟气换热器(9)的放热侧出口经#2电动闸阀(16)与烟气入口相连通。

4.根据权利要求1所述的火电厂耦合高效压缩式热泵储能调峰系统，其特征在于，空压机(11)为活塞式空压机。

5.根据权利要求1所述的火电厂耦合高效压缩式热泵储能调峰系统，其特征在于，蒸发换热器(13)的吸热侧出口经#1电动调节阀(21)后分为两路，其中一路与输出管道相连通，另一路经#2电动调节阀(22)及循环水泵(23)与混合集箱(24)的入口相连通。

6.根据权利要求1所述的火电厂耦合高效压缩式热泵储能调峰系统，其特征在于，还包括热网回水循环泵(20)及热网供水循环泵(18)，热网回水循环泵(20)的出口与热网回水储水罐(19)的入口相连通；热网供水储水罐(17)的出口与热网供水循环泵(18)相连通。

7.根据权利要求1所述的火电厂耦合高效压缩式热泵储能调峰系统，其特征在于，冷凝器的循环冷却水出口与蒸发换热器(13)的放热侧入口之间通过凝集器循环水泵(25)相连通。

8.一种火电厂耦合高效压缩式热泵储能调峰方法，其特征在于，基于权利要求1所述的火电厂耦合高效压缩式热泵储能调峰系统，包括以下步骤：

当火电机组需要深度调峰时，闭合电源开关(7)，使压缩机(8)通电工作，通过抽烟气口抽取高温烟气，并送入氟利昂-烟气换热器(9)中进行放热，压缩机(8)输出的氟利昂进入到氟利昂-烟气换热器(9)中进行等压再加热，放热后的烟气进入到尾部烟道中，然后进入到SCR脱硝装置中进行脱硝处理，以减少低温过热器(3)及省煤器(4)吸热，继而减少锅炉(1)的蒸发量及发电量，实现锅炉(1)调峰，同时通过压缩机(8)运行增加厂用电，减少向外界提供的电量，实现锅炉(1)调峰；

氟利昂-烟气换热器(9)输出的高温高压介质进入冷凝换热器(10)中进行放热，热网回水与蒸发换热器(13)放热侧输出的冷却水在混合集箱(24)中混合后进入到冷凝换热器(10)中吸热，然后储存于热网供水储水罐(17)内；冷凝换热器(10)放热侧输出的氟利昂进入到空压机(11)中，利用高压推动活塞，转化高压空气进行储能，然后再经节流阀(12)降压后进入到蒸发换热器(13)中与循环冷却水进行换热，以吸收循环冷却水中的低品位热源；

当火电机组发电供电需求增加时，则断开电源开关(7)，锅炉(1)单独运行发电运行，此时，所需的供热量通过热网供水储水罐(17)内储存的热量进行供热，以减少抽气，提高发电量。