[发明专利]一种燃煤火电机组耦合固体热蓄热供蒸汽的系统及方法

权利要求书

1.一种燃煤火电机组耦合固体热蓄热供蒸汽的系统，其特征在于，包括燃煤火电机组、充放热控制单元（2）、固体热蓄热锅炉（3）、热源供应模块（4）、工业蒸汽管道（5）、供水管道（6）；

所述热源供应模块（4）第一端连接燃煤火电机组的高温蒸汽管道和/或高温烟气管道，第二端连接至固体热蓄热锅炉（3）内的固体蓄热体，用于将接燃煤火电机组的高温蒸汽和高温烟气送入所述固体热蓄热锅炉（3）内的固体蓄热体；

所述充放热控制单元（2）用于控制固体热蓄热锅炉（3）的充、放热；

所述供水管道（6）连接固体热蓄热锅炉（3）的进水侧，所述工业蒸汽管道（5）的进口连接所述固体热蓄热锅炉（3）的蒸汽出口；

所述燃煤火电机组包括电站锅炉（11）和汽轮机（12），所述电站锅炉（11）主蒸汽管道的出口连接所述汽轮机（12）的蒸汽进口以及热源供应模块（4）的第一端，所述汽轮机（12）的乏汽出口经过连接至电站锅炉（11）的再热蒸汽管道入口，所述电站锅炉（11）的再热蒸汽管道出口连接所述热源供应模块（4）的第一端，热源供应模块（4）的第一端还连接汽轮机（12）的抽汽管道；所述电站锅炉（11）的高温烟气管道连接所述热源供应模块（4）第一端；所述工业蒸汽管道（5）连接对外工业蒸汽管道，或者连接至燃煤火电机组的启动阶段的供汽管路；所述工业蒸汽管道（5）与燃煤火电机组内的除氧器、汽动给水泵、汽轮机轴封和汽轮机暖缸系统中的任一或多个连接。

2.根据权利要求1所述的燃煤火电机组耦合固体热蓄热供蒸汽的系统，其特征在于，所述固体热蓄热锅炉（3）设置多个单元，多个单元的所述固体热蓄热锅炉（3）并联连接。

3.根据权利要求1所述的燃煤火电机组耦合固体热蓄热供蒸汽的系统，其特征在于，所述固体热蓄热锅炉（3）内的固体蓄热体为混凝土、硅酸盐、固体镁砖、防火砖和金属中的任意一种或组合。

4.根据权利要求1所述的燃煤火电机组耦合固体热蓄热供蒸汽的系统，其特征在于，所述充放热控制单元（2）采用供水流量控制装置，通过控制供水管道（6）水流量的大小实现固体热蓄热锅炉（3）的蓄热或放热。

5.一种燃煤火电机组耦合固体热蓄热供蒸汽的方法，基于权利要求1~4任一项所述的燃煤火电机组耦合固体热蓄热供蒸汽的系统，其特征在于，包括如下步骤：

当电网或电力市场要求燃煤火电机组增加上网电量时，减少对主蒸汽的抽汽量以及高温烟气的抽取量，增加固体热蓄热锅炉（3）产生的工业蒸汽量，维持对外工业蒸汽供汽量稳定，将固体热蓄热锅炉（3）多余的工业蒸汽补偿汽轮机；

当电网或电力市场要求燃煤火电机组减少上网电量时，增加对主蒸汽的抽汽量以及高温烟气的抽取量，将主蒸汽、再热蒸汽、汽轮机抽汽或高温烟气中的任意一种热量转化为固体热蓄热锅炉（3）内的蓄热。

6.根据权利要求5所述的燃煤火电机组耦合固体热蓄热供蒸汽的方法，其特征在于，所述固体热蓄热锅炉（3）的运行满足下列能量平衡方程式：

E_供=E_烟供；或者E_供= E_汽供；或者E_供=E_烟供+E_汽供；

E_供*η_蓄=E_蓄=E_放/η_放=Q_汽*[(T_饱-T_进水)*Cm_水+E_汽化+（T_出汽-T_饱）*Cm_汽]/η_放；其中，

E_供表示热源供应模块（4）供应的热量，单位kJ/h；

E_烟供表示电站锅炉（11）的高温烟气余热作为热源供应的热量，单位kJ/h；

E_汽供表示电站锅炉（11）的主蒸汽或再热蒸汽作为热源供应的热量，单位kJ/h；

η_蓄表示固体热蓄热锅炉（3）的蓄热效率；

E_蓄表示固体热蓄热锅炉（3）蓄热体蓄热热量，单位kJ/h；

E_放表示固体热蓄热锅炉（3）蓄热体放热热量，单位kJ/h；

η_放表示固体热蓄热锅炉（3）蓄热体放热效率；

Q_汽表示固体热蓄热锅炉（3）产生的工业蒸汽流量，单位kg/h；

T_饱表示固体热蓄热锅炉（3）产汽侧压力对应的饱和水温度，单位℃；

T_进水表示固体热蓄热锅炉（3）产汽侧进水管的进水温度，单位℃；

Cm_水表示水的比热容，单位kJ/kg℃；

E_汽化表示水的汽化潜热，单位kJ/kg；

T_出汽表示固体热蓄热锅炉（3）产生的工业蒸汽的温度，单位℃；

Cm_汽表示带过热度的工业蒸汽的比热容，单位kJ/kg℃。