[发明专利]一种采用梯级储热的燃煤机组深度调峰系统

说明书

本发明公开了一种采用梯级储热的燃煤机组深度调峰系统，包括依次连接的汽轮机、发电机、凝汽器和加热器；还包括相变储热装置和水储热装置；所述相变储热装置的第一端与所述汽轮机和所述加热器连接；所述相变储热装置的第二端与所述水储热装置的第一端连通，所述水储热装置的第二端与所述凝汽器以及所述加热器连接。本发明所提供的采用梯级储热的燃煤机组深度调峰系统，利用所述汽轮机耦合“相变储热+水储热”技术，实现大规模热量的梯级储存与释放，具有调峰幅度大、度电成本低、能量转化率高特点，同时避免锅炉低负荷运行时出现一系列性能恶化现象。

技术领域

本发明涉及储能技术领域，特别是涉及一种采用梯级储热的燃煤机组深度调峰系统。

背景技术

在我国“30·60”双碳目标确立后，能源电力系统清洁低碳转型步伐将不断加速。未来，我国将构建以新能源为主体的新型电力系统，新能源的不稳定性给电网安全运行带来巨大挑战，灵活性电源在电力系统中的地位将越来越重要。我国煤电定位将由承担基荷逐渐转向为新能源电力进行调峰。煤电作为一种重要的调节电源，其灵活性改造将是支撑电力系统稳定运行的重要保障。提升煤电灵活性是构建新能源为主体的新型电力系统的必然途径，也是提升电力系统调节的关键手段。我国煤电占比较大，机组灵活性改造空间巨大。

现有技术中，机组灵活性深度调峰的方法主要包括低负荷稳燃、热电解耦、储能等方式。其中，低负荷稳燃和热电解耦是提升机组调峰能力的常规手段，但这两种手段增加的调峰能力有限，储能则可以进一步提升机组的灵活性深度调峰能力。储能系统作为能源存储转换的关键，可以解决能量供求在时间和空间上不匹配的矛盾，提高电力设备利用率，降低供电成本。

因此，如何有效在常规调峰技术的基础上，进一步提升机组深度调峰的能力，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种采用梯级储热的燃煤机组深度调峰系统，实现提升燃煤机组灵活性的同时，又提高能量转化率。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种采用梯级储热的燃煤机组深度调峰系统，包括依次连接的汽轮机、发电机、凝汽器和加热器；还包括相变储热装置和水储热装置；所述相变储热装置的第一端与所述汽轮机和所述加热器连接；所述相变储热装置的第二端与所述水储热装置的第一端连通，所述水储热装置的第二端与所述凝汽器以及所述加热器连接。

优选的，还包括水泵，所述水泵连接于所述加热器和所述凝汽器之间，所述水储热装置的第二端与所述水泵的出口连接。

优选的，所述加热器的进口设有第一阀门，所述汽轮机与所述相变储热装置的第一端之间设有第二阀门，所述水储热装置的第二端与所述凝汽器之间设有第三阀门，所述水储热装置的第二端与所述水泵的出口之间设有第四阀门，所述相变储热装置的第一端与所述加热器的出口之间设有第五阀门。

优选的，还包括用于控制所述第一阀门、所述第二阀门、所述第三阀门、所述第四阀门以及所述第五阀门开度的控制器。

优选的，所述汽轮机与所述发电机之间通过键和键槽连接，所述汽轮机可带动所述发电机转动。

优选的，所述相变储热装置包括相变储热罐体以及安装在所述相变储热罐体内部的相变元件。

优选的，所述相变元件呈棒状结构，且所述相变元件为封装件。

优选的，所述水储热装置包括斜温层水罐和换热器，所述斜温层水罐的进口和出口均与所述换热器连接。

优选的，所述斜温层水罐内自上而下依次设有热水层、过渡层和冷水层。

优选的，所述换热器为板式换热器。