[发明专利]一种蒸汽引射器耦合单罐熔盐储热的火电调峰系统及方法

说明书

本发明公开了一种蒸汽引射器耦合单罐熔盐储热的火电调峰系统及方法，属于火电调峰技术领域。该系统包括：过热器、再热器、高压缸、中压缸、低压缸、凝汽器、低压加热器、除氧器、高压加热器、蒸汽引射器、储换热一体式熔盐单罐、分离器、蒸汽增压泵、给水增压泵。在用电需求低谷或供热需求低时，利用主蒸汽引射汽轮机排汽，通过蒸汽引射器混合后进入熔盐单罐，将蒸汽的热量储存在高温熔盐中；在用电需求高峰或供热需求高时，将高温熔盐用于加热锅炉给水或市政供暖回水。该方法可实现电力调峰和热电解耦的目的，同时熔盐单罐的使用可有效避免传统双罐系统投资高、设备复杂的缺点，而蒸汽引射器则可实现蒸汽能源的梯级利用，达到节能的目的。

技术领域

本发明属于火电调峰技术领域，具体涉及一种蒸汽引射器耦合单罐熔盐储热的火电厂调峰系统及方法。

背景技术

熔盐储热是近年来储能技术中的研究热点，将熔盐储热与煤电炉机系统进行耦合，利用熔盐储热/释热过程对机组负荷进行调控，是实现煤电机组灵活调峰的有效途径之一。例如中国专利CN 113669715 B公开了一种适用于再热机组蒸汽加热熔盐的储能调峰系统，该系统采用熔盐热罐和冷罐双罐布置，将锅炉高压蒸汽的热量储存在高温熔盐中，可以使锅炉的输出功率与汽轮机组的发电功率实现解耦，以满足电网对机组调峰能力的需求。但是传统熔盐储能技术多采用双罐布置模式，每一个储罐体积被设计为能够存储整个电站储热介质的容量，而实际运行中在同一时间内每个储罐实际熔盐量不会超过其设计体积的一半，造成电站储热成本很高，熔盐储罐占据储热系统总投资达到20％以上。同时，双罐熔盐系统中熔盐的储热和换热过程在罐体和换热器中分离进行，因此还需要配备熔盐泵、熔盐电加热器、伴热系统等多种辅助设备，系统复杂且失效点多。

此外，目前将熔盐储能技术应用于火电调峰的技术方案中，大多是直接利用电厂的高温高压蒸汽来加热熔盐。例如中国专利CN 108426238 A，公开了一种利用主蒸汽加热的火电厂熔盐蓄热供热系统，其利用锅炉主蒸汽通过熔盐换热器对熔盐进行加热。但是火电厂的锅炉蒸汽通常为高参数蒸汽，目前常用的管壳式换热器受高温高压换热介质的限制，要做到超临界换热非常困难。而如果将锅炉蒸汽的参数降低后再进入换热器，例如采用减温减压阀，则会浪费锅炉产生的高品位蒸汽，造成能量的浪费。

发明内容

基于上述背景，本发明公开了一种蒸汽引射器耦合单罐熔盐储热的火电调峰系统及方法。在用电需求低谷或供热需求低时，保持锅炉全负荷运行，利用主蒸汽引射汽轮机乏汽，通过蒸汽引射器混合后进入若干熔盐单罐，将蒸汽的热量储存在高温熔盐中，在用电需求高峰或供热需求高时，将高温熔盐用于加热锅炉给水或市政供暖回水。本发明能够应用于纯凝式火电机组或背压式火电机组。

本发明解决的技术问题通过以下技术方案来实现：

一种蒸汽引射器耦合单罐熔盐储热的火电调峰系统，火电调峰系统包括主机单元和蒸汽引射单元，所述主机单元包括再热器、过热器、高压缸、中压缸、低压缸、凝汽器、低压加热器、除氧器和高压加热器，所述火电调峰系统还包括熔盐储热单元；所述蒸汽引射单元包括主蒸汽调节阀、乏汽调节阀和蒸汽引射器；所述熔盐储热单元包括若干熔盐单罐、分离器、蒸汽增压泵、给水增压泵，若干熔盐单罐以并联形式连接在蒸汽引射器和分离器之间。

进一步，蒸汽引射单元中，蒸汽引射器的主流入口与主蒸汽调节阀相连，主蒸汽调节阀与来自过热器的任一主蒸汽管道相连；蒸汽引射器的次流入口与乏汽调节阀相连，乏汽调节阀与来自低压缸的一路乏汽管道相连；蒸汽引射器的混合蒸汽出口与熔盐单罐的蒸汽入口相连。

进一步，熔盐储热单元中的熔盐单罐的蒸汽入口均与蒸汽引射器的混合蒸汽出口相连，熔盐单罐的蒸汽出口与分离器相连；熔盐单罐的水侧入口与来自低压加热器的锅炉给水相连，熔盐单罐的水侧出口与进入除氧器的给水管路相连；分离器的水侧出口与给水增压泵相连，给水增压泵与进入除氧器的给水管路相连；分离器的汽侧出口与蒸汽增压泵相连，蒸汽增压泵与高压缸的排汽管道相连。