1.本实用新型属于火力发电技术领域，尤其涉及一种基于锅炉侧储热的火电深度调峰系统。
背景技术：
2.在保证电能的质量和设备的安全稳定运行前提下，调峰节能一直是电网规划的重中之重。随着碳达峰、碳中和理念和政策的发力，电网需要消纳大比例的新能源发电量，而火电机组则需要根据电网的调度进行深度调峰发电。
3.当前，在我国东北地区已大规模开展了热电机组的热电解耦及深度调峰技术改造，其采用的技术路线为：在需要调峰阶段，将机组盈余电力通过电锅炉来加热镁砖等固体储热介质，实现储能过程；在不需要调峰时，通过空气将储热介质储存的热量释放出来并传递给供热系统使用，减少发电机组的供暖抽汽，实现释能过程。
4.该技术路线虽然满足了机组调峰的技术需求，但所采用的热
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电
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热能源转换方式造成了大量热能的浪费，其储能效率仅35％
‑
45％。
5.在众多的火电深度调峰方案中，利用火电机组本身锅炉、汽机等主机设备的低负荷运行特性进行深度调峰是大多数电厂首选的调峰方案。然而当机组进行低负荷运行时，其热经济性和安全性都明显下降。此外，在机组低负荷运行情况下，仍需进行变负荷运行更是难上加难。因此，如何实现火电机组的深度调峰并保证系统的安全稳定经济运行，是目前亟待解决的问题。
技术实现要素：
6.本实用新型的目的在于提供一种基于锅炉侧储热的火电深度调峰系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
7.为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种基于锅炉侧储热的火电深度调峰系统，包括锅炉、汽轮机、给水系统、主蒸汽储热系统和再热蒸汽储热系统，并且相互之间设置若干阀门；
8.所述汽轮机包括汽轮机高压缸和汽轮机中压缸；由于本实用新型仅对锅炉侧储热的火电深度调峰系统进行了描述，所以未描述汽轮机低压缸等后续其他设备的连接关系，关于汽轮机中压缸和给水系统的后端连接关系也未做描述，其与现有技术相同或根据本技术在结构上做适用性改变即可实现火电深度调峰；
9.所述锅炉上包括主蒸汽出口、再热蒸汽入口、再热蒸汽出口和进水入口；
10.所述汽轮机高压缸和汽轮机中压缸上均包括进汽口和排汽口；
11.所述主蒸汽储热系统和所述再热蒸汽储热系统上均包括高温侧接口和低温侧接口；
12.所述锅炉的主蒸汽出口分别与所述汽轮机高压缸的进汽口、所述主蒸汽储热系统的高温侧接口连接；所述锅炉的再热蒸汽出口分别与所述汽轮机中压缸的进汽口、再热蒸
汽储热系统的高温侧接口连接；所述锅炉的再热蒸汽入口分别与所述汽轮机高压缸的排汽口、所述主蒸汽储热系统的低温侧接口连接；所述锅炉的进水入口与所述给水系统的出水口连接；所述再热蒸汽储热系统的低温侧接口与所述给水系统连接。
13.所述主蒸汽储热系统用于储存主蒸汽的显热热量，所述再热蒸汽储热系统用于储存再热蒸汽的显热热量和冷凝过程的相变潜热。
14.进一步地，所述锅炉的主蒸汽出口与所述汽轮机高压缸的进汽口之间设置阀门一，所述锅炉的主蒸汽出口与所述主蒸汽储热系统的高温侧接口之间设置阀门二，所述锅炉的再热蒸汽出口与所述汽轮机中压缸的进汽口之间设置阀门三，所述锅炉的再热蒸汽出口与再热蒸汽储热系统的高温侧接口之间设置阀门四，所述主蒸汽储热系统的低温侧接口与所述锅炉的再热蒸汽入口之间设置阀门五，所述再热蒸汽储热系统的低温侧接口与所述给水系统之间设置阀门六。
15.通过在所述锅炉、汽轮机、给水系统、主蒸汽储热系统和再热蒸汽储热系统之间设置若干必要的阀门，用于调节锅炉在深度调峰期间进入汽轮机的蒸汽流量进而调节机组发电负荷，从而实现火电机组的深度调峰。
16.进一步地，所述主蒸汽储热系统的低温侧接口与所述锅炉的再热蒸汽入口之间设置的阀门五为减压阀。
17.通过减压阀来降低所述主蒸汽储热系统的低温侧接口处的蒸汽压力，从而保证锅炉再热蒸汽系统的安全运行。
18.进一步地，所述主蒸汽储热系统、所述再热蒸汽储热系统的储热技术路线为固体储热、相变储热和熔盐储热中的一种，或者是其中任意两种储热技术路线的组合使用。
19.进一步地，所述主蒸汽储热系统与所述再热蒸汽储热系统各设置一套电储热装置，或者其中一个储热系统设置电储热装置。
20.利用深度调峰期间机组发出的厂用电以外的多余电力进一步提高所述主蒸汽储热系统和或所述再热蒸汽储热系统的储热温度，从而实现机组的零输出。
21.进一步地，所述再热蒸汽储热系统的低温侧接口与所述给水系统的除氧器出口连接。
22.所述给水系统是指从除氧器出口到锅炉省煤器入口的全部设备及其管道系统，给水系统的主要功能是将除氧器水箱中的凝结水通过水泵提高压力，经过高压加热器进一步加热后达到锅炉给水的要求，输送到锅炉省煤器入口，作为锅炉的给水。
23.利用上述基于锅炉侧储热的火电深度调峰系统进行调峰的方法为：
24.深度调峰期间：锅炉以最低的负荷运行，调节阀门一、阀门二的开度，控制少量主蒸汽进入汽轮机高压缸，保证汽轮机高压缸的最低进汽量，剩余主蒸汽进入主蒸汽储热系统进行能量储存，降温后的主蒸汽与汽轮机高压缸的排汽一起返回至锅炉的再热蒸汽入口；调节阀门三、阀门四的开度，控制少量再热蒸汽进入汽轮机中压缸，保证汽轮机中压缸的最低进汽量，剩余再热蒸汽进入再热蒸汽储热系统进行能量储存，降温后的再热蒸汽冷凝成水返回给水系统；
25.非深度调峰期间：关闭阀门二、阀门四、阀门五和阀门六，全开阀门一、阀门三，锅炉和汽轮机正常工作，主蒸汽储热系统和再热蒸汽储热系统所储存的热量用于汽轮机回热系统，火电深度调峰系统可以快速响应。
26.进一步地，深度调峰期间主蒸汽储热系统与再热蒸汽储热系统存储的热量用于对外供暖或供汽、机组正常运行期间汽轮机回热系统用热或者产生蒸汽返回汽轮机发电。
27.有益效果：
28.(1)本实用新型提供的一种基于锅炉侧储热的火电深度调峰系统，包括锅炉、汽轮机、给水系统、主蒸汽储热系统和再热蒸汽储热系统；可实现火电机组的深度调峰功能，机组最低输出负荷可从常规的30％降至10％以下甚至是零输出；
29.(2)本实用新型提供的一种基于锅炉侧储热的火电深度调峰系统，主蒸汽中的高温热能通过主蒸汽储热系统储存后通过泄压操作返回锅炉的再热蒸汽入口，能够保证深度调峰期间锅炉再热蒸汽系统的安全稳定运行；
30.(3)本实用新型提供的一种基于锅炉侧储热的火电深度调峰系统，在维持锅炉和汽轮机以最低负荷状态运行时，当电网需要机组提负荷时，火电深度调峰系统可以快速响应；
31.(4)本实用新型提供的一种基于锅炉侧储热的火电深度调峰系统，采用热
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热的能量储存方案，与现有技术中热
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电
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热技术路线相比储能效率提高了一倍以上，实现了深度调峰过程中能源的最大化利用。
32.以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。
附图说明
33.图1为一种基于锅炉侧储热的火电深度调峰系统的结构示意图。
具体实施方式
34.下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本技术所附权利要求书所限定的范围。
35.在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本实用新型并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。
36.实施例：
37.如图1所述，在一个较佳的实施例中，提供一种基于锅炉侧储热的火电深度调峰系统，包括锅炉、汽轮机、给水系统、主蒸汽储热系统和再热蒸汽储热系统，并且相互之间设置若干阀门；
38.所述汽轮机包括汽轮机高压缸和汽轮机中压缸；由于本实用新型仅对锅炉侧储热的火电深度调峰系统进行了描述，所以未描述汽轮机低压缸等后续其他设备的连接关系，关于汽轮机中压缸和给水系统的后端连接关系也未做描述，其与现有技术相同或根据本技术在结构上做适用性改变即可实现火电深度调峰；
39.所述锅炉上包括主蒸汽出口、再热蒸汽入口、再热蒸汽出口和进水入口；
40.所述汽轮机高压缸和汽轮机中压缸上均包括进汽口和排汽口；
41.所述主蒸汽储热系统和所述再热蒸汽储热系统上均包括高温侧接口和低温侧接口；
42.所述锅炉的主蒸汽出口分别与所述汽轮机高压缸的进汽口、所述主蒸汽储热系统的高温侧接口连接；所述锅炉的再热蒸汽出口分别与所述汽轮机中压缸的进汽口、再热蒸汽储热系统的高温侧接口连接；所述锅炉的再热蒸汽入口分别与所述汽轮机高压缸的排汽口、所述主蒸汽储热系统的低温侧接口连接；所述锅炉的进水入口与所述给水系统的出水口连接；所述再热蒸汽储热系统的低温侧接口与所述给水系统连接。
43.所述主蒸汽储热系统用于储存主蒸汽的显热热量，所述再热蒸汽储热系统用于储存再热蒸汽的显热热量和冷凝过程的相变潜热。
44.所述锅炉的主蒸汽出口与所述汽轮机高压缸的进汽口之间设置阀门一，所述锅炉的主蒸汽出口与所述主蒸汽储热系统的高温侧接口之间设置阀门二，所述锅炉的再热蒸汽出口与所述汽轮机中压缸的进汽口之间设置阀门三，所述锅炉的再热蒸汽出口与再热蒸汽储热系统的高温侧接口之间设置阀门四，所述主蒸汽储热系统的低温侧接口与所述锅炉的再热蒸汽入口之间设置阀门五，所述再热蒸汽储热系统的低温侧接口与所述给水系统之间设置阀门六。在附图1中，阀门一、阀门二、阀门三、阀门四、阀门五和阀门六分别用v1～v6表示。
45.通过在所述锅炉、汽轮机、给水系统、主蒸汽储热系统和再热蒸汽储热系统之间设置若干必要的阀门，用于调节锅炉在深度调峰期间进入汽轮机的蒸汽流量进而调节机组发电负荷，从而实现火电机组的深度调峰。
46.所述主蒸汽储热系统的低温侧接口与所述锅炉的再热蒸汽入口之间设置的阀门五为减压阀。
47.通过减压阀来降低所述主蒸汽储热系统的低温侧接口处的蒸汽压力，从而保证锅炉再热蒸汽系统的安全运行。
48.所述主蒸汽储热系统、所述再热蒸汽储热系统的储热技术路线为固体储热、相变储热和熔盐储热中的一种，或者是其中任意两种储热技术路线的组合使用。
49.所述主蒸汽储热系统与所述再热蒸汽储热系统各设置一套电储热装置，或者其中一个储热系统设置电储热装置。
50.本实施例中，所述主蒸汽储热系统采用一套熔盐储热设备，且增加一套电加热装置，用于将机组发出的厂用电以外的多余电力消耗掉，进一步提高所述主蒸汽储热系统的储热温度，实现火电机组的零输出。
51.所述再热蒸汽储热系统采用一套相变储热设备。
52.所述再热蒸汽储热系统的低温侧接口与所述给水系统的除氧器出口连接。
53.所述给水系统是指从除氧器出口到锅炉省煤器入口的全部设备及其管道系统，给水系统的主要功能是将除氧器水箱中的凝结水通过水泵提高压力，经过高压加热器进一步加热后达到锅炉给水的要求，输送到锅炉省煤器入口，作为锅炉的给水。
54.利用上述基于锅炉侧储热的火电深度调峰系统进行调峰的方法为：
55.深度调峰期间：锅炉以最低的30％负荷运行，调节阀门一、阀门二的开度，控制少量主蒸汽进入汽轮机高压缸，保证汽轮机高压缸的最低进汽量，剩余大部分主蒸汽进入主蒸汽储热系统，将低温熔盐加热至高温状态并储存，降温后的主蒸汽通过泄压阀降至再热
蒸汽入口的压力范围后，与汽轮机高压缸的排汽一起返回至锅炉的再热蒸汽入口；调节阀门三、阀门四的开度，控制少量再热蒸汽进入汽轮机中压缸，保证汽轮机中压缸的最低进汽量，剩余大部分再热蒸汽进入再热蒸汽储热系统，使相变材料从固态变为液态进行能量储存，降温后的再热蒸汽冷凝成水，与给水系统的除氧器出口水混合后，进入后续加压、高加等系统，返回给水系统；电加热装置利用机组发出的超过厂用电的多余电力，将熔盐的温度进一步提高，实现火电机组的零输出。
56.在机组深度调峰期间，锅炉在设计最低负荷下运行，进入汽轮机的蒸汽控制在保证安全稳定运行所需的最低流量，盈余的主蒸汽通过旁路进入主蒸汽储热系统，降温后的主蒸汽通过泄压阀泄压后返回锅炉的再热蒸汽入口，保证锅炉再热蒸汽系统的安全运行，盈余的再热蒸汽进入再热蒸汽储热系统进行热量存储，最终变成水返回给水系统。
57.非深度调峰期间：关闭阀门二、阀门四、阀门五和阀门六，全开阀门一、阀门三，锅炉和汽轮机正常工作，主蒸汽储热系统和再热蒸汽储热系统所储存的热量用于汽轮机回热系统，替代汽轮机高加抽汽，在相同负荷下增加机组的输出能力，实现深度调峰期间所储能量的利用。在此过程中，火电深度调峰系统可以快速响应以满足电网需求。
58.深度调峰期间主蒸汽储热系统与再热蒸汽储热系统存储的热量用于对外供暖或供汽、机组正常运行期间汽轮机回热系统用热或者产生蒸汽返回汽轮机发电。