1.本发明属于发电技术领域，尤其涉及一种能量利用系统。


背景技术：

2.近年来，随着社会经济的快速发展，对能源的需求越来越大，为了减少化石能源的使用，降低对化石能源的依赖，一方面需要提高对品位较低的能源的利用能力，另一方面需要大力提高太阳能发电、风力发电等新能源的占比。
3.在传统的供热或火力发电行业中，都需要消耗大量的化石能源来获得热能，而利用化石能源所得到的热能中，一般只有品位较高的部分才能被有效利用，品位较低的部分往往被白白浪费，因此，目前急需提供一个能够实现对低品位能量有效利用的解决方案。
4.另外，在大力发展太阳能发电、风力发电能等新型能源的同时，由于太阳能和风能具有不可控制的间歇性、随机性和波动性，导致其电力的输出极不稳定，会对电网造成极大的冲击，为了促进对新能源的消纳和保证电网的稳定运行，目前，主要是利用火电作为灵活调峰电源，根据太阳能发电系统和风力发电系统的出力特性来调整火力发电系统送向电网的输出负荷。而火力发电系统中的锅炉一般都有最低稳燃负荷要求，汽轮机也有最低进汽要求，因此，通过调节火力发电系统自身实现输出负荷的降低也是有限度的。并且，火力发电系统在低负荷工况下，锅炉机组效率会降低，导致运行经济性下降。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题是提供一种能量利用系统，以解决现有发电系统能源利用率低的问题。
6.为解决上述问题，本发明的技术方案为：
7.本发明的一种能量利用系统，包括热源、热泵系统、储热系统、吸热介质供应系统和第一换热系统；
8.所述热泵系统分别与所述热源和所述储热系统耦合，所述热泵系统用于吸收所述热源中的热能，提升所吸收热能的品位，并将提升品位后的热能储存至所述储热系统备用；
9.所述吸热介质供应系统通过所述第一换热系统与所述储热系统耦合，用于吸收所述储热系统内的热能并输出至外部用热设备。
10.本发明的能量利用系统，所述热泵系统由所述火力发电系统产出的至少部分自发电和/或至少部分蒸汽驱动运转，并且，所述热泵系统以所述火力发电系统中产出的至少部分蒸汽和/或至少部分烟气作为热源，以利用所述火力发电系统自身产生的至少部分电能和/或至少部分蒸汽作为驱动动力，实现对火力发电系统中产生的热能的吸收及品位的提升。
11.本发明的能量利用系统，所述热泵系统与所述火力发电系统中的汽轮机同轴设置，所述火力发电系统中产生的蒸汽通过驱动汽轮机带动所述热泵系统运转
12.本发明的能量利用系统，所述热源为火力发电系统中产生的蒸汽和/或烟气，且所
述火力发电系统的电能输出端与外部电网连接。
13.本发明的能量利用系统，所述火力发电系统包括锅炉、汽轮机、发电机和第一给水系统；
14.所述第一给水系统与所述锅炉连通，用于向所述锅炉提供水工质；
15.所述锅炉的高温蒸汽出口与所述汽轮机的高温蒸汽入口相连，所述锅炉用于燃烧化石能源加热所述水工质以产生高温蒸汽输出至所述汽轮机，并排出化石能源燃烧产生的烟气；
16.所述汽轮机与所述发电机传动连接，用于在所述高温蒸汽的驱动下带动所述发电机发电。
17.本发明的能量利用系统，所述锅炉的高温蒸汽出口与所述热泵系统的热源入口直接或间接相连，以分流输向所述汽轮机的高温蒸汽实现对所述火力发电系统输向电网输出负荷的调节；
18.所述热泵系统用于吸收所述高温蒸汽中的热能，提升所吸收热能的品位，并将提升品位后的热能储存至所述储热系统备用。
19.本发明的能量利用系统，还包括第二换热系统，所述第二换热系统设于所述锅炉与所述热泵系统之间；所述锅炉内的高温蒸汽通过所述第二换热系统与所述储热系统耦合，以将所述高温蒸汽内的部分热能转移至所述储热系统中备用，并形成放热后的低温蒸汽；
20.所述低温蒸汽与所述热泵系统的热源入口相连，所述热泵系统用于吸收所述低温蒸汽中的热能，提升所吸收热能的品位，并将提升品位后的热能储存至所述储热系统。
21.本发明的能量利用系统，所述锅炉产生的高温蒸汽包括主蒸汽和再热蒸汽；所述锅炉的主蒸汽出口和再热蒸汽出口分别与所述汽轮机中的主蒸汽入口和再热蒸汽入口相连；
22.且所述锅炉的主蒸汽出口还与所述热泵系统的热源入口直接或间接相连。
23.本发明的能量利用系统，还包括第三换热系统，所述锅炉的再热蒸汽出口输出的再热蒸汽通过所述第三换热系统与所述储热系统耦合，用于将所述再热蒸汽内的热能转移至所述储热系统中备用，并分流输向所述汽轮机的再热蒸汽实现对所述火力发电系统输向电网的输出负荷的调节；
24.其中，放热后的所述再热蒸汽回流至所述锅炉内重新加热。
25.本发明的能量利用系统，所述锅炉的烟气出口与所述热泵系统的热源入口相连通，所述热泵系统用于吸收所述烟气中的热能，提升所吸收热能的品位，并将提升品位后的热能储存至所述储热系统备用。
26.本发明的能量利用系统，所述吸热介质供应系统为第二给水系统，所述第二给水系统提供的水工质通过所述第一换热系统吸收所述储热系统中的热能转化为高温蒸汽输出至所述汽轮机或外部用热设备。
27.本发明的能量利用系统，所述第一换热系统包括依次连接的预热器、蒸发器和过热器；在所述储热系统吸热阶段：所述锅炉内的高温蒸汽通过所述过热器与所述储热系统耦合，以将所述高温蒸汽内的部分热能转移至所述储热系统中备用，并形成放热后的低温蒸汽；所述低温蒸汽与所述热泵系统的热源入口相连，所述热泵系统用于吸收所述低温蒸
汽中的热能，提升所吸收热能的品位，并将提升品位后的热能储存至所述储热系统备用；在所述储热系统放热阶段：所述储热系统中的高温储热介质出口通过管道与所述过热器的储热介质入口连通，所述过热器的储热介质出口通过管道与所述蒸发器的储热介质入口连通，所述蒸发器的储热介质出口通过管道与所述预热器的储热介质入口连通，所述预热器的储热介质出口通过管道与所述储热系统的低温储热介质入口连通；所述第二给水系统的水工质出口通过管道与所述预热器的水工质入口连通，所述预热器的水工质出口通过管道与所述蒸发器的水工质入口连通，所述蒸发器的水工质出口通过管道与所述过热器的水工质入口连通，所述过热器的水工质出口通过管道与所述汽轮机的蒸汽入口连通。
28.本发明的能量利用系统，还包括再热器；所述汽轮机包括高压缸和低压缸；所述锅炉产生的蒸汽包括主蒸汽和再热蒸汽，所述锅炉的主蒸汽出口通过管道与所述汽轮机高压缸的蒸汽入口连通，所述锅炉的再热蒸汽出口通过管道与所述汽轮机低压缸的蒸汽入口连通；在所述储热系统吸热阶段：所述锅炉产生的主蒸汽通过所述过热器与所述储热系统耦合，以将所述主蒸汽内的部分热能转移至所述储热系统中备用，并形成放热后的低温蒸汽；所述低温蒸汽与所述热泵系统的热源入口相连，所述热泵系统用于吸收所述低温蒸汽中的热能，提升所吸收热能的品位，并将提升品位后的热能储存至所述储热系统备用；所述锅炉产生的再热蒸汽通过所述再热器与所述储热系统耦合，以将所述再热蒸汽内的部分热能转移至所述储热系统中备用；在所述储热系统放热阶段：所述储热系统中的高温储热介质出口通过管道与所述再热器的储热介质入口连通，所述再热器的储热介质出口通过管道与所述过热器的储热介质入口连通，所述过热器的储热介质出口通过管道与所述蒸发器的储热介质入口连通，所述蒸发器的储热介质出口通过管道与所述预热器的储热介质入口连通，所述预热器的储热介质出口通过管道与所述储热系统的低温储热介质入口连通；所述高压缸排汽通过管道与所述再热器的水工质入口连通，所述再热器的水工质出口通过管道与所述汽轮机低压缸的蒸汽入口连通；所述第二给水系统的水工质出口通过管道与所述预热器的水工质入口连通，所述预热器的水工质出口通过管道与所述蒸发器的水工质入口连通，所述蒸发器的水工质出口通过管道与所述过热器的水工质入口连通，所述过热器的水工质出口通过管道与所述汽轮机高压缸的蒸汽入口连通。
29.本发明的能量利用系统，所述热泵系统包括依次设置于热泵循环管路上的低温换热系统、压缩系统、高温换热系统和膨胀系统；
30.所述热泵循环管路内的循环介质通过所述低温换热系统与所述热源耦合，以吸收所述热源中的热能；
31.所述压缩系统用于压缩自所述低温换热系统输出的循环介质，以提高所述循环介质的压力；
32.所述储热系统通过所述高温换热系统与自所述压缩系统输出的循环介质耦合，以将所述循环介质中的热能转移至所述储热系统中；
33.所述膨胀系统用于膨胀自所述高温换热系统输出的循环介质，以降低所述循环介质的压力。
34.本发明的能量利用系统，所述压缩系统由火力发电系统产生的自发电和/或蒸汽提供驱动力，用于分流所述火力发电系统的自发电和/或分流所述火力发电系统用于发电的蒸汽，以调节所述火力发电系统输向电网的输出负荷。
35.本发明的能量利用系统，所述火力发电系统的自发电和/或所述火力发电系统中产生的蒸汽与所述膨胀系统的膨胀功共同为所述压缩系统提供驱动力，用于回收所述膨胀系统产生的膨胀功。
36.本发明的能量利用系统，所述压缩系统与所述火力发电系统中的汽轮机同轴设置，所述火力发电系统中产生的蒸汽通过驱动汽轮机带动所述压缩系统运转。
37.本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：
38.1、本发明通过在现有的火力发电系统中增加热泵系统和储热系统，热泵系统利用火力发电系统产出的至少部分自发电和/或至少部分蒸汽作为其自身运转的驱动动力，同时，吸收火力发电系统中产生的至少部分蒸汽和/或至少部分烟气中的热能，并将所吸收的热能品位提升后存储于储热系统中备用，一方面能够实现对热能的高效存储利用，另一方面，又可在无需改造现有火力发电系统，且满足火力发电系统锅炉最低稳燃负荷要求的前提下，继续降低火力发电系统的输出负荷，实现深度调峰。
39.2、现有技术中，火力发电系统需要进行调峰，降低火力发电系统送向电网的电力输出负荷时，一般是通过降低锅炉负荷实现，而火力发电系统中的锅炉一般都有最低稳燃负荷要求，因此，火力发电系统输出负荷的降低也是有限度的。本发明一实施例提供的能源利用系统，由于设置了火力发电系统，热泵系统、储热系统以及第一换热系统，当火力发电系统需要进行深度调峰，使火力发电系统送向电网的电力输出负荷降低到火力发电系统设计的最低输出负荷以下时，可以在火力发电系统正常运行的前提下，根据火力发电系统输出负荷的调节要求，将产生的多余蒸汽所携带的热能通过热泵系统储存于储热系统中，从而可以在保证火力发电系统自身正常运行的情况下，进一步扩大火力发电系统的送向电网的电力输出负荷调节范围，提高调峰能力。另外，储存于储热系统中的热能可以在火力发电系统需要升高输出负荷或其他适当的时机时，重新输入至火力发电系统中，可以减少对化石能源的消耗，有效提高了能源的利用率。
40.3、在本发明一实施例中，在锅炉的蒸汽输出端与热泵系统之间设置第二换热系统，来自锅炉的蒸汽首先在第二换热系统处与储热系统换热，将蒸汽中的部分热能转移至储热系统中存储，并形成放热后的低温蒸汽，之后，自第二换热系统中输出的低温蒸汽进入热泵系统，通过热泵系统吸收低温蒸汽中的热能，并对吸收后的热能品位进行提升，之后再将提升品位后的热能转移至储热系统中存储，从而实现对蒸汽内热能的充分利用，能够有效提高对能源的利用率。
41.4、在本发明一实施例中，由于热泵系统具有高能量利用率的特性，在储热过程中，仅需损失极小的能量就能实现热能的高品位存储，并且，当火力发电系统需要提高输出负荷时，储存于储热系统中的热能可以通过第一换热系统转移至第二给水系统的水工质中以产生蒸汽，并与锅炉中产生的蒸汽会合后驱动汽轮机带动发电机发电，从而使得热能可以重新被有效利用，进而提高了能量的整体利用率，同时，能量利用率的提升，可以在保证火力发电系统自身正常运行的情况下，进一步扩大火力发电系统的送向电网的电力输出负荷调节范围，从而进一步提高调峰能力。
42.5、本发明一实施例将火力发电系统的自发电和/或火力发电系统产生的蒸汽传导至热泵系统内，提供热泵系统所需的电能和/或驱动力，由于这些驱动能量来源于火力发电
系统本身，从而使得火力发电系统能够在锅炉正常运行的情况下，降低火力发电系统输向外部电网的电力输出负荷，扩大火力发电系统输出负荷的调节范围，提高了火力发电系统对电网的调峰能力。
43.6、本发明一实施例在使用火力发电系统的自发电和火力发电系统产生的蒸汽驱动压缩系统的基础上，进一步将膨胀系统的膨胀功也输出至压缩系统处，驱动压缩系统，由于这些驱动能量来源于火力发电系统本身，因此，也可以降低火力发电系统输向外部电网的电力输出负荷，即也增大了火力发电系统的输出负荷调节范围，也在一定程度上提高了火力发电系统的调峰能力。
44.7、本发明的一实施例利用第一换热系统中的过热器代替第二换热系统，可以节省设置第二换热系统所需要的费用，能够有效降低建设能量利用系统的成本。另外，本发明中的第三换热系统在储热系统吸热阶段，可以将再热蒸汽中的热能转移至储热系统中存储，在储热系统的放热阶段，第三换热系统又可充当再热器，将储热系统中的热能转移至汽轮机高压缸排汽中产生再热蒸汽，对降低系统建设成本也有极大帮助。
附图说明
45.图1为本发明的能量利用系统的热泵系统和储热系统的示意图；
46.图2为本发明的能量利用系统的整体示意图；
47.图3为本发明的能量系统中的储热系统放热时的示意图。
48.图4为本发明的能量利用系统的驱动传导部的示意图。
具体实施方式
49.以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种能量利用系统作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。
50.实施例一
51.参看图1，在一个实施例中，一种能量利用系统，包括热源、热泵系统、储热系统、第一换热系统和吸热介质供应系统。
52.热泵系统分别与热源和储热系统耦合，热泵系统用于吸收热源中的热能，提升所吸收热能的品位，并将提升品位后的热能储存至储热系统备用；
53.吸热介质供应系统通过第一换热系统与储热系统耦合，由其内的吸热介质吸收储热系统内的热能并输出至外部用热设备进行利用。
54.本实施例通过利用热泵系统极高的制热转换效率，将热源中的热能转化为品位更高的热能并存储至储热系统内，以便在适当的时机将储热系统内的储存热能通过第一换热系统释放至吸热介质供应系统的吸热介质内，并将吸热后的吸热介质输出至外部用热设备，有效地提高了对能源的利用率。
55.下面对本实施例的能量利用系统的具体结构进行进一步说明：
56.参看图2，在本实施例中，热源可为火力发电系统中产生的蒸汽和/或烟气，且该火力发电系统的电能输出端与外部电网连接。具体地，火力发电系统中产生的蒸汽可以直接来自锅炉，也可以是来自火力发电系统的蒸汽输送管路或汽轮机当中的抽气。另外，烟气是指火力发电系统中化石能源或其他燃料燃烧产生的烟气。
57.现有技术中，火力发电系统需要进行调峰，降低火力发电系统送向电网的电力输出负荷时，一般是通过降低锅炉负荷实现，而火力发电系统中的锅炉一般都有最低稳燃负荷要求，因此，火力发电系统输出负荷的降低也是有限度的。本发明一实施例提供的能源利用系统，由于设置了火力发电系统、热泵系统、储热系统以及第一换热系统，当火力发电系统需要进行深度调峰，使火力发电系统送向电网的电力输出负荷降低到火力发电系统设计的最低输出负荷以下时，可以在火力发电系统正常运行的前提下，根据火力发电系统输出负荷的调节要求，将产生的多余蒸汽所携带的热能通过热泵系统储存于储热系统中，即分流部分或全部流向汽轮机的蒸汽，从而可以在保证火力发电系统自身正常运行(锅炉在最低稳燃负荷要求以上运行)的情况下，降低发电机的发电量，从而进一步扩大火力发电系统的送向电网的电力输出负荷调节范围，提高调峰能力。
58.同时，参看图2-3，由于热泵系统具有高能量利用率的特性，在储热过程中，仅需损失极小的能量就能实现热能的高品位存储，并且，当火力发电系统需要提高输出负荷时，储存于储热系统中的热能可以通过第一换热系统转移至水工质中以产生蒸汽，并与锅炉中产生的蒸汽会合后驱动汽轮机带动发电机发电，从而使得热能可以重新被有效利用，进而提高了能量的整体利用率。具体地，第一换热系统包括依次连接的预热器、蒸发器和过热器，在储热系统放热阶段，储热系统中的高温储热介质出口通过管道与过热器的储热介质入口连通，过热器的储热介质出口通过管道与蒸发器的储热介质入口连通，蒸发器的储热介质出口通过管道与预热器的储热介质入口连通，预热器的储热介质出口通过管道与所述储热系统的低温储热介质入口连通；水工质出口通过管道与预热器的水工质入口连通，所述预热器的水工质出口通过管道与蒸发器的水工质入口连通，蒸发器的水工质出口通过管道与过热器的水工质入口连通，所述过热器的水工质出口通过管道与所述汽轮机的蒸汽入口连通。
59.在本实施例中，上述的火力发电系统具体可包括锅炉、汽轮机、发电机和第一给水系统。
60.第一给水系统与锅炉通过管路连通，用于向锅炉提供水工质，其中，第一给水系统向锅炉提供的水工质可以是液态的水，也可以是经加热器加热后形成的蒸汽，只要根据实际情况能够满足锅炉对给水的要求即可，本实施例不做特别限制。第一给水系统还可与汽轮机的蒸汽输出端通过管路连通，用于接收汽轮机的排汽进行循环。
61.锅炉的高温蒸汽出口与汽轮机的高温蒸汽入口相连，锅炉用于燃烧化石能源加热水工质以产生高温蒸汽输出至汽轮机，并排出化石能源燃烧产生的烟气。
62.发电机则与汽轮机传动连通，由汽轮机在高温蒸汽的驱动下带动发电机的主轴转动从而发电，发电机的输出端与外部电网相连，以将产生的电能向外部输出。
63.在本实施例中，吸热介质供应系统可为第二给水系统。第二给水系统提供的水工质通过第一换热系统吸收储热系统中的热能转化为高温蒸汽输出至汽轮机或外部用热设备。
64.即在火力发电系统需要提高输出负荷时，第二给水系统提供的水工质输送至第一换热系统处接收储热系统内的高温储热介质的热量并转化为符合汽轮机要求的蒸汽以驱动汽轮机带动发电机发电，可以使储存在储热系统中的原先无法被有效利用的能量被重新利用，从而可有效提高整个系统的能量利用率。
65.优选地，第二给水系统可以是直接连接至上述的第一给水系统，或是另外设置一给水系统，形成相互独立的两套给水系统，本实施例对此不作具体限制，仅需能够完成水工质的供应即可。
66.在本实施例中，锅炉的高温蒸汽出口与热泵系统的热源入口可通过管路直接或间接相连，以分流输向汽轮机的高温蒸汽实现对火力发电系统输向电网输出负荷的调节。直接的形式，即为高温蒸汽直接通过管路连通至热泵系统，由热泵系统吸收高温蒸汽中的热能，提升所吸收热能的品位，并将提升品位后的热能储存至储热系统备用。
67.间接的形式，则可通过进一步在锅炉与热泵系统之间设置第二换热系统，锅炉内的高温蒸汽通过第二换热系统与储热系统耦合，以将高温蒸汽内的部分热能转移至储热系统中备用，并形成放热后的低温蒸汽。低温蒸汽则进一步与热泵系统的热源入口相连，由热泵系统用于吸收低温蒸汽中的热能，提升所吸收热能的品位，并将提升品位后的热能储存至储热系统。
68.锅炉的高温蒸汽出口分别通过管道与汽轮机和热泵系统的热源入口连接，可以根据火力发电系统送向电网的实际的输出负荷调节需求，调节锅炉中产生的高温蒸汽分别进入汽轮机和热泵系统的量，从而可以实现对火力发电系统输出负荷的调节。即当需要降低火力发电系统的输出负荷时，可增大进入热泵系统的蒸汽量，减小进入汽轮机的蒸汽量，当需要提高火力发电系统的输出负荷时，则可减小进入热泵系统的蒸汽量，增大进入汽轮机的蒸汽量。
69.同时，将第二换热系统设置于锅炉与热泵系统之间，可使得锅炉中产生的全部或部分高温蒸汽通过第二换热系统与储热系统中的储热介质换热后转化为低温蒸汽并输送至热泵系统的热源入口，以将低温蒸汽作为热泵系统的热源。在该实施例中，由于来自锅炉的蒸汽本身具有较高的品位，通过设置第二换热系统，先将蒸汽中的部分高品位热能转移至储热系统，之后再利用热泵系统将蒸汽中剩余的低品位热能转化为品位较高的热能转移至与热泵系统耦合的储热系统，能够有效提高储能效率。具体地，在本实施例中，为了节省成本，第二换热系统可以是第一换热系统中的过热器，即第一换热系统和第二换热系统共用同一个过热器。在储热系统吸热阶段，来自锅炉的蒸汽通过过热器与储热系统耦合，以将蒸汽中的热能转移至储热系统中，在储热系统放热阶段，过热器又作为第一换热系统的一部分，与蒸发器、预热器共同实现水工质与高温储热介质的热量交换，产生高温蒸汽进入汽轮机中。当然在其他实施例中，也可单独设置第二换热系统，第一换热系统和第二换热系统均独立运行。
70.在其他实施例中，锅炉产生的高温蒸汽包括主蒸汽和再热蒸汽，锅炉的主蒸汽出口和再热蒸汽出口分别与汽轮机中的主蒸汽入口和再热蒸汽入口相连。且锅炉的主蒸汽出口还与热泵系统的热源入口直接或间接相连。
71.其中，汽轮机具体可包括高压缸和低压缸。锅炉的主蒸汽输出端与高压缸的蒸汽输入端通过主蒸汽管路连通。高压缸的蒸汽输出端与锅炉连通，从而将经过高压缸后温度降低的蒸汽回流至锅炉进行再加热形成再热蒸汽。锅炉的再热蒸汽输出端与低压缸的蒸汽输入端通过再热蒸汽管路连通，以将再热蒸汽输出至低压缸进行发电。低压缸的蒸汽输出端可与第一给水系统的输入端通过管路连通。即锅炉中产生的主蒸汽首先进入高压缸膨胀做功，之后自高压缸排出后重新回到锅炉中加热产生再热蒸汽，采用此种方式，可提高对锅
炉中热能的利用率。
72.进一步地，还可包括第三换热系统。在储热系统吸热阶段，再热蒸汽通过管路引出并通过第三换热系统与储热系统进行耦合，换热后的再热蒸汽再通过管路回流至锅炉。即锅炉中产生的部分再热蒸汽通过第三换热系统与储热系统中的储热介质换热后，将再热蒸汽中的热能转移至储热系统中存储，降温后的再热蒸汽回流至锅炉进行再加热。通过设置第三换热系统，能够在火力发电系统需要进行输出负荷调节时，减少进入汽轮机中的再热蒸汽的量，降低发电机的发电量，从而进一步扩大火力发电系统的送向电网的电力输出负荷调节范围，提高调峰能力。在储热系统放热阶段，储热系统中的高温储热介质出口通过管道与第三换热系统的储热介质入口连通，第三换热系统的储热介质出口通过管道与过热器的储热介质入口连通，过热器的储热介质出口通过管道与蒸发器的储热介质入口连通，蒸发器的储热介质出口通过管道与预热器的储热介质入口连通，预热器的储热介质出口通过管道与储热系统的低温储热介质入口连通；高压缸排汽通过管道与所述第三换热系统的水工质入口连通，第三换热系统的水工质出口通过管道与所述汽轮机低压缸的蒸汽入口连通。利用储热系统中存储的热能，可以通过第三换热系统将汽轮机高压缸的排汽重新转化为再热蒸汽，再热蒸汽重新进入汽轮机，从而实现对储热系统存储能量的充分利用。特别地，在本实施例中，第三换热系统为再热器。
73.在本实施例中，能量利用系统还可将锅炉的烟气出口与热泵系统的热源入口相连通，由热泵系统对烟气内的热能进行吸收，提升所吸收热能的品位，并将提升品位后的热能储存至储热系统内进行备用。由于烟气为锅炉燃烧化石能源形成的，其内具备较高的热能，但烟气内包含细微的烟尘颗粒，无法直接进行利用发电，故可通过将烟气引导至热泵系统，由热泵系统对该部分的热能进行吸收，并转化为更高品位的热能储存至储热系统，避免该部分热能直接排放导致无法利用，提升了对锅炉内热能的利用率。同时，储存在储热系统内的热能也可在火力发电系统需要进行输出负荷提升时，由储热系统内的热能加热水工质形成高温蒸汽进入汽轮机，提升发电量，减少对化石能源的消耗。
74.在本实施例中，储热系统可以是双罐储热系统，也可以是单罐储热系统，双罐储热系统是指低温储热介质和高温储热介质分别存储于低温储罐和高温储罐中的储热系统，单罐储热系统是指低温储热介质和高温储热介质均存储在同一储罐的相互分隔的两个区间中的储热系统。当然，在其他实施例中，储热系统也可以是其他形式，只要能够达到储热的目的即可。此外，在储热系统中的储热介质可以是熔融盐等任何符合实际需求的储热介质，本发明对储热介质的种类不做具体的限制。
75.其中，双罐储热系统具体可包括设置于储热循环管路上的低温储罐和高温储罐。热泵循环管路的热端与储热循环管路位于低温储罐的出口至高温储罐的入口之间的管路段(即冷端)耦合。吸热介质供应系统的冷端与储热循环管路位于高温储罐的出口至低温储罐的入口之间的管路段(即热端)通过第一换热系统耦合。
76.在本实施例中，上述的各个换热系统可以是常规的换热器，也可以是直接设置在储热介质中的换热盘管，本实施例对换热系统的具体形式不做限制，只要能够实现热量交换即可。
77.实施例二
78.参看图1、2、4，本实施例在上述实施例一的基础上，对火力发电系统输向电网的输
出负荷进行进一步改进。
79.在本实施例中，热泵系统可由火力发电系统的自发电和/或火力发电系统产生的蒸汽提供驱动力。将火力发电系统的自发电和/或火力发电系统产生的蒸汽传导至热泵系统内，提供热泵系统所需的电能和/或驱动力，由于这些驱动能量来源于火力发电系统本身，从而使得火力发电系统能够在锅炉正常运行的情况下，降低火力发电系统的输出负荷，扩大火力发电系统输出负荷的调节范围，提高了火力发电系统对电网的调峰能力。
80.在本实施例中，热泵系统包括依次设置于热泵循环管路上的低温换热系统、压缩系统、高温换热系统和膨胀系统。热泵循环管路内的循环介质通过低温换热系统与热源耦合，以吸收热源中的热能。压缩系统用于压缩自低温换热系统输出的循环介质，以提高循环介质的压力。储热系统通过高温换热系统与自压缩系统输出的循环介质耦合，以将循环介质中的热能转移至储热系统中。膨胀系统用于膨胀自高温换热系统输出的循环介质，以降低循环介质的压力。
81.其中，压缩系统由火力发电系统的至少部分自发电和/或火力发电系统产生的至少部分蒸汽提供驱动力，用于分流火力发电系统的自发电和/或分流火力发电系统用于发电的蒸汽，以调节火力发电系统输向电网的输出负荷。特别地，在具体实施时，压缩系统可以与火力发电系统中的汽轮机同轴设置，火力发电系统中产生的蒸汽通过驱动汽轮机带动压缩系统运转。
82.进一步地，压缩系统也可由膨胀系统的膨胀功提供所需的驱动力，以回收膨胀系统产生的膨胀功。在使用火力发电系统的自发电和/或火力发电系统产生的蒸汽驱动压缩系统的基础上，进一步将膨胀系统的膨胀功也输出至压缩系统处，驱动压缩系统，由于这些驱动能量来源于火力发电系统本身，因此，也可以降低火力发电系统的输出负荷，即也增大了火力发电系统的输出负荷调节范围，也在一定程度上提高了火力发电系统的调峰能力。另一方面可以有效回收利用膨胀系统的膨胀功，减少了能量的浪费，能够进一步提高能源的利用率。
83.上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。