一种熔盐储能电站系统
1.本技术要求申请号为202110436782.3专利申请的优选权(在先申请的申请日为2021年4月22日，发明名称为一种熔盐储能电站系统)。
技术领域
2.本发明涉及发电技术领域，尤其涉及一种熔盐储能电站系统。


背景技术：

3.随着能源需求的日益增长及传统石化资源的减少，风电、光伏、水电等新能源发电得到了迅速发展。然而，新能源发电系统受外界环境因素影响较大，弃风、弃光现象严重，对电网负荷与频率响应的稳定性造成较大冲击，影响新能源的大规模上网。且现有的发电站的调峰机制也不能满足电网对电源侧灵活性的新要求，现有的发电站不能实现机组在任意负荷下的灵活性运行。
4.因此，现有技术还有待于改进和发展。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种机组灵活性较高，调频性能较高，机组负荷调节范围广，发电效率高，安全可靠性及经济性较高的熔盐储能电站系统。
6.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
7.一种熔盐储能电站系统，包括冷熔盐罐、冷熔盐泵、汽液换热器、热熔盐罐、热熔盐泵、换热器组、汽轮机发电机组以及锅炉；
8.所述冷熔盐罐、所述冷熔盐泵、所述汽液换热器、所述热熔盐罐、所述热熔盐泵、所述换热器组依次连接；
9.所述锅炉与所述汽液换热器连接，以使所述锅炉提供的蒸汽对经过所述汽液换热器的熔盐进行加热；
10.高压给水经过所述换热器组变成水蒸汽后供给所述汽轮机发电机组发电。
11.作为上述熔盐储能电站系统的一种可选方案，所述换热器组包括第一换热器、第二换热器、第三换热器以及第四换热器；所述第二换热器、所述第三换热器及所述第四换热器串联，所述第一换热器与所述第二换热器并联；
12.所述汽轮机发电机组包括高压缸及中低压缸，高压给水依次经过所述第二换热器、所述第三换热器及所述第四换热器后输送至所述高压缸，所述高压缸出来的蒸汽流过所述第一换热器后输送至所述中低压缸。
13.作为上述熔盐储能电站系统的一种可选方案，所述中低压缸的排汽经过凝汽器和回热系统后进入所述第二换热器。
14.作为上述熔盐储能电站系统的一种可选方案，所述锅炉内设置有过热器，所述过热器与所述汽液换热器连接，以使所述过热器出口的过热蒸汽输送至所述汽液换热器。
15.作为上述熔盐储能电站系统的一种可选方案，所述锅炉内设置有省煤器，所述汽
液换热器通过高压泵连接至所述省煤器，以使所述汽液换热器排出的水经过所述高压泵及所述省煤器回流至所述锅炉内。
16.作为上述熔盐储能电站系统的一种可选方案，所述锅炉内设置有炉内换热器，所述炉内换热器与所述汽液换热器及所述热熔盐罐连接，以使所述汽液换热器中的熔盐流经所述炉内换热器后再流至所述热熔盐罐。
17.作为上述熔盐储能电站系统的一种可选方案，所述炉内换热器包括炉膛辐射段换热器、低温对流段换热器及高温对流段换热器，所述炉膛辐射段换热器、所述低温对流段换热器及所述高温对流段换热器串联连接且分别设于所述锅炉的不同位置。
18.作为上述熔盐储能电站系统的一种可选方案，所述汽轮机发电机组还包括发电机，所述发电机与所述高压缸及所述中低压缸连接，以使所述高压缸及所述中低压缸驱动所述发电机发电。
19.作为上述熔盐储能电站系统的一种可选方案，所述热熔盐罐的后端设置有阀门。
20.作为上述熔盐储能电站系统的一种可选方案，通过所述阀门控制进入所述换热器组的热熔盐的量，以根据所述汽轮机发电机组的负荷来控制进入所述换热器组的热熔盐量。
21.作为上述熔盐储能电站系统的一种可选方案，所述阀门的开度能从零到百分之百调节。
22.本发明的有益之处在于：汽轮机发电机组所用的蒸汽全部由熔盐加热产生，机组的灵活性不受锅炉运行的影响，提高机组的调频性能。由于汽轮机发电机组所用的蒸汽由热熔盐罐中的熔盐加热产生，使得汽轮机发电机组的负荷可实现从零到百分之百调节，只需根据负荷需求调节热熔盐罐的阀门即可控制供热量，使汽轮机发电机组的负荷从零到百分之百调节。本发明的熔盐储能电站系统能提高机组的设备利用率、发电效率、安全可靠性及经济性。
附图说明
23.图1是本发明中熔盐储能电站系统实施例的结构示意图。
24.图中：
25.100、换热器组；200、汽轮机发电机组；1、冷熔盐罐；2、冷熔盐泵；3、汽液换热器；4、炉内换热器；5、热熔盐罐；6、热熔盐泵；7、第一换热器；8、第二换热器；9、第三换热器；10、第四换热器；11、锅炉；12、过热器；13、省煤器；14、高压缸；15、中低压缸；16、发电机；17、高压泵。
具体实施方式
26.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
27.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连
通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
28.此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
29.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
30.本发明提供了一种熔盐储能电站系统，图1是本发明中熔盐储能电站系统实施例的结构示意图，如图1所示，熔盐储能电站系统包括冷熔盐罐1、冷熔盐泵2、汽液换热器3、热熔盐罐5、热熔盐泵6、换热器组100、汽轮机发电机组200以及锅炉11。冷熔盐罐1、冷熔盐泵2、汽液换热器3、热熔盐罐5、热熔盐泵6、换热器组100依次连接，形成一个熔盐系统循环。如图1所示，通过换热器组100使高压给水来的液态水加热成蒸汽供给汽轮机发电机组200发电，液态水可以从电站的1号高加出口过来。锅炉11与汽液换热器3连接，以使锅炉11提供的蒸汽对经过汽液换热器3的熔盐进行加热。
31.熔盐储能电站系统工作时，冷熔盐罐1中的低温的冷熔盐被冷熔盐泵2泵入汽液换热器3，锅炉11中的蒸汽通入汽液换热器3，将冷熔盐进行加热，汽液换热器3中被加热后的熔盐进入热熔盐罐5，储存在热熔盐罐5中，然后通过热熔盐泵6将热熔盐罐5中的热熔盐泵入换热器组100，以将高压给水加热成蒸汽供应给汽轮机发电机组200发电，热熔盐经过换热器组100后变成冷熔盐，回到冷熔盐罐1中。
32.本发明中，汽轮机发电机组200所用的蒸汽全部由熔盐加热产生，而不需要锅炉11提供，机组的灵活性不受锅炉11运行的影响，提高机组的调频性能。由于汽轮机发电机组200所用的蒸汽由热熔盐罐5中的熔盐加热产生，使得汽轮机发电机组200的负荷可实现从零到百分之百调节，只需根据负荷需求调节热熔盐罐5的阀门即可控制供热量，使汽轮机发电机组200的负荷从零到百分之百调节。本发明的熔盐储能电站系统能提高机组的设备利用率、发电效率、安全可靠性及经济性。
33.并且，高温熔盐具有传热性能好、工作压力低、液态温度范围宽、使用温度高、成本低、安全可靠等优点,是一种非常有前景的高温传热蓄热工质。
34.于一实施例中，热熔盐罐5的后端的管道上设置有阀门，或直接在热熔盐罐5上设置阀门，通过阀门控制进入换热器组100的热熔盐的量，从而可以根据汽轮机发电机组200的负荷来控制进入换热器组100的热熔盐量，阀门的开度可实现零到百分之百调节，实现汽轮机发电机组200的负荷从零到百分之百调节。
35.在一种实施方式中，如图1所示，换热器组100包括第一换热器7、第二换热器8、第三换热器9以及第四换热器10，第二换热器8、第三换热器9及第四换热器10串联，也就是说第二换热器8、第三换热器9及第四换热器10依次连接，第一换热器7与第二换热器8并联。如图1，第一换热器7及第二换热器8的熔盐入口均连接在热熔盐泵6的后端，第一换热器7及第二换热器8的熔盐出口汇合后连接至第三换热器9的熔盐入口，也就是说，第一换热器7及第二换热器8的熔盐混合后进入第三换热器9，经过第三换热器9的熔盐再进入第四换热器10。
36.请继续参考图1，汽轮机发电机组200包括高压缸14及中低压缸15，高压缸14及中低压缸15是汽轮机发电机组200中的常规部件，在此不再赘述。液态水依次经过第二换热器8、第三换热器9及第四换热器10，形成蒸汽，蒸汽进入高压缸14，推动高压缸14中的叶轮发电，如图1所示，高压缸14出来的蒸汽进入第一换热器7，然后输送至中低压缸15，推动中低压缸15中的叶轮发电。另外，中低压缸15的排汽经过凝汽器和回热系统至第二换热器8。
37.于一实施中，锅炉11内设置有过热器12，过热器12与汽液换热器3连接，以使过热器12出口的过热蒸汽进入汽液换热器3中，加热汽液换热器3中的冷熔盐。
38.于一实施例中，如图1所示，汽液换热器3排出的水回到锅炉11，节约资源，提升能量利用率。
39.于一实施例中，锅炉11内还设置有省煤器13，汽液换热器3通过高压泵17与省煤器13连接，以使汽液换热器3排出的水通过高压泵17及省煤器13后回流至锅炉11内，形成炉内水
‑
水蒸气循环系统。整个炉内水
‑
水蒸气循环系统的循环过程为：锅炉11中的过热器12出口的过热蒸汽进入汽液换热器3，经过汽液换热器3冷却后进入锅炉11中的省煤器13，完成循环过程。
40.于一实施例中，锅炉11内还设置有炉内换热器4，炉内换热器4与汽液换热器3及热熔盐罐5连接，以使汽液换热器3中的熔盐流经炉内换热器4后再流至热熔盐罐5。当然，也可以不设置炉内换热器4，直接将汽液换热器3中的熔盐流至热熔盐罐5中。设置炉内换热器4可提升能量的利用率，充分利用锅炉11中的热量给熔盐进一步加热。也就是说，熔盐经过汽液换热器3加热后，还流至锅炉11中的炉内换热器4进行进一步的加热。
41.于一实施例中，炉内换热器4包括炉膛辐射段换热器、低温对流段换热器及高温对流段换热器，炉膛辐射段换热器、低温对流段换热器及高温对流段换热器串联连接且分别设于锅炉11的不同位置，根据锅炉11不同位置的要求设置不同的换热器，使得换热器适应锅炉11内的不同位置，提升换热效率。
42.参考图1，汽轮机发电机组200还包括发电机16，发电机16与高压缸14及中低压缸15连接，以使高压缸14及中低压缸15驱动发电机16发电，当高压缸14及中低压缸15的叶轮在蒸汽的驱动下转动时，叶轮可驱动发电机16发电。
43.本发明的熔盐储能电站系统提高了新能源的消纳吸收能力，可有效减少弃风、弃光现象，避免了资源的浪费，缓解调峰压力，支撑新能源的大规模发电和并网。本发明的熔盐储能电站系统有利于电力系统电源侧的结构配置及电力系统的规划、运行和控制，为电力系统的灵活安全稳定运行提供保障。
44.本发明的熔盐储能电站系统的工作过程为：
45.290℃的冷熔盐从冷熔盐罐1经冷熔盐泵2打入汽液换热器3吸收过热蒸汽的热量，之后进入炉内换热器4由烟气进一步加热至550℃进入热熔盐罐5，熔盐吸收锅炉11多余的热量，完成储能过程；
46.汽轮机发电机组200在低负荷时，热熔盐罐5中的热熔盐只有较少的一部分进入换热器组100，来加热汽轮机发电机组200所需要的蒸汽，热熔盐由热熔盐罐5经热熔盐泵6分别打入第一换热器7和第二换热器8进行换热，经过第一换热器7后的熔盐与经过第二换热器8后的熔盐混合后进入第三换热器9和第四换热器10换热，温度降至290℃之后进入冷熔盐罐1完成加热蒸汽放能过程；1号高加出口的给水在第二换热器8完成预热，之后进入第三换热器9完成蒸发过程，最后在第四换热器10完成过热过程后进入高压缸14做功，冷蒸汽经过第一换热器7加热后进入中低压缸15做功之后通过凝汽器进入回热系统，完成循环过程。
47.汽轮机发电机组200在高负荷时，热熔盐罐5中较多的热熔盐进入换热器组100，通过第一换热器7、第二换热器8、第三换热器9和第四换热器10加热1号高加出口的给水，以使汽轮机发电机组200发电，具体的换热和熔盐循环过程如前一段中汽轮机发电机组200在低
负荷时相同，在此不再赘述，只是汽轮机发电机组200在低负荷时和高负荷时热熔盐罐5的阀门开度不一样，使进入换热器组100的热熔盐量不一样，完成电网调峰任务。
48.显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。