一种能满足电力供需与热力供需平衡的热电联产系统

摘要

本发明是一种能满足电力供需与热力供需平衡的热电联产系统，它包括：发电系统，其特征在于：电厂用变压器电源输出端与固体电蓄热装置的电源输入端相连接，固体电蓄热装置的热能输出端与热用户相连；汽轮机中压缸热能输出端与固体蓄热装置的热输入端与相连接，固体蓄热装置的热能输出端与热用户相连，在汽轮机中压缸与固体蓄热装置之间的热能输出管线上还并接有一热网换热站。系统运行时，将多余的电力送入固体电蓄热装置转变为热能后储存起来；将过剩的蒸汽送入固体热蓄热装置将所携带的热能储存起来。两种不同类型的储能装置，在热负荷高峰时段将所储存的热能释放给热网。使传统的热电机组在满足供热需求的同时，具备了更好的电力深度调峰能力。

说明书

技术领域

本发明属于热电解耦技术领域，尤其涉及一种电热储能和蒸汽储能相结合应用于热电机组的能满足电力供需与热力供需平衡的热电联产系统。

背景技术

对于热电厂中的热电机组而言，电功率与热功率存在固定的耦合关系。在多数情况下，这种耦合关系不能同时满足电力供需平衡和热力供需平衡。因此有必要采取合适的技术措施，使热电机组既能满足电力供需平衡的要求，又能满足热力供需平衡的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种电热储能和蒸汽储能相结合应用于热电机组的能满足电力供需与热力供需平衡的热电联产系统。

本发明所采用的技术方案如下：一种能满足电力供需与热力供需平衡的热电联产系统，它包括有：电站锅炉，汽轮机高压缸，汽轮机中压缸，汽轮机低压缸，发电机，电厂用变压器，关口表，电网，热用户，固体电蓄热装置，固体热蓄热装置，热网换热站组成，其特征在于：电厂用变压器电源输出端与固体电蓄热装置的电源输入端相连接，固体电蓄热装置的热能输出端与热用户相连；汽轮机中压缸热能输出端与固体蓄热装置的热输入端与相连接，固体蓄热装置的热能输出端与热用户相连，在汽轮机中压缸与固体蓄热装置之间的热能输出管线上还并接有一热网换热站。

本发明是将高压电能转换为热能储存于固体电蓄热装置的材料中，储能温度达到300℃～800℃，并将所存储的热能以热水、饱和蒸汽、过热蒸汽或热风形式输出。

本发明是将高温高压蒸汽所携带的热能储存于固体蓄热装置材料中，储能温度达到200℃～500℃，并将所储存的热能以热水、饱和蒸汽、过热蒸汽或热风形式输出。

本发明所述的固体电蓄热装置与固体热蓄热装置输出端为一体结构或为并接的分体结构。

针对上述现有技术存在的问题，本发明提出了一种既能实现电力平衡又能实现热力平衡的热电联产模式。在该模式下，分别在热电厂蒸汽输出端口和电力输出端口设置固体热蓄热装置和固体电蓄热装置，与热电机组形成联合运行系统。在这种新的系统中，当发电功率大于上网电功率指标时，将多余的电能用固体电蓄热装置储存起来；当热电机组输出的蒸汽热能大于用户热负荷时，将多余的蒸汽所携带的热能用固体热蓄热装置储存起来。固体热蓄热装置和固体电蓄热装置都具有较高的热存贮温度，能够保持热能以高品位状态储存，当用户热负荷处于高峰期的时候，将上述两种储能装置所储存的热能以热水、饱和蒸汽、过热蒸汽或热风方式释放出来。

本发明与现有热电解耦技术相比具有以下优点效果：本发明提供一种全新的热电联产模式及储存剩余蒸汽所携带热能的储热方法，使热电机组能够同时满足热力供需平衡和电力供需平衡要求。该技术的固体热蓄热装置利用固体蓄热材料600℃～50℃储热温度区间，吸收从高温蒸汽状态到冷凝水状态所携带的全部热能后所具有的热输出能力，与现有设在热电厂储存多余蒸汽热能的只能输出低于95℃热水大的型储热水罐相比，具有输出150℃以下热水、280℃以下饱和蒸汽、450℃以下过热蒸汽的优势；该技术的固体热蓄热装置蓄储热效率与现有只能利用高于相变温度以上部分热能加热的相变储热装置相比，具有更高的热能存储效率。这种热电联产系统模式具有结构简单、设计合理，运行灵活可靠的特点，使传统的热电机组在满足供热需求的同时，具备了更好的电力深度调峰能力。

附图说明

图1是本发明提出的热电联产系统示意简图。

图中：1电站锅炉；2汽轮机高压缸；3汽轮机中压缸；4汽轮机低压缸；5发电机；6电厂用变压器；7关口表；8电网；9热用户；10固体电蓄热装置；11固体热蓄热装置；12热网换热站。

下面结合附图对本专利具体实施方式作详细说明， 以下说明仅作为示范和解释，并不对本专利作任何形式上的限制。本附图仅仅是本专利的一个实施案例的示意图，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可根据这一附图获得其他的附图。

具体实施方式

如图１所示，图中的电站锅炉为1；汽轮机高压缸为2；汽轮机中压缸为3；汽轮机低压缸为4；发电机为5；电厂用变压器为6；关口表为7；电网为8；电厂用变压器6电源输出端与固体电蓄热装置10的电源输入端相连接，固体电蓄热装置10的热能输出端与热用户9相连；汽轮机中压缸3热能输出端与固体蓄热装置11的热输入端与相连接，固体蓄热装置11的热能输出端与热用户9相连，在汽轮机中压缸3与固体蓄热装置之间的热能输出管线上还并接有一热网换热站12。

正常热电联产模式工作时，电站锅炉1所产生的高温蒸汽通过汽轮机高压缸2、汽轮机中压缸3，汽轮机低压缸4驱动发电机5进行发电，通过厂用变压器6升压后，经过关口表7连接至电网8，同时在汽轮机中压缸3抽汽经热网换热站12输送至热用户9进行供热。当汽轮机中压缸3供热抽汽量大于供热需求时，在热网换热站12之前将多余的蒸汽送入固体蓄热装置11中，把所携带的热能储存起来；当发电机5输出功率大于电网8调度指定功率时，在关口表7之前将多余的电力送入固体电蓄热装置10，将其转化为热能储存起来。当用户热负荷处于高峰时段，用固体电蓄热装置10和固体蓄热装置11自带的换热器将所储存的热能送入热网。

本发明所述的固体电蓄热装置10，是将高压电能转换为热能储存于固体电蓄热装置的材料中，储能温度达到300℃～800℃，并将所存储的热能以热水、饱和蒸汽、过热蒸汽或热风形式输出。

本发明所述的固体蓄热装置11，是将高温高压蒸汽所携带的热能储存于固体蓄热装置材料中，储能温度达到200℃～500℃，并将所储存的热能以热水、饱和蒸汽、过热蒸汽或热风形式输出。

本发明根据电厂的规模以及占地面积，来选择固体电蓄热装置与固体热蓄热装置输出端为一体结构或为并接的分体结构。输出端为一体结构时，利用固体热蓄热装置先给水做首段加热，利用固体电蓄热装置做水的末段加热，可以提高储存热能的利用率。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本专利的实施方式进行修改或者等同替换，而不脱离本发明实施方式的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。