本發(fā)明公布一種集成多能級(jí)儲(chǔ)熱罐的燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，屬于燃煤發(fā)電。包括汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)、熱網(wǎng)水加熱系統(tǒng)、儲(chǔ)罐蓄熱系統(tǒng)和儲(chǔ)罐放熱系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著能源需求的增加和化石能源資源的枯竭，能源與環(huán)境問(wèn)題已引起我國(guó)的關(guān)注。為減少二氧化碳排放，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，新能源在能源領(lǐng)域的地位日益重要。近些年，我國(guó)新能源發(fā)電裝機(jī)容量和發(fā)電量大幅增長(zhǎng)，但發(fā)電占比仍相對(duì)較低。這主要是因?yàn)轱L(fēng)、光等可再生能源具有隨機(jī)性和波動(dòng)性，以及熱電聯(lián)產(chǎn)的熱電耦合性，使得新能源發(fā)電難以大規(guī)模上網(wǎng)。

2、在熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組中配置儲(chǔ)熱罐是實(shí)現(xiàn)熱電解耦的方法之一,其作為一項(xiàng)重要的新能源消納技術(shù)，發(fā)展迅速。儲(chǔ)熱罐可根據(jù)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的能級(jí)特點(diǎn)，靈活設(shè)置數(shù)量和能級(jí)。儲(chǔ)熱罐不僅可以在機(jī)組供熱能力富余時(shí)儲(chǔ)存多余的熱量用于供熱，也可以儲(chǔ)存電鍋爐等電制熱裝置產(chǎn)生的高溫?zé)崃?，用于加熱鍋爐給水。

3、根據(jù)現(xiàn)有文獻(xiàn)的分析，不難發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的儲(chǔ)罐系統(tǒng)在加熱鍋爐給水時(shí)，由于受到給水溫度的限制，使得循環(huán)工質(zhì)的熱量不能完全利用。因此，如何將循環(huán)工質(zhì)的熱量全部利用，提升儲(chǔ)罐系統(tǒng)的儲(chǔ)能密度是其技術(shù)發(fā)展的重要方向。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有方法的不足，本發(fā)明提供了一種集成多能級(jí)儲(chǔ)熱罐的燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。根據(jù)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的能級(jí)特點(diǎn)，設(shè)置高、中、低溫儲(chǔ)罐，使儲(chǔ)罐系統(tǒng)既可以用于供熱，也可以加熱鍋爐給水，從而達(dá)到減小煤耗量，增加熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組運(yùn)行靈活性的目的。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的。本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、一種集成多能級(jí)儲(chǔ)熱罐的燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，包括汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)、熱網(wǎng)水加熱系統(tǒng)、儲(chǔ)罐蓄熱系統(tǒng)和儲(chǔ)罐放熱系統(tǒng)；

4、所述汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)包括鍋爐（15），所述鍋爐（15）的過(guò)熱器出口與第二混合閥（17）的入口連接，第二混合閥（17）的另一入口與輔過(guò)熱器（12）的冷源出口連接，第二混合閥（17）的出口與高壓缸（20）的入口連接，高壓缸（20）的出口與第二分流閥（18）的入口連接，第二分流閥（18）的出口分別與鍋爐（15）的再熱器入口和輔再熱器（14）的冷源入口連接，第三混合閥（19）的入口分別與鍋爐（15）的再熱器出口和輔再熱器（14）的冷源出口連接，第三混合閥（19）的出口分別與中壓缸（21）的入口連接，中壓缸（21）的出口分別與除氧器（32）的蒸汽入口和第三分流閥（22）的入口連接，第三分流閥（22）的出口分別與第五分流閥（31）的入口和低壓缸（23）的入口連接，低壓缸（23）的出口與凝汽器（25）的入口連接，凝汽器（25）的出口與凝結(jié)水泵（26）的入口連接，凝結(jié)水泵（26）的出口與除氧器（32）的給水入口連接，除氧器（32）的出口與給水泵（27）的入口連接，給水泵（27）的出口與第四分流閥（29）的入口連接，第四分流閥（29）的出口分別與預(yù)熱器（9）的冷源入口和鍋爐（15）的給水入口連接；高壓缸（20）、中壓缸（21）、低壓缸（23）和發(fā)電機(jī)（24）同軸連接；

5、所述熱網(wǎng)水加熱系統(tǒng)包括第二換熱器（16），所述的第二換熱器（16）的冷源入口與熱網(wǎng)回水連接，第二換熱器（16）的冷源出口與尖峰加熱器（28）的冷源入口連接，尖峰加熱器（28）的冷源出口與熱網(wǎng)連接作為熱網(wǎng)供水；第五分流閥（31）的出口分別與尖峰加熱器（28）的熱源入口和第一換熱器（6）的熱源入口連接，第四混合閥（30）的入口分別與尖峰加熱器（28）的熱源出口和第一換熱器（6）的熱源出口連接，第四混合閥（30）的出口與除氧器（32）連接；中溫儲(chǔ)罐（3）中的低溫儲(chǔ)罐介質(zhì)出口與第一循環(huán)第二循環(huán)泵（34）連接，第一循環(huán)第二循環(huán)泵（34）的出口與第三同步閥（35）的一個(gè)接口連接，第三同步閥（35）的另外兩個(gè)接口分別與第三循環(huán)泵（36）的入口和第二同步閥（8）的一個(gè)接口連接，第二同步閥（8）的另外兩個(gè)接口分別與第一換熱器（6）的冷源出口和第二換熱器（16）的熱源入口連接，第二換熱器（16）的熱源出口與第一同步閥（7）的一個(gè)接口連接，第一同步閥（7）的另外兩個(gè)接口分別與第一換熱器（6）的冷源入口和低溫儲(chǔ)罐（5）連接；

6、所述儲(chǔ)罐放熱系統(tǒng)包括高溫儲(chǔ)罐（1），所述的高溫儲(chǔ)罐（1）的出口與第一循環(huán)泵（33）的入口連接，第一循環(huán)泵（33）的出口與第一分流閥（13）的入口連接，第一分流閥（13）的出口分別與輔過(guò)熱器（12）和輔再熱器（14）的熱源入口連接，第一混合閥（11）的入口分別與輔過(guò)熱器（12）和輔再熱器（14）的熱源出口連接，第一混合閥（11）的出口與蒸發(fā)器（10）的熱源入口連接，蒸發(fā)器（10）的熱源出口與預(yù)熱器（9）的熱源入口連接，預(yù)熱器（9）的熱源出口與中溫儲(chǔ)罐（3）的入口連接。

7、所述儲(chǔ)罐蓄熱系統(tǒng)包括低溫儲(chǔ)罐（5），所述低溫儲(chǔ)罐（5）與第一同步閥（7）的一個(gè)接口連接，第一同步閥（7）的另外兩個(gè)接口分別與第一換熱器（6）的冷源入口和第二換熱器（16）的熱源出口連接，第一換熱器（6）的冷源出口與第二同步閥（8）的一個(gè)接口連接，第二同步閥（8）的另外兩個(gè)接口分別與第二換熱器（16）的熱源入口和第三同步閥（35）的一個(gè)入口連接，第三同步閥（35）的另外兩個(gè)接口分別與第一循環(huán)第二循環(huán)泵（34）的出口和第三循環(huán)泵（36）的入口連接，第三循環(huán)泵（36）的出口與第二電制熱裝置（4）的入口連接，第二電制熱裝置（4）的出口與中溫儲(chǔ)罐（3）的入口連接；中溫儲(chǔ)罐（3）的出口與第一電制熱裝置（2）的入口連接，第一電制熱裝置（2）的出口與高溫儲(chǔ)罐（1）的入口連接。

8、所述的一種集成多能級(jí)儲(chǔ)熱罐的燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，所述的中溫儲(chǔ)罐（3）內(nèi)裝有高溫儲(chǔ)熱介質(zhì)和中溫儲(chǔ)熱介質(zhì)，并且兩種儲(chǔ)熱介質(zhì)在中溫儲(chǔ)罐（3）內(nèi)進(jìn)行換熱。

9、所述的一種集成多能級(jí)儲(chǔ)熱罐的燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，所述的熱網(wǎng)水加熱系統(tǒng)，熱網(wǎng)回水的質(zhì)量流量由中溫儲(chǔ)熱介質(zhì)的質(zhì)量流量、中壓缸（21）抽汽量和第五分流閥（31）的分流比和決定。

10、所述的一種集成多能級(jí)儲(chǔ)熱罐的燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，所述儲(chǔ)罐放熱系統(tǒng)，當(dāng)機(jī)組儲(chǔ)罐處于放熱狀態(tài)時(shí)，第三同步閥（35）、第二同步閥（8）和第一同步閥（7）均為單向流動(dòng)，不涉及分流與混合。

11、所述的一種集成多能級(jí)儲(chǔ)熱罐的燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，所述儲(chǔ)罐蓄熱系統(tǒng)，當(dāng)處于蓄熱狀態(tài)時(shí)，第一同步閥（7）、第二同步閥（8）、第三同步閥（35）均為單向流動(dòng)，不涉及分流與混合。

12、所述的一種集成多能級(jí)儲(chǔ)熱罐的燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，所述儲(chǔ)罐蓄熱系統(tǒng)和放熱系統(tǒng)中，第一電制熱裝置（2）和第二電制熱裝置（4）所用的電量包括新能源場(chǎng)站的棄電或發(fā)電廠的過(guò)裕電量。

13、所述的一種集成多能級(jí)儲(chǔ)熱罐的燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，所述儲(chǔ)罐蓄熱系統(tǒng)和放熱系統(tǒng)中，高溫儲(chǔ)熱單元的循環(huán)介質(zhì)包括二元太陽(yáng)鹽，中溫儲(chǔ)熱單元的循環(huán)介質(zhì)包括合成有機(jī)導(dǎo)熱油。

14、所述的一種集成多能級(jí)儲(chǔ)熱罐的燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，所述的蓄熱系統(tǒng)在對(duì)高溫儲(chǔ)熱單元的循環(huán)介質(zhì)進(jìn)行加熱時(shí)，循環(huán)介質(zhì)的質(zhì)量流量由總棄電量來(lái)確定。

15、所述的一種集成多能級(jí)儲(chǔ)熱罐的燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，所述儲(chǔ)罐蓄熱系統(tǒng)中，中溫儲(chǔ)熱單元的循壞介質(zhì)可由中壓缸（21）抽汽、第二電制熱裝置（4）和中溫儲(chǔ)罐（3）中的高溫儲(chǔ)熱單元的循環(huán)介質(zhì)三種方式進(jìn)行加熱，且加熱方式可使用其中的一種或多種。

16、所述的一種集成多能級(jí)儲(chǔ)熱罐的燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，所述儲(chǔ)罐蓄熱系統(tǒng)和儲(chǔ)罐放熱系統(tǒng)，高溫儲(chǔ)罐（1）內(nèi)循環(huán)介質(zhì)溫度可為600℃，中溫儲(chǔ)罐（3）內(nèi)的高溫儲(chǔ)熱單元的循環(huán)介質(zhì)溫度可為300℃，低溫儲(chǔ)罐（5）中的中溫儲(chǔ)熱單元的循環(huán)介質(zhì)溫度可為120℃。

17、本發(fā)明的積極有益效果：

18、本發(fā)明公開(kāi)了一種集成多能級(jí)儲(chǔ)熱罐的燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。本發(fā)明根據(jù)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的能級(jí)特點(diǎn)，設(shè)置高、中、低溫儲(chǔ)罐，將中溫儲(chǔ)罐進(jìn)行分層，將加熱完鍋爐給水的高溫儲(chǔ)熱介質(zhì)回到中溫儲(chǔ)罐后加熱中溫儲(chǔ)罐中的低溫儲(chǔ)熱介質(zhì)，使高溫儲(chǔ)熱介質(zhì)的能量利用更加充分，增加儲(chǔ)罐系統(tǒng)的儲(chǔ)能密度。同時(shí)，高溫儲(chǔ)罐中的高溫介質(zhì)可用于加熱鍋爐給水產(chǎn)生主蒸汽，從而減少煤耗量。中溫儲(chǔ)罐中的低溫儲(chǔ)熱介質(zhì)和中壓缸抽汽構(gòu)成熱網(wǎng)水梯級(jí)加熱系統(tǒng)，不僅減小了熱網(wǎng)水加熱系統(tǒng)的換熱損失，還提升了熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的供熱能力和運(yùn)行靈活性，增加新能源發(fā)電上網(wǎng)率。