CN118009779A - 一种熔盐储热释能单元及锅炉机组深度调峰系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种熔盐储热释能单元及锅炉机组深度调峰系统，熔盐储热释能单元包括熔盐储存组件、换热储能组件和换热释能组件，熔盐储存组件包括高温熔盐储罐和低温熔盐储罐；换热储能组件连接高温熔盐储罐和低温熔盐储罐，换热储能组件包括烟气换热装置和蒸汽换热装置，位于低温熔盐储罐内的熔盐依次经烟气换热装置和蒸汽换热装置加热后流入高温熔盐储罐；换热释能组件连接高温熔盐储罐和低温熔盐储罐，换热释能组件包括煤粉加热装置和给水加热装置，位于高温熔盐储罐内的熔盐经煤粉加热装置和/或给水加热装置释能后流入低温熔盐储罐。本发明提供了一种调峰灵活且能源利用率高的熔盐储热释能单元及锅炉机组深度调峰系统。

Description

一种熔盐储热释能单元及锅炉机组深度调峰系统

技术领域

本发明涉及锅炉调峰技术领域，尤其是涉及一种熔盐储热释能单元及锅炉机组深度调峰系统。

背景技术

因可再生能源发电的不可预测性和不连续性，导致产生不稳定的电能影响电网电能质量，使部分可再生能源发电不能进入电网，产生了“弃风弃光”现象。为解决可再生能源发电入网比例较低的问题，目前主要通过发电量占比重较大的火电机组调峰的方式来实现消耗可再生能源电。为了克服传统火电发电存在的调峰负荷相应慢、具有较大的延滞性的问题，目前多对火电发电进行储能技术改进，以克服其调峰性能差的问题。

储能技术作为一种改变能量时空分布的技术手段，可大幅提高电站的调峰灵活性，缓解电网供需平衡问题。在众多储能方式中，熔融盐储能同时具有储能密度高和储能周期长且成本较低的优势，因而成为具有前景的火电机组调峰手段之一。通过耦合熔融盐储能可以保持锅炉中高负荷运行的同时，降低电负荷输出，从而实现电厂灵活快速的调峰。但是常规的熔融盐储能技术能且仅能针对高单一品位能量进行储存和释放，对能量的利用率较低，且容易造成能量的巨大浪费。

发明内容

本发明是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的实施例提出一种熔盐储热释能单元及锅炉机组深度调峰系统，该熔盐储热释能单元及锅炉机组深度调峰系统具有提高能源利用率的优点。

本发明实施例提供的熔盐储热释能单元包括熔盐储存组件、换热储能组件和换热释能组件，所述熔盐储存组件包括高温熔盐储罐和低温熔盐储罐；所述换热储能组件连接所述高温熔盐储罐和所述低温熔盐储罐，所述换热储能组件包括烟气换热装置和蒸汽换热装置，位于所述低温熔盐储罐内的熔盐依次经所述烟气换热装置和所述蒸汽换热装置加热后流入所述高温熔盐储罐；所述换热释能组件连接所述高温熔盐储罐和所述低温熔盐储罐，所述换热释能组件包括煤粉加热装置和给水加热装置，位于所述高温熔盐储罐内的熔盐经所述煤粉加热装置和/或所述给水加热装置释能后流入所述低温熔盐储罐。

根据本发明实施例的熔盐储热释能单元，该熔盐储热释能单元可以通过烟气换热装置和蒸汽换热装置实现对多品位能源的有效利用，在温度较低时可以吸收低温热源，在温度较高时可以吸收高温热源；同时，该熔盐储热释能单元也可以根据不同部位所需的温度不同来实现温度的对口多途径释放，从而有效提高对能源或热量的吸收和利用效率。另外，该装置可以通过煤粉加热装置对煤粉进行加热，从而有效提高相关锅炉在低负荷燃烧时的燃烧稳定性。

在一些实施例中，所述换热储能组件还包括位于所述蒸汽换热装置和所述高温熔盐储罐之间的电加热装置；

和/或，所述蒸汽换热装置包括沿流动方向依次布置的一级蒸汽换热器和二级蒸汽换热器。

在一些实施例中，所述电加热装置外还设置有供熔盐工质流通的旁路，所述旁路上安装有开关阀门。

在一些实施例中，所述换热释能组件包括第一释能支路和第二释能支路，位于所述高温熔盐储罐内的熔盐流入所述第一释能支路和/或所述第二释能支路后，汇合并流入所述低温熔盐储罐内；

所述煤粉加热装置位于所述第一释能支路上，所述给水加热装置的数量为至少两个且分别分布于所述第一释能支路和所述第二释能支路上。

在一些实施例中，所述给水加热装置包括位于所述第一释能支路上的熔盐给水中温换热器和位于所述第二释能支路上的熔盐给水过热器和熔盐给水蒸发器，

位于所述高温熔盐储罐内的熔盐经所述第一释能支路依次流经所述煤粉加热装置和所述熔盐给水中温换热器，和/或，经所述第二释能支路依次流经所述熔盐给水过热器和所述熔盐给水蒸发器，后流入所述低温熔盐储罐内。

在一些实施例中，所述第二释能支路上还设置有熔盐给水低温换热器，所述熔盐给水低温换热器与锅炉机组相连，冷凝水经所述熔盐给水低温换热器与所述锅炉机组相连。

在一些实施例中，所述换热储能组件还包括低温熔盐泵，位于所述低温熔盐储罐内的熔盐在所述低温熔盐泵的驱动下经所述烟气换热装置和所述蒸汽换热装置流入所述高温熔盐储罐；

和/或，所述换热释能组件还包括高温熔盐泵，位于所述高温熔盐储罐内的熔盐在所述高温熔盐泵的驱动下经所述煤粉加热装置和所述给水加热装置流入所述低温熔盐储罐。

本发明实施例提供的锅炉机组深度调峰系统包括熔盐储热释能单元和锅炉循环单元，所述熔盐储热释能单元为上述任一项所述的熔盐储热释能单元；所述锅炉循环单元包括相互连通的锅炉机组、汽轮机和冷凝水回收组件，所述锅炉机组与所述换热储能组件和所述换热释能组件相配合，所述汽轮机与所述换热释能组件相配合，所述冷凝水回收组件与所述汽轮机和所述换热储能组件相配合。

根据本发明实施例的锅炉机组深度调峰系统，该锅炉机组深度调峰系统通过应用上述熔盐储热释能单元可以有效提高锅炉机组在变负荷工况下的灵活运行度，同时还提高了电网在平时段向高峰段以及低负荷段切换时的负荷响应效率，增加了机组的调峰深度，对提升电力系统的服务水平具有重要意义。另外，上述锅炉机组深度调峰系统还应用熔盐储热释能单元有效提高了锅炉机组在低负荷时的燃烧稳定性，同时还能够在电网处于高负荷时段时通过换热的方式提高热量利用率，实现释能时的熔盐能量梯级利用，与现有的储能系统相比具有更好的换热效率，可以帮助增加汽轮机的发电量。

在一些实施例中，所述锅炉机组包括蒸汽释放组件、排烟组件和进煤组件，所述蒸汽释放组件与所述换热储能组件中的蒸汽换热装置相配合，所述排烟组件与所述烟气换热装置相配合，所述进煤组件与所述煤粉加热装置相配合；

所述汽轮机包括同轴依次布置的高压缸、中压缸和低压缸，所述锅炉机组所产生的蒸汽分别流入所述蒸汽释放组件和所述高压缸内；至少部分所述给水加热装置通过管道与所述中压缸相连，所述高压缸内的部分蒸汽和至少部分所述给水加热装置处产生的蒸汽和/或液态流入所述中压缸内；

所述冷凝水回收组件包括蒸汽加热器、空冷凝汽器、凝结水泵、除氧器和驱动泵组，所述蒸汽加热器的数量为至少三个，所述高压缸、所述中压缸和所述低压缸与至少一个所述蒸汽加热器相连，所述蒸汽换热装置通过管道与所述除氧器相连通，所述蒸汽换热装置排出的蒸汽通过管道流入所述除氧器处；在所述驱动泵组的驱动下，所述空冷凝汽器和所述凝结水泵处产生的冷凝水依次流经所述蒸汽加热器、所述除氧器，并回流至所述锅炉机组内。

在一些实施例中，所述驱动泵组处设置有至少一个排水口，所述排水口与所述给水加热装置的进水口相连。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的熔盐储热释能单元的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的锅炉机组深度调峰系统的结构示意图。

图中：

10、熔盐储热释能单元；11、高温熔盐储罐；12、低温熔盐储罐；13、烟气换热装置；14、蒸汽换热装置；141、一级蒸汽换热器；142、二级蒸汽换热器；15、煤粉加热装置；16、给水加热装置；161、熔盐给水中温换热器；162、熔盐给水过热器；163、熔盐给水蒸发器；164、熔盐给水低温换热器；17、电加热装置；171、旁路；172、开关阀门；18、低温熔盐泵；19、高温熔盐泵；

20、锅炉循环单元；21、锅炉机组；211、蒸汽释放组件；212、排烟组件；213、进煤组件；22、汽轮机；221、高压缸；222、中压缸；223、低压缸；23、冷凝水回收组件；231、蒸汽加热器；232、空冷凝汽器；233、凝结水泵；234、除氧器；235、驱动泵；236、前置泵；237、小汽轮机。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面结合图1-图2描述根据本发明实施例的一种熔盐储热释能单元及锅炉机组深度调峰系统。

本发明实施例提供了一种熔盐储热释能单元10，如图1所示。该熔盐储热释能单元10主要包括熔盐储存组件、换热储能组件和换热释能组件三部分，其中熔盐储存组件包括高温熔盐储罐11和低温熔盐储罐12，换热储能组件和换热释能组件分别通过相应的管道与高温熔盐储罐11和低温熔盐储罐12相连。

具体的，上述连接高温熔盐储罐11和低温熔盐储罐12的换热储能组件包括烟气换热装置13和蒸汽换热装置14，位于低温熔盐储罐12内的熔盐依次经烟气换热装置13和蒸汽换热装置14加热后流入高温熔盐储罐11；连接高温熔盐储罐11和低温熔盐储罐12的换热释能组件包括煤粉加热装置15和给水加热装置16，位于高温熔盐储罐11内的熔盐经煤粉加热装置15和/或给水加热装置16释能后流入低温熔盐储罐12。

该熔盐储热释能单元10可以通过烟气换热装置13和蒸汽换热装置14实现对多品位能源的有效利用，在温度较低时可以吸收低温热源，在温度较高时可以吸收高温热源；同时，该熔盐储热释能单元10也可以根据不同部位所需的温度不同来实现温度的对口多途径释放，从而有效提高对能源或热量的吸收和利用效率。另外，该装置可以通过煤粉加热装置15对煤粉进行加热，从而有效提高相关锅炉在低负荷燃烧时的燃烧稳定性。

具体的，上述烟气换热装置13包括烟气进口、烟气出口、熔盐进口和熔盐出口，其中烟气进口和烟气出口相连通，熔盐进口和熔盐出口相连通，当高温烟气经上述烟气进口和烟气出口穿过该烟气换热装置13时，流经该烟气换热装置13的熔盐能获得高温烟气所携带的部分热量，从而实现对高温烟气中残余热量的有效利用，减少热量流失和浪费，提高热量的利用率。同理，上述蒸汽换热装置14的对应区域上也设置有蒸汽进口、蒸汽出口、熔盐进口和熔盐出口，与烟气换热装置13相同，熔盐通过熔盐进口和熔盐出口经过该蒸汽换热装置14并在这一过程中进行储能。

具体的，上述煤粉加热装置15包括煤粉进口、煤粉出口、熔盐进口和熔盐出口，其中煤粉进口和煤粉出口相连通，熔盐进口和熔盐出口相连通，当携带一定热量的熔盐经上述熔盐进口和熔盐出口穿过该煤粉加热装置15时，流经该煤粉加热装置15的煤粉能够获得高温熔盐所携带的部分热量，从而实现对煤粉的加热。加热煤粉不仅可以提高煤粉的温度，使煤粉能够燃烧的更加充分(可以通过对煤粉预热的方式提高低负荷工况运行时锅炉的稳定性，减少烟气中有害物质的生成，并提高机组的变负荷响应速率)。由于上述熔盐所释放的热量是从相应的锅炉机组21处获取的，因此，上述装置还可以在不影响锅炉正常工作的情况下实现对能源的有效利用，降低能源浪费。上述给水加热装置16的结构和工作原理与煤粉加热装置15基本一致，在此不再赘述，其中给水加热装置16中的水可以由系统外部提供。

需要注意的是，出于安全考虑，上述煤粉加热装置15外设置有开关旁路，煤粉加热装置15的上下游也对应设置有用于控制管路通断的阀门结构，如图1所示。当不需要对煤粉进行加热时，高温熔盐直接通过上述开关旁路流至给水加热装置16处。

在一些实施例中，换热储能组件还包括位于蒸汽换热装置14和高温熔盐储罐11之间的电加热装置17。

为了进一步提高熔盐的储能效果，确保得到的高温熔盐能够在电网负荷较大时有足够的热量可以释放以对相关的水和蒸汽进行加热，实现熔盐储热释能单元10在系统调峰变负荷时的快速响应功能，需要在其上安装上述电加热装置17。

在一些实施例中，电加热装置17外还设置有供熔盐工质流通的旁路171，旁路171上安装有开关阀门172。

当低温熔盐经烟气换热装置13和蒸汽换热装置14换热储能处理后达到设定的温度，此时不需要使用电加热器对其进行加热处理。此时，需要打开位于旁路171上的开关阀门172，高温熔盐可以通过旁路171流通至高温熔盐储罐11内。

需要注意的是，上述电加热装置17外也对应设置有具有开闭功能的阀门，如图1所示。当熔盐温度足够高或者电加热装置17出现故障时，需要关闭上述阀门，并开启位于旁路171上的开关阀门172。

在一些实施例中，蒸汽换热装置14包括沿流动方向依次布置的一级蒸汽换热器141和二级蒸汽换热器142。

上述二级换热结构依次布置的方式可以实现对蒸汽所携带热量的有效利用，如图2所示，高温蒸汽依次流经一级蒸汽换热器141和二级蒸汽换热器142，在这一过程中，熔盐依次流经二级蒸汽换热器142和一级蒸汽换热器141，从而实现对熔盐的二次加热，其中温度较低的熔盐在流经二级蒸汽换热器142时通过温度较低的蒸汽进行一次加热后，再流入一级蒸汽换热器141处通过温度较高的蒸汽进行二次加热。这一二次加热过程可以有效提高熔盐对蒸汽所携带热量的利用率。

当然，需要注意的是，上述蒸汽换热装置14外也设置有与上述电加热装置17外结构相似的旁路171。

为了向低温熔盐由低温熔盐储罐12流入高温熔盐储罐11提供动力，在一些实施例中，换热储能组件还包括低温熔盐泵18。低温熔盐泵18能为低温熔盐流动提供动力。

当将该熔盐储热释能单元10内储存的能量进行释放时，可以根据实际需要选择。

为了提高所释放的能量用途的多样性，在一些实施例中，换热释能组件包括第一释能支路和第二释能支路，煤粉加热装置15位于第一释能支路上，给水加热装置16的数量为至少两个且分别分布于第一释能支路和第二释能支路上，如图1所示；位于高温熔盐储罐11内的熔盐流入第一释能支路和/或第二释能支路后，汇合并流入低温熔盐储罐12内。

具体的，当仅设置上述第一释能支路处于连通状态时，此时熔盐储热释能单元10内储存的能量可以通过煤粉加热装置15和部分给水加热装置16进行释放，所释放的能量用于对煤粉和部分水进行加热；当仅设置上述第二释能支路处于连通状态时，此时熔盐储热释能单元10内储存的能量可以通过部分给水加热装置16进行释放。

下面对上述给水加热装置16的具体用途和分布位置进行说明：

在一些实施例中，如图1所示，给水加热装置16包括位于第一释能支路上的熔盐给水中温换热器161和位于第二释能支路上的熔盐给水过热器162和熔盐给水蒸发器163，位于高温熔盐储罐11内的熔盐经第一释能支路依次流经煤粉加热装置15和熔盐给水中温换热器161，和/或，经第二释能支路依次流经熔盐给水过热器162和熔盐给水蒸发器163，后流入低温熔盐储罐12内。

在一些实施例中，第二释能支路上还设置有熔盐给水低温换热器164，熔盐给水低温换热器164与锅炉机组21相连，冷凝水经熔盐给水低温换热器164与锅炉机组21相连。

上述不同的给水加热装置16由于所处的位置和连接关系不同，因此能够得到的热量不同。在本实施例中，因此可以通过选择连通不同的释能支路来实现不同温度的对口多途径释放，从而实现熔盐能量的梯级利用。

上述两个不同的释能支路是否连通可以根据系统的实际需要进行调整。需要注意的是，上述两个释能支路上均设置有阀门，可以通过控制相关阀门的开合来控制是否驱动熔盐流动实现热量释放以及熔盐流动路径和分配比例等。

为了驱动高温熔盐由高温熔盐储罐11流向低温熔盐储罐12，在一些实施例中，换热释能组件还包括高温熔盐泵19，位于高温熔盐储罐11内的熔盐在高温熔盐泵19的驱动下经煤粉加热装置15和给水加热装置16流入低温熔盐储罐12。

可以理解的是，本实施例所提供的熔盐储热释能单元10具有多种不同的储能结构和释能结构，可以实现多品位热源的有效利用。另外，该装置可以通过煤粉加热装置15对煤粉进行加热，从而有效提高相关锅炉在低负荷燃烧时的燃烧稳定性。

本发明实施例还提供了一种锅炉机组深度调峰系统，如图2所示。该锅炉机组深度调峰系统包括熔盐储热释能单元10和锅炉循环单元20，熔盐储热释能单元10为上述任一项的熔盐储热释能单元10；锅炉循环单元20包括相互连通的锅炉机组21、汽轮机22和冷凝水回收组件23，锅炉机组21与熔盐储热释能单元10中的换热储能组件和换热释能组件相配合，汽轮机22与换热释能组件相配合，冷凝水回收组件23与汽轮机22和换热储能组件相配合。

在熔盐储热释能单元10的作用下，锅炉循环单元20在部分阶段所释放的能量可以得到有效储存并将其输送至锅炉机组21、汽轮机22以及冷凝水回收组件23中，实现对释放能量的重复利用。该锅炉机组深度调峰系统通过应用上述熔盐储热释能单元10可以使锅炉机组21在变负荷工况下能够灵活运行，同时还提高了电网在平时段向高峰段以及低负荷段切换时的负荷响应效率，增加了机组的调峰深度，对提升电力系统的服务水平具有重要意义。另外，上述锅炉机组深度调峰系统还应用熔盐储热释能单元10有效提高了锅炉机组21在低负荷时的燃烧稳定性，同时还能够在电网处于高负荷时段时通过换热的方式提高热量利用率，实现释能时的熔盐能量梯级利用，与现有的储能系统相比具有更好的换热效率，可以帮助增加汽轮机22的发电量。

需要注意的是，上述冷凝水回收组件23除了可以用于回收冷凝水以外，还通过该回收过程进行了换热，以提高回流至锅炉机组21内的水的温度，甚至可以使其变为携带一定热量的水蒸气。该装置可以帮助减少汽轮机22在工作时的抽气，从而使更多的蒸汽用于做功，以提高发电效率。

在一些实施例中，锅炉机组21包括蒸汽释放组件211、排烟组件212和进煤组件213，蒸汽释放组件211与换热储能组件中的蒸汽换热装置14相配合，排烟组件212与烟气换热装置13相配合，进煤组件213与煤粉加热装置15相配合；汽轮机22包括同轴依次布置的高压缸221、中压缸222和低压缸223，锅炉机组21所产生的蒸汽分别流入蒸汽释放组件211和高压缸221内；至少部分给水加热装置16通过管道与中压缸222相连，高压缸221内的部分蒸汽和至少部分给水加热装置16处产生的蒸汽和/或液态流入中压缸222内，低压缸223与发电机相连，用于驱动发电机发电；冷凝水回收组件23包括蒸汽加热器231、空冷凝汽器232、凝结水泵233、除氧器234和驱动泵235组，蒸汽加热器231的数量为至少三个，高压缸221、中压缸222和低压缸223与至少一个蒸汽加热器231相连，蒸汽换热装置14通过管道与除氧器234相连通，蒸汽换热装置14排出的蒸汽通过管道流入除氧器234处；在驱动泵235组的驱动下，空冷凝汽器232和凝结水泵233处产生的冷凝水依次流经蒸汽加热器231、除氧器234，并回流至锅炉机组21内。

上述锅炉循环单元20的使用方式如下：

锅炉机组21工作时产生的多数蒸汽进入汽轮机22的高压缸221做功，上述高压缸221包括两个级组，分别为第一级组和第二级组。蒸汽在进入第一级组后分为两部分，其中一部分进入高压缸221的第二级组，另一部分作为抽气用作与第一级组对应的蒸汽加热器231的蒸汽源。进入高压缸221第二级组的蒸汽在从第二级组排出时分为两部分，其中一部分进入锅炉机组21的过热器内进行加热，随后形成中压高温蒸汽进入中压缸222做功，另一部分蒸汽作为抽气用作与第二级组对应的蒸汽加热器231的蒸汽源。

上述过热器是把已经做过功、温度压力降低的工质(即蒸汽)再次加热成高温中压蒸汽的装置。如图2所示，上述高压缸221出口处的蒸汽除去少部分用作抽气以外，其余均被送入锅炉组件内进行再加热处理，随后排入中压缸222。

过热器是提高锅炉机组21热效率、增加输出的重要部件。

上述经过热器处理后的蒸汽可以分为两股，其中一股进入熔盐储热释能单元10的蒸汽换热装置14处，另一股进入汽轮机22的中压缸222内。而流入中压缸222内的蒸汽分为两支，其中一支为经过热器处理后的蒸汽，另一支为熔盐储热释能单元10的熔盐给水过热器162处排出的蒸汽，上述两股蒸汽混合后进入中压缸222内。中压缸222包括三个级组，分别为第一级组、第二级组和第三级组。进入中压缸222内的蒸汽在第一级组处理后部分通过抽气进入对应的蒸汽加热器231，另一部分进入中压缸222的第二级组。位于中压缸222第二级组内的蒸汽经抽气后进入除氧器234，经过抽气进入小汽轮机237，小汽轮机237可以作为驱动前置泵236和驱动泵235的动力源；剩余蒸汽进入中压缸222的第三级组。在第三级组出口处，部分蒸汽经过抽气进入对应的蒸汽加热器231，剩余蒸汽进入低压缸223。低压缸223同样包括三个不同的级组，在经历两次与上述过程一致的抽气处理后，抽气分别进入相关级组对应的蒸汽加热器231处，乏汽进入空冷凝汽器232。进入空冷凝汽器232的乏汽冷凝后通过凝结水泵233依次送入上述不同的蒸汽加热器231以及除氧器234处，并通过前置泵236、驱动泵235等的驱动依次流经其余的蒸汽加热器231，经过各级吸热处理后形成蒸汽，最终流入锅炉机组21内，循环上述做功过程。

通过控制相关阀门的开合以及开度，可以改变进入不同管道以及不同组件内的蒸汽量。

在一些实施例中，驱动泵235组处设置有至少一个排水口，排水口与给水加热装置16的进水口相连。

具体的，上述前置泵236的出口有两个管路，其中一支连接驱动泵235，另一支经过阀门后形成排水口C。排水口C分为两支并分别与熔盐给水中温换热器161和熔盐给水蒸发器163的水侧入口相连。同样的，上述驱动泵235的出口也设置有两个管路，其中一直与中压缸222的第一级组对应的蒸汽加热器231相连，另一支形成排水口B，排水口B与熔盐给水低温换热器164的水侧入口相连。熔盐给水低温换热器164的水侧出口的管路形成出口A。上述高压缸221的第一级组对应的蒸汽加热器231的出口能与出口A汇合并给水进入锅炉机组21。

具体的，上述熔盐给水中温换热器161的水侧出口的管路形成出口D，上述熔盐给水中温换热器161处所产生的蒸汽能经出口D排放至汽轮机22中压缸222的第三级组处，并做功。

下面对上述锅炉机组深度调峰系统在熔盐储热释能单元10处于蓄热状态下的工作过程进行说明：

当电网负荷处于夜间低谷段时，此时锅炉循环单元20处于低负荷运行状态。锅炉机组21内的部分再热蒸汽通过抽气的方式经过阀门流入蒸汽换热装置14内，从而对熔盐进行加热，释放出部分热量的上述蒸汽再通过阀门和管道输送至除氧器234处。经低温熔盐储罐12的下端出口流出的熔盐在低温容颜泵的驱动下，经过阀门以及对应的管道进入烟气换热装置13处进行预热，随后再流经对应的阀门后经上述二级蒸汽换热器142和一级蒸汽换热器141依次处理后流入电加热装置17(即电加热器)处做进一步加热，随后通过阀门和管道经位于上部的入口流入高温熔盐储罐11内，完成低温熔盐的蓄热。

在锅炉循环单元20最低运行工况下，该装置可以在保证最高效率的情况下进行低温熔盐的蓄热，通过抽汽储热的方式实现级组的深度调峰，扩大了机组的运行区间，同时通过煤粉预热的方式提高低负荷工况运行时锅炉的稳定性，减少烟气中有害物质的生成，并提高机组的变负荷响应速率。

当电网处于平时段时，锅炉循环单元20正常负荷运行，无需进行调峰。此时不需要将锅炉机组21内产生的蒸汽抽吸出来并对熔盐储热释能单元10进行加热。相应的，出口B和出口C也处于关闭状态，此时可以根据高温熔盐储罐11内的熔盐储粮来确定是否进行熔盐储热作业，确保在用电高峰电网负荷大时有足够的高温熔盐加热蒸汽与水，实现熔盐储热系统在机组调峰变负荷的迅速响应。若有储热需求，则直接通过阀门控制低温熔盐储罐12内的低温熔盐直接经过烟气换热装置13和电加热装置17进行加热，不需要蒸汽换热装置14参与。

下面对上述锅炉机组深度调峰系统在熔盐储热释能单元10处于放热状态下的工作过程进行说明：

电网负荷处于高峰段时，锅炉循环单元20中的锅炉机组21处于高负荷运行状态。此时，可以通过关闭阀门的方式来阻止蒸汽进入熔盐储热释能单元10。同时，开启高温熔盐泵19，关闭煤粉加热装置15及其周侧的相关阀门和开关旁路(即关闭第一释能支路，开启第二释能支路)，使得高温熔盐依次流经熔盐给水过热器162、熔盐给水蒸发器163和熔盐给水低温换热器164并放热，最终经上部入口流入低温熔盐储罐12。

来自驱动泵235、前置泵236的部分给水形成蒸汽并进入汽轮机22内做功，以增加发电机的功率，其余给水与蒸汽加热器231加热的给水混合进入锅炉机组21，以减少蒸汽过热器抽气，使更多的蒸汽用于汽轮机22做功。

当电网负荷处于夜间低谷段时，此时锅炉循环单元20处于低负荷运行状态。此时，高温熔盐储罐11内的高温熔盐在高温熔盐泵19的驱动下经过阀门流入第一释能支路，并通过煤粉加热装置15对煤粉进行预热，提高炉膛燃烧的稳定性，此时煤粉加热装置15外的旁路上的阀门处于关闭状态。经上述初步换热处理后的熔盐随后经阀门流入熔盐给水中温换热器161处做进一步换热，最终经阀门进入低温熔盐储罐12，熔盐-给水中温换热器处产生的蒸汽进入中压缸222做功。

熔盐储能系统的吸热和放热量由锅炉机组21在电网负荷不同时段的需求决定，并通过管路阀门与电辅助加热系统切换调整。

可以理解的是，本发明通过设置多个具有不同温度范围的储热、释热结构，形成熔盐储热释能单元10。耦合上述熔盐储热释能单元10的锅炉机组深度调峰系统可以使锅炉循环单元20在切换负荷时能够迅速响应，提高其负荷响应速率，增加了机组的调峰深度，提升了机组的灵活运行能力。在电网处于低谷时段，该熔盐储热释能单元10可以根据电网所需的发电量以及锅炉循环单元20处的工况特性进行调节，帮助降低锅炉循环单元20的发电负荷，同时通过对煤粉进行预热的方式提高其燃烧时的稳定性；在平时段，可以根据需要通过烟气换热和电加热等方式进行低温熔盐加热，提高对能量的利用率；在高负荷状态下，可以通过换热的方式产生供汽轮机22使用的过热蒸汽，以增加机组的发电量，同时对产生的冷凝水进行加热并供给锅炉机组21，减少汽轮机22高压缸221处的抽气，使得更多的蒸汽用于做功。本实施例所提供的锅炉机组深度调峰系统对提升电力系统的服务水平具有重要意义。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，也可以是电连接或彼此可通讯；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，除非另有明确的限定。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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种熔盐储热释能单元，其特征在于，包括：

熔盐储存组件，所述熔盐储存组件包括高温熔盐储罐(11)和低温熔盐储罐(12)；

换热储能组件，所述换热储能组件连接所述高温熔盐储罐(11)和所述低温熔盐储罐(12)，所述换热储能组件包括烟气换热装置(13)和蒸汽换热装置(14)，位于所述低温熔盐储罐(12)内的熔盐依次经所述烟气换热装置(13)和所述蒸汽换热装置(14)加热后流入所述高温熔盐储罐(11)；

换热释能组件，所述换热释能组件连接所述高温熔盐储罐(11)和所述低温熔盐储罐(12)，所述换热释能组件包括煤粉加热装置(15)和给水加热装置(16)，位于所述高温熔盐储罐(11)内的熔盐经所述煤粉加热装置(15)和/或所述给水加热装置(16)释能后流入所述低温熔盐储罐(12)。

2.根据权利要求1所述的熔盐储热释能单元，其特征在于，所述换热储能组件还包括位于所述蒸汽换热装置(14)和所述高温熔盐储罐(11)之间的电加热装置(17)；

和/或，所述蒸汽换热装置(14)包括沿流动方向依次布置的一级蒸汽换热器(141)和二级蒸汽换热器(142)。

3.根据权利要求2所述的熔盐储热释能单元，其特征在于，所述电加热装置(17)外还设置有供熔盐工质流通的旁路(171)，所述旁路(171)上安装有开关阀门(172)。

4.根据权利要求1所述的熔盐储热释能单元，其特征在于，所述换热释能组件包括第一释能支路和第二释能支路，位于所述高温熔盐储罐(11)内的熔盐流入所述第一释能支路和/或所述第二释能支路后，汇合并流入所述低温熔盐储罐(12)内；

所述煤粉加热装置(15)位于所述第一释能支路上，所述给水加热装置(16)的数量为至少两个且分别分布于所述第一释能支路和所述第二释能支路上。

5.根据权利要求4所述的熔盐储热释能单元，其特征在于，所述给水加热装置(16)包括位于所述第一释能支路上的熔盐给水中温换热器(161)和位于所述第二释能支路上的熔盐给水过热器(162)和熔盐给水蒸发器(163)，

位于所述高温熔盐储罐(11)内的熔盐经所述第一释能支路依次流经所述煤粉加热装置(15)和所述熔盐给水中温换热器(161)，和/或，经所述第二释能支路依次流经所述熔盐给水过热器(162)和所述熔盐给水蒸发器(163)，后流入所述低温熔盐储罐(12)内。

6.根据权利要求4或5所述的熔盐储热释能单元，其特征在于，所述第二释能支路上还设置有熔盐给水低温换热器(164)，所述熔盐给水低温换热器(164)与锅炉机组(21)相连，冷凝水经所述熔盐给水低温换热器(164)与所述锅炉机组(21)相连。

7.根据权利要求1所述的熔盐储热释能单元，其特征在于，所述换热储能组件还包括低温熔盐泵(18)，位于所述低温熔盐储罐(12)内的熔盐在所述低温熔盐泵(18)的驱动下经所述烟气换热装置(13)和所述蒸汽换热装置(14)流入所述高温熔盐储罐(11)；

和/或，所述换热释能组件还包括高温熔盐泵(19)，位于所述高温熔盐储罐(11)内的熔盐在所述高温熔盐泵(19)的驱动下经所述煤粉加热装置(15)和所述给水加热装置(16)流入所述低温熔盐储罐(12)。

8.一种锅炉机组深度调峰系统，其特征在于，包括：

熔盐储热释能单元(10)，所述熔盐储热释能单元(10)为权利要求1-7中任一项所述的熔盐储热释能单元；

锅炉循环单元(20)，所述锅炉循环单元(20)包括相互连通的锅炉机组(21)、汽轮机(22)和冷凝水回收组件(23)，所述锅炉机组(21)与所述换热储能组件和所述换热释能组件相配合，所述汽轮机(22)与所述换热释能组件相配合，所述冷凝水回收组件(23)与所述汽轮机(22)和所述换热储能组件相配合。

9.根据权利要求8所述的锅炉机组深度调峰系统，其特征在于，所述锅炉机组(21)包括蒸汽释放组件(211)、排烟组件(212)和进煤组件(213)，所述蒸汽释放组件(211)与所述换热储能组件中的蒸汽换热装置(14)相配合，所述排烟组件(212)与所述烟气换热装置(13)相配合，所述进煤组件(213)与所述煤粉加热装置(15)相配合；

所述汽轮机(22)包括同轴依次布置的高压缸(221)、中压缸(222)和低压缸(223)，所述锅炉机组(21)所产生的蒸汽分别流入所述蒸汽释放组件(211)和所述高压缸(221)内；至少部分所述给水加热装置(16)通过管道与所述中压缸(222)相连，所述高压缸(221)内的部分蒸汽和至少部分所述给水加热装置(16)处产生的蒸汽和/或液态流入所述中压缸(222)内；

所述冷凝水回收组件(23)包括蒸汽加热器(231)、空冷凝汽器(232)、凝结水泵(233)、除氧器(234)和驱动泵(235)组，所述蒸汽加热器(231)的数量为至少三个，所述高压缸(221)、所述中压缸(222)和所述低压缸(223)与至少一个所述蒸汽加热器(231)相连，所述蒸汽换热装置(14)通过管道与所述除氧器(234)相连通，所述蒸汽换热装置(14)排出的蒸汽通过管道流入所述除氧器(234)处；在所述驱动泵(235)组的驱动下，所述空冷凝汽器(232)和所述凝结水泵(233)处产生的冷凝水依次流经所述蒸汽加热器(231)、所述除氧器(234)，并回流至所述锅炉机组(21)内。

10.根据权利要求9所述的锅炉机组深度调峰系统，其特征在于，所述驱动泵(235)组处设置有至少一个排水口，所述排水口与所述给水加热装置(16)的进水口相连。