热电联产机组在深度调峰运行下的储能及放能系统的制作方法
1.本发明涉及一种热电联产汽轮发电机组，特别涉及一种冬季采暖期热电联产机组在超深度调峰运行时，可提升发电厂经济效益的储能及放能系统和储能及放能方法。
背景技术：
2.现有的火力发电厂热电联产燃煤机组的发电负荷，是与供电负荷同比例变化的；在新能源电力迅猛发展前提下，火力发电厂热电联产燃煤机组，已逐渐成为了调峰机组；燃煤火电机组日发电负荷，应调峰的要求，经常在0-100%之间波动，热电联产燃煤机组的汽轮机组的蒸汽进汽量，也随发电负荷在30-100%之间波动，导致了汽轮机组出汽量也随之波动，热电联产的供热能力也随之波动，出现了汽轮机组，无法满足热网供热负荷要求的现象；特别是当电网要求零发电输出时，由于汽轮机组不可能停机运行，为了应对该种情况，有些电厂在发电厂内设置电锅炉，低负荷时通过将低电负荷通过电锅炉消纳，保证上网电量零出力，将电锅炉的热转化成蒸汽和热水储存或外供，该技术的缺点是高能低用，虽然满足了电网零出力要求，但用能不合理，将电力通过电锅炉转化成热水或蒸汽，能源转化效率较低，高能低用，不符合梯级用能的原则。
3.在冬季采暖期间，火力发电厂热电联产燃煤机组承担着对电网供电和对热网供热的双重任务；根据电网负荷要求，汽轮机组调峰运行时，需要减少高压缸的蒸汽供应量，以满足降低发电外送的目的，现有技术一般采用两种方式来实现以上目标的：第一种方式是通过调节汽轮机组的高压旁路阀门，以减少高压缸的蒸汽供应量，高压旁路阀门属于昂贵设备，频繁大幅度地调整阀门，会造成阀门的损坏；第二种方式是加大中低压缸连通管处的抽蒸汽量，将多抽出的蒸汽用于加中的回水，这种方式将高品质的蒸汽用于了低品质供热水的加热，属高能低用，不符合“温度对口，能量梯级利用”的用能原则；如何针对电网的调峰，实现对高品质蒸汽的能量梯级利用，并综合提高电厂的经济效益，成为现场需要解决的一个问题。
技术实现要素：
4.本发明提供了一种热电联产机组在深度调峰运行下的储能及放能系统，解决了如何针对电网的深度调峰，实现对高品质蒸汽的能量梯级利用，提高电厂的经济效益的技术问题。
5.本发明的总体构思是：设置氧化钙高储热密度储热装置，当汽轮机组应电网调度的要求进行调峰时，将多余的发电蒸汽通入到氧化钙高储热密度储热装置中，在氧化钙高储热密度储热装置的底部，设置有氢氧化钙，通入的高温蒸汽对氢氧化钙进行烘烤，使其转换为氧化钙并析出水，氢氧化钙经烘烤脱水转变成氧化钙和水的过程，将吸收大量的热量，将高品质的蒸汽中的热能转化存储到氧化钙中，析出的水被存储到除盐水箱中独立设置的析出水存储箱中；同时，在电厂设置一个小型汽轮机组，将小型汽轮机组与氧化钙高储热密度储热装置连接在一起，当电网对汽轮机组的发电要求增加时，将除盐水箱中独立设置的
析出水存储箱中的水，输送到氧化钙高储热密度储热装置中，喷射到氧化钙中，使其转化为氢氧化钙，在转化为氢氧化钙的过程中，会释放出大量的热，与此同时，除盐水箱中的除盐水，通过给水泵被送入到氧化钙高储热密度储热装置的换热器中，氧化钙高储热密度储热装置中释放出的大量的热，将氧化钙高储热密度储热装置的换热器中的除盐水，转换为高品质的蒸汽，用该蒸汽推动小型汽轮机组发电，使氧化钙中的热能转化成小型汽轮机组的发电电能，并将该电能送到电网，以满足电网供电要求的增加，在小型汽轮机组上连接有汽水换热器，用小型汽轮机背压排出的蒸汽对热网中的水进行加热；同时，设置第二个氧化钙高储热密度储热装置和一台蒸汽电锅炉，当电网要求上网电量零出力时，将热电联产机组，在最小蒸汽量下所发出的电送给蒸汽电锅炉，通过电锅炉转变成蒸汽，电锅炉输出的蒸汽，进入到第二个氧化钙高储热密度储热装置中，将其中的氢氧化钙转化成氧化钙和水，将电厂发电电能就地转化成高温氧化钙的热能，实现外送电为零的目标，析出的水被送入到第二个在除盐水箱内单独独立设置的析出水箱中；当电网需要供电时，将第二个氧化钙高储热密度储热装置中的热能转换成蒸汽，并用该蒸汽推动第二台小型汽轮发电机进行发电，将发出的电供给电网，用第二台小型汽轮机背压排出的蒸汽对热网中的水进行加热，实现了高品质热能的储存和高效率转化，达到热能梯级利用。
6.一种热电联产机组在深度调峰运行下的储能及放能系统，包括热电联产机组的中低压缸连接处抽蒸汽管路、氧化钙高储热密度储热装置、除盐水箱、小型汽轮发电机组、电厂内电气出线、蒸汽电锅炉、第二氧化钙高储热密度储热装置、第二除盐水箱和第二小型汽轮发电机组，在除盐水箱内独立设置有析出水存储箱，析出水存储箱中的水与除盐水箱中的除盐水是隔离的，在氧化钙高储热密度储热装置内，设置有除盐水的水汽换热器，第二氧化钙高储热密度储热装置的结构与氧化钙高储热密度储热装置的结构是完全相同的，第二除盐水箱的结构与除盐水箱的结构是完全相同的，热电联产机组的中低压缸连接处抽蒸汽管路与氧化钙高储热密度储热装置连通在一起，在氧化钙高储热密度储热装置上，设置有氧化钙析出水及喷淋水管道，氧化钙析出水及喷淋水管道的另一端与除盐水箱内的析出水存储箱连通在一起，在氧化钙高储热密度储热装置的下部，设置有除盐水输送管道，除盐水输送管道的一端与氧化钙高储热密度储热装置内设置的除盐水的水汽换热器连通在一起，除盐水输送管道的另一端与除盐水箱连通在一起；在氧化钙高储热密度储热装置的上部，设置有储热蒸汽输出管道，储热蒸汽输出管道的另一端与小型汽轮发电机组的蒸汽输入管道连通在一起；电厂内电气出线与蒸汽电锅炉电连接在一起，蒸汽电锅炉通过电锅炉蒸汽输出管道与第二氧化钙高储热密度储热装置连接在一起，在电厂内电气出线上，设置有电锅炉配电装置；在第二氧化钙高储热密度储热装置上，设置有第二氧化钙析出水及喷淋水管道，第二氧化钙析出水及喷淋水管道的另一端与第二除盐水箱连通在一起，在第二氧化钙高储热密度储热装置的下部，设置有第二除盐水输送管道，第二除盐水输送管道的一端与第二氧化钙高储热密度储热装置内设置的第二除盐水的水汽换热器连通在一起，第二除盐水输送管道的另一端与第二除盐水箱连通在一起。
7.在除盐水箱上还分别设置有除盐水输入管道和喷淋水补水管道；在小型汽轮发电机组上设置有小型汽轮机组的抽蒸汽管道，在小型汽轮机组的抽蒸汽管道的另一端连接有汽水换热器；汽水换热器通过水输入管路和水输出管路，并联在热网回水母管上；在第二除盐水箱上分别设置有第二除盐水输入管道和凝结水管道，凝结水管道与蒸汽电锅炉连通在
一起；在第二小型汽轮发电机组上设置有第二小型汽轮机组的抽蒸汽管道，在第二小型汽轮机组的抽蒸汽管道的另一端连接有第二汽水换热器；第二汽水换热器通过第二水输入管路和第二水输出管路，并联在热网回水母管上。
8.一种热电联产机组在深度调峰运行下的储能及放能方法，包括热电联产机组的中低压缸连接处抽蒸汽管路、氧化钙高储热密度储热装置、除盐水箱、小型汽轮发电机组、电厂内电气出线、蒸汽电锅炉、第二氧化钙高储热密度储热装置、第二除盐水箱和第二小型汽轮发电机组，在除盐水箱内独立设置有析出水存储箱，析出水存储箱中的水与除盐水箱中的除盐水是隔离的，在氧化钙高储热密度储热装置内，设置有除盐水的水汽换热器，第二氧化钙高储热密度储热装置的结构与氧化钙高储热密度储热装置的结构是完全相同的，第二除盐水箱的结构与除盐水箱的结构是完全相同的，其特征在于：
9.当电网进行调峰，要求热电联产机组减少向电网送电时，被减少的原用于发电的蒸汽，通过蒸汽管道进入到氧化钙高储热密度储热装置中，对氧化钙高储热密度储热装置中的氢氧化钙进行烘烤，使其生成氧化钙和水，将通入的高温蒸汽中的热量存储到氧化钙中；
10.当电网进行深度调峰，要求热电联产机组的上网电量零出力时，将汽轮机组在最小蒸汽量下所发的电，通过电厂内电气出线供给蒸汽电锅炉，蒸汽电锅炉将电能转化成蒸汽，该蒸汽通过电锅炉蒸汽输出管道进入到第二氧化钙高储热密度储热装置中，对第二氧化钙高储热密度储热装置中的氢氧化钙进行烘烤，使其生成氧化钙和水，将通入的高温蒸汽中的热量存储到氧化钙中；
11.当要求热电联产机组增加向电网送电时，将除盐水箱中的除盐水，输送到氧化钙高储热密度储热装置内的除盐水的水汽换热器中，同时，析出水存储箱中的水，通过氧化钙析出水及喷淋水管道，进入氧化钙高储热密度储热装置中，对高温氧化钙进行喷淋，使其转化成轻氧化钙，并产生高温蒸汽，被产生的高温蒸汽，对水汽换热器中的除盐水进行加热，使其转换成高品质的蒸汽，转换成的高品质的蒸汽，通过储热蒸汽输出管道进入到小型汽轮发电机组中，驱动小型汽轮发电机组发电，小型汽轮发电机组发出的电，被送入电网，以满足电网送电增加的要求；
12.当要求热电联产机组进一步增加向电网送电时，将第二除盐水箱中的第二析出水存储箱中的水输送到第二氧化钙高储热密度储热装置中，通过对高温氧化钙的喷淋，使其转化成轻氧化钙，并产生高温蒸汽，被产生的高温蒸汽，对第二氧化钙高储热密度储热装置中的水汽换热器中的除盐水进行加热，使其转换成高品质的蒸汽，高品质的蒸汽通过第二储热蒸汽输出管道进入到第二小型汽轮发电机组中，驱动第二小型汽轮发电机组发电，第二小型汽轮发电机组发出的电，被送入电网，以满足电网送电进一步增加的要求。
13.在小型汽轮发电机组上设置有小型汽轮机组的抽蒸汽管道，在小型汽轮机组的抽蒸汽管道的另一端连接有汽水换热器；汽水换热器通过水输入管路和水输出管路，并联在热网回水母管上，抽取小型汽轮机组中的部分蒸汽对热网回水母管中的回水进行加热。
14.在第二小型汽轮发电机组上设置有第二小型汽轮机组的抽蒸汽管道，在第二小型汽轮机组的抽蒸汽管道的另一端连接有第二汽水换热器；第二汽水换热器通过第二水输入管路和第二水输出管路，并联在热网回水母管上，抽取第二小型汽轮机组中的部分蒸汽对热网回水母管中的回水进行加热。
15.本发明实现了热电联产机组在电网调峰下的热电解耦，通过高密度储放热系统对热能的储放，实现了对高温高压蒸汽的梯级储热及梯级放热利用，特别是上网电量零出力时，可将电量在厂内转换成高品质的热能存储，当需要时再将其释放用来发电，使高品质能量得到充分发挥，大大提高了发电厂的经济效益。
附图说明
16.图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
17.下面结合附图对本发明进行详细说明：
18.一种热电联产机组在深度调峰运行下的储能及放能系统，包括热电联产机组的中低压缸连接处抽蒸汽管路1、氧化钙高储热密度储热装置2、除盐水箱10、小型汽轮发电机组4、电厂内电气出线15、蒸汽电锅炉17、第二氧化钙高储热密度储热装置19、第二除盐水箱26和第二小型汽轮发电机组21，在除盐水箱10内独立设置有析出水存储箱，析出水存储箱中的水与除盐水箱10中的除盐水是隔离的，在氧化钙高储热密度储热装置2内，设置有除盐水的水汽换热器，第二氧化钙高储热密度储热装置19的结构与氧化钙高储热密度储热装置2的结构是完全相同的，第二除盐水箱26的结构与除盐水箱10的结构是完全相同的，热电联产机组的中低压缸连接处抽蒸汽管路1与氧化钙高储热密度储热装置2连通在一起，在氧化钙高储热密度储热装置2上，设置有氧化钙析出水及喷淋水管道11，氧化钙析出水及喷淋水管道11的另一端与除盐水箱10内的析出水存储箱连通在一起，在氧化钙高储热密度储热装置2的下部，设置有除盐水输送管道12，除盐水输送管道12的一端与氧化钙高储热密度储热装置2内设置的除盐水的水汽换热器连通在一起，除盐水输送管道12的另一端与除盐水箱10连通在一起；在氧化钙高储热密度储热装置2的上部，设置有储热蒸汽输出管道3，储热蒸汽输出管道3的另一端与小型汽轮发电机组4的蒸汽输入管道连通在一起；电厂内电气出线15与蒸汽电锅炉17电连接在一起，蒸汽电锅炉17通过电锅炉蒸汽输出管道18与第二氧化钙高储热密度储热装置19连接在一起，在电厂内电气出线15上，设置有电锅炉配电装置16；在第二氧化钙高储热密度储热装置19上，设置有第二氧化钙析出水及喷淋水管道28，第二氧化钙析出水及喷淋水管道28的另一端与第二除盐水箱26连通在一起，在第二氧化钙高储热密度储热装置19的下部，设置有第二除盐水输送管道29，第二除盐水输送管道29的一端与第二氧化钙高储热密度储热装置19内设置的第二除盐水的水汽换热器连通在一起，第二除盐水输送管道29的另一端与第二除盐水箱26连通在一起。
19.在除盐水箱10上还分别设置有除盐水输入管道14和喷淋水补水管道13；在小型汽轮发电机组4上设置有小型汽轮机组的抽蒸汽管道5，在小型汽轮机组的抽蒸汽管道5的另一端连接有汽水换热器6；汽水换热器6通过水输入管路8和水输出管路9，并联在热网回水母管7上；在第二除盐水箱26上分别设置有第二除盐水输入管道30和凝结水管道27，凝结水管道27与蒸汽电锅炉17连通在一起；在第二小型汽轮发电机组21上设置有第二小型汽轮机组的抽蒸汽管道22，在第二小型汽轮机组的抽蒸汽管道22的另一端连接有第二汽水换热器23；第二汽水换热器23通过第二水输入管路24和第二水输出管路25，并联在热网回水母管7上。
20.一种热电联产机组在深度调峰运行下的储能及放能方法，包括热电联产机组的中低压缸连接处抽蒸汽管路1、氧化钙高储热密度储热装置2、除盐水箱10、小型汽轮发电机组4、电厂内电气出线15、蒸汽电锅炉17、第二氧化钙高储热密度储热装置19、第二除盐水箱26和第二小型汽轮发电机组21，在除盐水箱10内独立设置有析出水存储箱，析出水存储箱中的水与除盐水箱10中的除盐水是隔离的，在氧化钙高储热密度储热装置2内，设置有除盐水的水汽换热器，第二氧化钙高储热密度储热装置19的结构与氧化钙高储热密度储热装置2的结构是完全相同的，第二除盐水箱26的结构与除盐水箱10的结构是完全相同的，其特征在于：
21.当电网进行调峰，要求热电联产机组减少向电网送电时，被减少的原用于发电的蒸汽，通过蒸汽管道1进入到氧化钙高储热密度储热装置2中，对氧化钙高储热密度储热装置2中的氢氧化钙进行烘烤，使其生成氧化钙和水，将通入的高温蒸汽中的热量存储到氧化钙中；
22.当电网进行深度调峰，要求热电联产机组的上网电量零出力时，将汽轮机组在最小蒸汽量下所发的电，通过电厂内电气出线15供给蒸汽电锅炉17，蒸汽电锅炉17将电能转化成蒸汽，该蒸汽通过电锅炉蒸汽输出管道18进入到第二氧化钙高储热密度储热装置19中，对第二氧化钙高储热密度储热装置19中的氢氧化钙进行烘烤，使其生成氧化钙和水，将通入的高温蒸汽中的热量存储到氧化钙中；
23.当要求热电联产机组增加向电网送电时，将除盐水箱10中的除盐水，输送到氧化钙高储热密度储热装置2内的除盐水的水汽换热器中，同时，析出水存储箱中的水，通过氧化钙析出水及喷淋水管道11，进入氧化钙高储热密度储热装置2中，对高温氧化钙进行喷淋，使其转化成轻氧化钙，并产生高温蒸汽，被产生的高温蒸汽，对水汽换热器中的除盐水进行加热，使其转换成高品质的蒸汽，转换成的高品质的蒸汽，通过储热蒸汽输出管道3进入到小型汽轮发电机组4中，驱动小型汽轮发电机组4发电，小型汽轮发电机组4发出的电，被送入电网，以满足电网送电增加的要求；
24.当要求热电联产机组进一步增加向电网送电时，将第二除盐水箱26中的第二析出水存储箱中的水输送到第二氧化钙高储热密度储热装置19中，通过对高温氧化钙的喷淋，使其转化成轻氧化钙，并产生高温蒸汽，被产生的高温蒸汽，对第二氧化钙高储热密度储热装置19中的水汽换热器中的除盐水进行加热，使其转换成高品质的蒸汽，高品质的蒸汽通过第二储热蒸汽输出管道20进入到第二小型汽轮发电机组21中，驱动第二小型汽轮发电机组21发电，第二小型汽轮发电机组21发出的电，被送入电网，以满足电网送电进一步增加的要求。
25.在小型汽轮发电机组4上设置有小型汽轮机组的抽蒸汽管道5，在小型汽轮机组的抽蒸汽管道5的另一端连接有汽水换热器6；汽水换热器6通过水输入管路8和水输出管路9，并联在热网回水母管7上，抽取小型汽轮机组中的部分蒸汽对热网回水母管7中的回水进行加热。
26.在第二小型汽轮发电机组21上设置有第二小型汽轮机组的抽蒸汽管道22，在第二小型汽轮机组的抽蒸汽管道22的另一端连接有第二汽水换热器23；第二汽水换热器23通过第二水输入管路24和第二水输出管路25，并联在热网回水母管7上，抽取第二小型汽轮机组中的部分蒸汽对热网回水母管7中的回水进行加热。
27.本发明的技术方案具有以下特点：（一）由于设置了氧化钙高密度储放热系统作为调节手段，起到了替代热电联产机组的主蒸汽高压旁路调节阀的大部分调节功能，使高旁调节阀的使用寿命大大延长，热电联产机组的安全性也大大增加；（二）氧化钙高密度储放热系统储热密度大于1.0gj/吨，比传统熔盐的储热密度高3-4倍，综合造价仅有传统熔盐的三分之一，是非常有前景的储放热系统；（三）实现真正意义上的本领域技术人员追求的低煤耗热电解耦；本发明技术方案可增加机组的供热能力和发电能力，满足机组发电负荷0-110%变化的同时，由于锅炉负荷始终可以在额定工况工作，余热被完全利用，供热能力比目前热电厂的供热能力提高20%-50%，对现役机组的扩容改造可显著提高供热能力，替代城市的燃煤锅炉和燃气锅炉，节能减排效果和节约能源购置费用上效果显著。
技术特征：
1.一种热电联产机组在深度调峰运行下的储能及放能系统，包括热电联产机组的中低压缸连接处抽蒸汽管路（1）、氧化钙高储热密度储热装置（2）、除盐水箱（10）、小型汽轮发电机组（4）、电厂内电气出线（15）、蒸汽电锅炉（17）、第二氧化钙高储热密度储热装置（19）、第二除盐水箱（26）和第二小型汽轮发电机组（21），在除盐水箱（10）内独立设置有析出水存储箱，析出水存储箱中的水与除盐水箱（10）中的除盐水是隔离的，在氧化钙高储热密度储热装置（2）内，设置有除盐水的水汽换热器，第二氧化钙高储热密度储热装置（19）的结构与氧化钙高储热密度储热装置（2）的结构是完全相同的，第二除盐水箱（26）的结构与除盐水箱（10）的结构是完全相同的，其特征在于，热电联产机组的中低压缸连接处抽蒸汽管路（1）与氧化钙高储热密度储热装置（2）连通在一起，在氧化钙高储热密度储热装置（2）上，设置有氧化钙析出水及喷淋水管道（11），氧化钙析出水及喷淋水管道（11）的另一端与除盐水箱（10）内的析出水存储箱连通在一起，在氧化钙高储热密度储热装置（2）的下部，设置有除盐水输送管道（12），除盐水输送管道（12）的一端与氧化钙高储热密度储热装置（2）内设置的除盐水的水汽换热器连通在一起，除盐水输送管道（12）的另一端与除盐水箱（10）连通在一起；在氧化钙高储热密度储热装置（2）的上部，设置有储热蒸汽输出管道（3），储热蒸汽输出管道（3）的另一端与小型汽轮发电机组（4）的蒸汽输入管道连通在一起；电厂内电气出线（15）与蒸汽电锅炉（17）电连接在一起，蒸汽电锅炉（17）通过电锅炉蒸汽输出管道（18）与第二氧化钙高储热密度储热装置（19）连接在一起，在电厂内电气出线（15）上，设置有电锅炉配电装置（16）；在第二氧化钙高储热密度储热装置（19）上，设置有第二氧化钙析出水及喷淋水管道（28），第二氧化钙析出水及喷淋水管道（28）的另一端与第二除盐水箱（26）连通在一起，在第二氧化钙高储热密度储热装置（19）的下部，设置有第二除盐水输送管道（29），第二除盐水输送管道（29）的一端与第二氧化钙高储热密度储热装置（19）内设置的第二除盐水的水汽换热器连通在一起，第二除盐水输送管道（29）的另一端与第二除盐水箱（26）连通在一起。2.根据权利要求1所述的一种热电联产机组在深度调峰运行下的储能及放能系统，其特征在于，在除盐水箱（10）上还分别设置有除盐水输入管道（14）和喷淋水补水管道（13）；在小型汽轮发电机组（4）上设置有小型汽轮机组的抽蒸汽管道（5），在小型汽轮机组的抽蒸汽管道（5）的另一端连接有汽水换热器（6）；汽水换热器（6）通过水输入管路（8）和水输出管路（9），并联在热网回水母管（7）上；在第二除盐水箱（26）上分别设置有第二除盐水输入管道（30）和凝结水管道（27），凝结水管道（27）与蒸汽电锅炉（17）连通在一起；在第二小型汽轮发电机组（21）上设置有第二小型汽轮机组的抽蒸汽管道（22），在第二小型汽轮机组的抽蒸汽管道（22）的另一端连接有第二汽水换热器（23）；第二汽水换热器（23）通过第二水输入管路（24）和第二水输出管路（25），并联在热网回水母管（7）上。
技术总结
本发明公开了一种热电联产机组在深度调峰运行下的储能及放能系统，属汽轮机热电联产领域，设置氧化钙高储热密度储热装置，当汽轮机组应电网调度要求进行调峰，将多余的发电蒸汽通入到氧化钙高储热密度储热装置中，在氧化钙高储热密度储热装置中底部设置有氢氧化钙，通入的高温蒸汽对氢氧化钙烘烤，使其转换为氧化钙并析出水，将高品质的蒸汽中的热能转化存储到氧化钙中；当电网对汽轮机组的发电要求增加，将除盐水洒到存储有热能的氧化钙中，在氧化钙高储热密度储热装置中会产生大量蒸汽，用该蒸汽推动小型汽轮机组发电；设置另一台氧化钙高储热密度储热装置和一台蒸汽电锅炉，将热电联产机组在最小蒸汽量下所发出的电，通过电锅炉转变成蒸汽。锅炉转变成蒸汽。锅炉转变成蒸汽。
