耦合热化学储能的燃煤机组调峰发电系统及方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114704380A(43)申请公布日2022.07.05(21)申请号202210246995.4F01D15/10(2006.01)(22)申请日2022.03.14H02J3/46(2006.01)H02J3/28(2006.01)(71)申请人国网浙江省电力有限公司电力科学B01J19/24(2006.01)研究院F01K25/00(2006.01)地址310014浙江省杭州市下城区朝晖八F01K17/02(2006.01)区华电弄1号F22B33/18(2006.01)申请人杭州意能电力技术有限公司F28D20/00(2006.01)(72)发明人吕洪坤童家麟茅建波应明良刘文胜应光耀(74)专利代理机构浙江翔隆专利事务所(普通合伙)33206专利代理师张建青(51)Int.Cl.F02C6/00(2006.01)F02C6/14(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图2页(54)发明名称耦合热化学储能的燃煤机组调峰发电系统及方法(57)摘要本发明公开了一种耦合热化学储能的燃煤机组调峰发电系统及方法。本发明采用的技术方案为：在电网处于用电低谷期时，使用燃煤机组所发部分功率将金属氧化物发生还原反应后完成储热过程，进而快速降低燃煤机组调峰发电系统上网功率；在电网处于用电高峰期时，金属氧化物发生氧化反应完成放热过程以加热空气透平入口压缩空气，进而快速提高燃煤机组调峰发电系统上网功率，同时，余热锅炉产生的蒸汽可排挤部分汽轮机抽汽以辅助提高燃煤机组调峰发电系统输出功率。本发明既可提升燃煤机组调峰发电系统深度调峰水平，亦可提高快速变动负荷能力，为电网削峰填谷提供支撑，进而提高电网可再生能源消纳能力。CN114704380ACN114704380A权利要求书1/2页1.耦合热化学储能的燃煤机组调峰发电系统，其特征在于，包括燃煤发电机1、控制器2、输出线路3、第一开关4、第一变压器5、电网6、第二开关7、第二变压器8、第三开关9、第三变压器10、氧化还原储热反应器11、电加热器12、支撑体13、空气透平23和透平发电机24；所述的燃煤发电机1通过第一开关4、第一变压器5和输出线路3连接电网6；所述的输出线路3通过第二开关7和第二变压器8连接电加热器12，通过第三变压器10和第三开关9连接透平发电机24；所述的氧化还原储热反应器11分隔为多个氧化还原储热反应小室21，每个氧化还原储热反应小室21内布置电加热器12、支撑体13、金属氧化物14、压缩空气量控制装置18和电加热器控制装置20，所述支撑体13用于支撑电加热器12和金属氧化物14，金属氧化物14设在电加热器12上；所述的控制器2连接第一开关4、第二开关7、第三开关9、压缩空气量控制装置18和电加热器控制装置20，压缩空气量控制装置18用于控制进入氧化还原储热反应小室压缩空气量，电加热器控制装置20用于控制电加热器功率；所述透平发电机24与空气透平23连接，该空气透平的入口与氧化还原储热反应器11的出口连接，空气透平23的排气口连接余热锅炉25，余热锅炉25连接供热系统26。2.根据权利要求1所述的耦合热化学储能的燃煤机组调峰发电系统，其特征在于，运行方法如下：所述的控制器2判断电网处于用电低谷期或者用电高峰期，进而判断应将金属氧化物处于储热还是放热过程；若判断应将金属氧化物处于储热过程时，控制器闭合第二开关、断开第三开关，控制电加热器控制装置加热电加热器，以快速降低燃煤机组调峰发电系统上网功率；控制器根据燃煤机组调峰发电系统上网功率、目标上网功率、各金属氧化物质量、各金属氧化物温度和各氧化还原储热反应小室氧分压，控制电加热器控制装置，按照金属氧化物温度，依次投入相应电加热器；若判断应将金属氧化物处于放热过程时，控制器断开第二开关、闭合第三开关；控制压缩空气量控制装置加热空气透平入口压缩空气，以快速提高燃煤机组调峰发电系统上网功率；控制器根据各金属氧化物质量、各金属氧化物温度和各氧化还原储热反应小室氧分压，按照金属氧化物温度，依次投入相应压缩空气量控制装置。3.根据权利要求1或2所述的耦合热化学储能的燃煤机组调峰发电系统，其特征在于，所述的每个氧化还原储热反应小室21内还布置质量测量装置15、温度测量装置16和氧分压测量装置17；所述的质量测量装置15用于测量金属氧化物的质量，所述的温度测量装置16用于测量金属氧化物的温度，所述的氧分压测量装置17用于测量氧化还原储热反应小室21氧分压；所述的质量测量装置15、温度测量装置16和氧分压测量装置17与控制器2连接，通过控制器进行控制。4.根据权利要求1或2所述的耦合热化学储能的燃煤机组调峰发电系统，其特征在于，所述的金属氧化物14为Co3O4/CoO、Mn2O3/M