本技术涉及热力循环系统的蓄能技术，具体涉及一种多级蓄冷蓄热的凝汽系统。
背景技术：
1、我国火电机组实际运行存在明显的峰谷特点，即白天气温高，需要输送峰值电力，容易导致机组超负荷运行，功耗增加，电厂出电效率低；夜间低温时可仅需要输送谷值电力，凝汽器的负荷低，但是电厂需要基本电力维持设施运转。
2、近年来蓄冷蓄热技术在火电机组的应用得到广泛关注，常见的蓄冷蓄热技术主要适用于火力发电系统中的冷却塔，但蓄冷蓄热效果容易受到冷却塔自身结构或物理特性的影响，为了从根本上提高火电机组发电效率，本专利提出一种多级蓄冷蓄热的凝汽系统，将蓄冷蓄热技术应用在火力发电系统中的凝汽设备，广泛适用于湿式冷却系统、间接空冷系统等设置凝汽设备的多种冷却系统，以达到削峰填谷的高经济性发电模式。
技术实现思路
1、一种多级蓄冷蓄热的凝汽系统，包含凝汽系统、蓄冷系统、蓄热系统，其特征在于所述凝汽系统包括凝汽器、凝汽器热井、凝结水回水系统；所述蓄冷系统包括蓄冷罐、补水单元、蓄冷循环系统、补水喷雾装置；所述蓄热系统包括低温蓄热罐、高温蓄热罐、热泵、蓄热循环系统；所述凝汽系统、蓄冷系统、蓄热系统，通过凝结水回水系统、蓄冷循环系统、蓄热循环系统衔接；一种多级蓄冷蓄热的凝汽系统，可利用昼夜温差，在环境气温较低时进行蓄冷、放热，在环境气温较高时进行蓄热放冷，蓄能、放能程度可调，灵活使用，实现不同环境温度下机组背压相对恒定；在环境气温较高时，利用环境气温较低时蓄冷系统存储的冷凝结水通过补水雾化装置直接降低凝汽器内的蒸汽温度，同时可利用热泵进一步降低凝汽器蒸汽热负荷，有效提高了高温时段冷却效率和机组真空；低温时段蓄热系统对凝汽系统放热，有效降低了凝汽器热井中凝结水过冷度，同时减少回热抽汽。
2、一种多级蓄冷蓄热的凝汽系统，包含凝汽系统、蓄冷系统、蓄热系统，其特征在于所述凝汽系统包括凝汽器、凝汽器热井、凝结水回水系统；所述蓄冷系统包括补水单元、蓄冷罐、蓄冷循环系统、补水喷雾装置；所述蓄热系统包括低温蓄热罐、热泵、高温蓄热罐、蓄热循环系统；所述凝汽系统、蓄冷系统、蓄热系统，通过凝结水回水系统、蓄冷循环系统、蓄热循环系统衔接，在环境气温较高时协调蓄冷系统放冷和蓄热系统蓄热，在环境气温较低时协调蓄热系统放热和蓄冷系统蓄冷，提高凝汽系统效率。
3、所述凝汽器为管壳式换热器，将蒸汽凝结为凝结水，并将凝结水汇入凝汽器热井；所述凝汽器热井为安装在凝汽器底部的一集水容器，用于收集凝汽器产生的凝结水并与凝结水回水系统相连；所述凝结水回水系统包括凝结水管道、凝结水泵、加压凝结水管道、回热加热器，凝结水管道将凝汽器热井中的凝结水输送至凝结水泵，由凝结水泵加压后经加压凝结水管道输送至回热加热器。
4、所述补水单元包括补水装置、补水阀门、旁通阀门；所述补水装置通过补水阀门连接凝汽器热井，并通过旁通阀门连接补水喷雾装置，同时通过蓄冷循环系统连接蓄冷罐；所述补水装置通过旁通阀门向凝汽器雾化补水或通过补水阀门向凝汽器热井直接补水，以保证凝汽器热井水位相对恒定；所述补水阀门一端连接补水装置，另一端连接凝汽器热井；所述旁通阀门设置在补水装置后至补水喷雾装置前的并联支路上；所述补水喷雾装置将补水装置中的补给水喷入凝汽器，所述补水喷雾装置流量为q1吨/小时。
5、所述蓄冷罐通过蓄冷循环系统连通加压凝结水管道、补水喷雾装置；所述蓄冷罐用于存放环境气温较低时凝汽系统中的部分冷凝结水，蓄冷罐可设置在地上，也可以设置在地下，蓄冷罐绝热保温。
6、所述蓄冷循环系统包括第一蓄冷阀门、第二蓄冷阀门、放冷阀门、冷水水泵单元、旁通阀门；所述第一蓄冷阀门一端连接加压凝结水管道，另一端连接蓄冷罐，经过第一蓄冷阀门的水流量为q3吨/小时；所述第二蓄冷阀门一端连接补水装置，另一端连接蓄冷罐；所述放冷阀门一端连接蓄冷罐，另一端连接冷水水泵单元；补水装置、第二蓄冷阀门、蓄冷罐、放冷阀门、冷水水泵单元、补水喷雾装置依次连接；所述冷水水泵单元为n路并联水泵，n≥1，n为整数，可将蓄冷罐中的冷凝结水加压供至补水喷雾装置。
7、所述低温蓄热罐通过蓄热循环系统连接凝汽器热井、凝结水回水系统、热泵；所述低温蓄热罐用于存放环境气温较高时凝结水回水系统中的部分热凝结水；低温蓄热罐可设置在地上，也可以设置在地下，低温蓄热罐应绝热保温。
8、所述热泵包括蒸发器、压缩机、换热器、膨胀阀；所述蒸发器设置在凝汽器中，压缩机对媒介进行压缩，温度升高，由换热器进行热交换放出热量后经膨胀阀使媒介温度进一步降低，低温媒介在蒸发器中吸收凝汽器内蒸汽热量进入压缩机由此进行循环；所述媒介可为水、制冷剂。
9、所述高温蓄热罐通过蓄热循环系统连接热泵、凝结水回水系统；所述高温蓄热罐用于存放低温蓄热罐中的热凝结水通过热泵吸热后生成的高温凝结水；高温蓄热罐可设置在地上，也可以设置在地下，高温蓄热罐应绝热保温。
10、所述蓄热循环系统包括加热阀门、蓄热上水管、蓄热回水管、蓄热阀门、第一放热阀门、第二放热阀门、低温热水水泵单元、高温热水水泵单元、第三放热阀门、第四放热阀门、第五放热阀门；所述加热阀门一端连接低温蓄热罐，另一端连接热泵中的换热器；所述蓄热上水管，在环境气温较高时，将加压凝结水管道中的部分热凝结水输送至低温蓄热罐；所述蓄热阀门设置在蓄热上水管上；所述蓄热回水管，连接低温蓄热罐与低温热水水泵单元，经低温热水水泵单元将低温蓄热罐中的热凝结水送至第一放热阀门或第二放热阀门或第五放热阀门；所述第一放热阀门一端低温热水水泵单元，另一端连接凝汽器热井；所述第二放热阀门一端连接低温热水水泵单元，另一端连接凝结水管道；所述低温热水水泵单元设置在蓄热回水管上，可将低温蓄热罐中的热凝结水供至加压凝结水管道；所述高温热水水泵单元一端连接高温蓄热罐，另一端连接第三放热阀门、第四放热阀门，可将高温蓄热罐中的高温凝结水经第三放热阀门供至回热加热器的入口或经第四放热阀门供至回热加热器的出口；所述第三放热阀门一端连接高温热水水泵单元出口，另一端连接回热加热器入口；所述第四放热阀门一端连接高温热水水泵单元出口，另一端连接回热加热器出口；所述第五放热阀门一端连接低温热水水泵单元，另一端连接加压凝结水管道，第五放热阀门与加压凝结水管道的连接点应在第一蓄冷阀门与加压凝结水管道的连接点之后。
11、所述低温热水水泵单元为m路并联水泵，m≥1，m为整数；所述高温热水水泵单元为c路并联水泵，c≥1，c为整数；所述蓄热上水管流量为q2吨/小时；所述低温热水水泵单元水流量为q4吨/小时；所述高温热水水泵单元的水流量为q5吨/小时；所述补水装置经补水阀门至凝汽器热井的补水流量为q6吨/小时；在环境温度低时，经过第一蓄冷阀门的水流量q3、低温热水水泵单元水流量q4、高温热水水泵单元的水流量q5、补水装置经补水阀门至凝汽器热井的补水流量q6之和应满足凝结水回水量要求；在环境温度较高时，补水喷雾装置流量q1、蓄热上水管流量q2、补水装置经补水阀门至凝汽器热井的补水流量q6之和应满足凝结水回水量要求。
1.一种多级蓄冷蓄热的凝汽系统，包含凝汽系统、蓄冷系统、蓄热系统，其特征在于所述凝汽系统包括凝汽器、凝汽器热井、凝结水回水系统；所述蓄冷系统包括补水单元、蓄冷罐、蓄冷循环系统、补水喷雾装置；所述蓄热系统包括低温蓄热罐、热泵、高温蓄热罐、蓄热循环系统；所述凝汽系统、蓄冷系统、蓄热系统，通过凝结水回水系统、蓄冷循环系统、蓄热循环系统衔接，在环境气温较高时协调蓄冷系统放冷和蓄热系统蓄热，在环境气温较低时协调蓄热系统放热和蓄冷系统蓄冷，提高凝汽系统效率。
2.根据权利要求1所述的一种多级蓄冷蓄热的凝汽系统，其特征在于：所述凝汽器为管壳式换热器，将蒸汽凝结为凝结水，并将凝结水汇入凝汽器热井；所述凝汽器热井为安装在凝汽器底部的一集水容器，用于收集凝汽器产生的凝结水并与凝结水回水系统相连；所述凝结水回水系统包括凝结水管道、凝结水泵、加压凝结水管道、回热加热器，凝结水管道将凝汽器热井中的凝结水输送至凝结水泵，由凝结水泵加压后经加压凝结水管道输送至回热加热器。
3.根据权利要求1所述的一种多级蓄冷蓄热的凝汽系统，其特征在于：所述补水单元包括补水装置、补水阀门、旁通阀门；所述补水装置通过补水阀门连接凝汽器热井，并通过旁通阀门连接补水喷雾装置，同时通过蓄冷循环系统连接蓄冷罐；所述补水装置通过旁通阀门向凝汽器雾化补水或通过补水阀门向凝汽器热井直接补水，以保证凝汽器热井水位相对恒定；所述补水阀门一端连接补水装置，另一端连接凝汽器热井；所述旁通阀门设置在补水装置后至补水喷雾装置前的并联支路上；所述补水喷雾装置将补水装置中的补给水喷入凝汽器，所述补水喷雾装置流量为q1吨/小时。
4.根据权利要求3所述的一种多级蓄冷蓄热的凝汽系统，其特征在于：所述蓄冷罐通过蓄冷循环系统连通加压凝结水管道、补水喷雾装置；所述蓄冷罐用于存放环境气温较低时凝汽系统中的部分冷凝结水，蓄冷罐设置在地上或者地下，蓄冷罐绝热保温。
5.根据权利要求4所述的一种多级蓄冷蓄热的凝汽系统，其特征在于：所述蓄冷循环系统包括第一蓄冷阀门、第二蓄冷阀门、放冷阀门、冷水水泵单元、旁通阀门；所述第一蓄冷阀门一端连接加压凝结水管道，另一端连接蓄冷罐，经过第一蓄冷阀门的水流量为q3吨/小时；所述第二蓄冷阀门一端连接补水装置，另一端连接蓄冷罐；所述放冷阀门一端连接蓄冷罐，另一端连接冷水水泵单元；补水装置、第二蓄冷阀门、蓄冷罐、放冷阀门、冷水水泵单元、补水喷雾装置依次连接；所述冷水水泵单元为n路并联水泵，n≥1，n为整数，可将蓄冷罐中的冷凝结水加压供至补水喷雾装置。
6.根据权利要求5所述的一种多级蓄冷蓄热的凝汽系统，其特征在于：所述低温蓄热罐通过蓄热循环系统连接凝汽器热井、凝结水回水系统、热泵；所述低温蓄热罐用于存放环境气温较高时凝结水回水系统中的部分热凝结水；低温蓄热罐设置在地上或者地下，低温蓄热罐应绝热保温。
7.根据权利要求6所述的一种多级蓄冷蓄热的凝汽系统，其特征在于：所述热泵包括蒸发器、压缩机、换热器、膨胀阀；所述蒸发器设置在凝汽器中，压缩机对媒介进行压缩，温度升高，由换热器进行热交换放出热量后经膨胀阀使媒介温度进一步降低，低温媒介在蒸发器中吸收凝汽器内蒸汽热量进入压缩机由此进行循环；所述媒介可为水、制冷剂。
8.根据权利要求7所述的一种多级蓄冷蓄热的凝汽系统，其特征在于：所述高温蓄热罐通过蓄热循环系统连接热泵、凝结水回水系统；所述高温蓄热罐用于存放低温蓄热罐中的热凝结水通过热泵吸热后生成的高温凝结水；高温蓄热罐设置在地上或者地下，高温蓄热罐应绝热保温。
9.根据权利要求8所述的一种多级蓄冷蓄热的凝汽系统，其特征在于：所述蓄热循环系统包括加热阀门、蓄热上水管、蓄热回水管、蓄热阀门、第一放热阀门、第二放热阀门、低温热水水泵单元、高温热水水泵单元、第三放热阀门、第四放热阀门、第五放热阀门；所述加热阀门一端连接低温蓄热罐，另一端连接热泵中的换热器；所述蓄热上水管，在环境气温较高时，将加压凝结水管道中的部分热凝结水输送至低温蓄热罐；所述蓄热阀门设置在蓄热上水管上；所述蓄热回水管，连接低温蓄热罐与低温热水水泵单元，经低温热水水泵单元将低温蓄热罐中的热凝结水送至第一放热阀门或第二放热阀门或第五放热阀门；所述第一放热阀门一端低温热水水泵单元，另一端连接凝汽器热井；所述第二放热阀门一端连接低温热水水泵单元，另一端连接凝结水管道；所述低温热水水泵单元设置在蓄热回水管上，可将低温蓄热罐中的热凝结水供至加压凝结水管道；所述高温热水水泵单元一端连接高温蓄热罐，另一端连接第三放热阀门、第四放热阀门，可将高温蓄热罐中的高温凝结水经第三放热阀门供至回热加热器的入口或经第四放热阀门供至回热加热器的出口；所述第三放热阀门一端连接高温热水水泵单元出口，另一端连接回热加热器入口；所述第四放热阀门一端连接高温热水水泵单元出口，另一端连接回热加热器出口；所述第五放热阀门一端连接低温热水水泵单元，另一端连接加压凝结水管道，第五放热阀门与加压凝结水管道的连接点应在第一蓄冷阀门与加压凝结水管道的连接点之后。
10.根据权利要求9所述的一种多级蓄冷蓄热的凝汽系统，其特征在于：所述低温热水水泵单元为m路并联水泵，m≥1，m为整数；所述高温热水水泵单元为c路并联水泵，c≥1，c为整数；所述蓄热上水管流量为q2吨/小时；所述低温热水水泵单元水流量为q4吨/小时；所述高温热水水泵单元的水流量为q5吨/小时；所述补水装置经补水阀门至凝汽器热井的补水流量为q6吨/小时；在环境温度低时，经过第一蓄冷阀门的水流量q3、低温热水水泵单元水流量q4、高温热水水泵单元的水流量q5、补水装置经补水阀门至凝汽器热井的补水流量q6之和应满足凝结水回水量要求；在环境温度较高时，补水喷雾装置流量q1、蓄热上水管流量q2、补水装置经补水阀门至凝汽器热井的补水流量q6之和应满足凝结水回水量要求。
