具体实施方式

下面将结合实施例对本申请实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请实施例中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请实施例保护的范围。

在本申请实施例的描述中，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"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申请实施例和简化描述，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申请实施例的限制。

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一个或者更多个特征。在本申请实施例的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

随着国内风电、太阳能等新能源建设的快速发展，区域电网结构变得也越来越复杂。众所周知，风电与太阳能等新能源发电的可预测性和可控性相对较差，一次调频贡献能力有限，因此，当因外界原因如大功率用户并网、大容量机组跳闸等导致电网频率有较大波动时，风电并网负荷越高，电网调节越难。

火力发电机组是以煤炭、油类或可燃气体等为燃料，加热锅炉内的水，使之增温，再用有一定压力的蒸气推动气轮方式发电的机组。

现有的火力发电机组采用主蒸汽调节阀预节流技术进行一次调频，由于主蒸汽调节阀死区比较大，且火力发电机组系统惯性很大，导致机组一次调频时响应慢，调节精度低，而且容易产生过调情况，因此这一技术在电厂实际运行中被普遍反馈调频能力不足且调频运行经济性不好；另外一种新发展起来的电池调频却因为电池本身的化学特性容易热负荷失控导致起火爆炸，对安全生产极大的影响，因此，电厂在使用电池调频时也是顾虑重重。

然而，用户对电能质量要求却不断提高，因此，如何在保证电网快速发展的同时，保证电网频率、电压等技术指标，也将会成为一个重要的技术问题。

同时，由于我国新能源发电的迅猛发展，以及煤电产能的过剩，火力发电机组常年运行在低负荷。为了避免弃光弃风，在谷电时间段内，出于环保和节能考虑，火力发电机组应该尽可能地再降低负荷，但火力发电机组需要运行在最低稳燃负荷左右(一般为40％负荷)，考虑到机组的安全可靠性，不得不在最低稳燃负荷运行，这将导致环保和能源的双重损失，不符合能源的可持续发展。

为了解决上述问题，本申请实施例提供了一种发电系统及火力发电机组，通过设置熔盐储放能系统以将汽轮机组产生的多余热量储存在熔盐罐内，同时，通过控制补汽调频系统，从而通过与熔盐储放能系统的配合，利用存储的热量产生低压蒸汽，通过低压补汽旁路和补汽调节阀，以从连通管将该低压蒸汽补入汽轮机低压缸做功，从而解决现有谷电运行时能量储存和一次调频响应慢、不够精确的问题，另外，与现有的发电系统(如火力发电机组的发电系统)相比，不仅安全可靠，而且具有很好经济效应。

以下结合各个附图对本申请实施例的发电系统进行详细描述。

图1是本申请实施例提供的一种发电系统的结构示意图。参照图1所示，本申请实施例的发电系统包括汽轮机组1、熔盐储放能系统2、补汽调频系统3和冷凝给水系统4。

汽轮机组1包括依次连接的主蒸汽调节阀11、汽轮机高压缸12、汽轮机中压缸13、汽轮机低压缸14和连通管15。

熔盐储放能系统2包括主蒸汽熔盐换热器21、再热蒸汽熔盐换热器22、热熔盐罐23、冷熔盐罐24和熔盐蒸汽加热器25；其中，

主蒸汽熔盐换热器21的入口与汽轮机高压缸12连接，主蒸汽熔盐换热器21的蒸汽出口与汽轮机高压缸12的排汽口连接，主蒸汽熔盐换热器 21的蒸汽出口与汽轮机高压缸12的排汽口与再热器连接；

再热蒸汽熔盐换热器22的入口与汽轮机中压缸13连接，再热蒸汽熔盐换热器22的蒸汽出口与连通管15连接；

热熔盐罐23的入口与主蒸汽熔盐换热器21的入口连接，热熔盐罐23 的出口与熔盐蒸汽加热器25连接；

冷熔盐罐24的入口与熔盐蒸汽加热器25的出口连接，冷熔盐罐24的出口与主蒸汽熔盐换热器21的入口连接；

熔盐蒸汽加热器25的入口与热熔盐罐23连接，熔盐蒸汽加热器25的出口通过补气调节阀与连通管15连接。

补汽调频系统3包括低压补汽旁路31和补汽调节阀32，低压补汽旁路 31和补汽调节阀32的数量均为至少2个，每个调节阀对应设置在每个低压补汽旁路31上，熔盐蒸汽加热器25的蒸汽出口通过至少2个低压补汽旁路31与连通管15连接。

冷凝给水系统4，冷凝给水系统4包括冷凝器41和凝结水泵42，汽轮机低压缸14的出口与冷凝器41的入口连接，冷凝器41的出口通过凝结水泵42与熔盐蒸汽加热器25的入口连接，示例性的，熔盐蒸汽加热器25需提前加热给水为蒸汽，并使熔盐蒸汽加热器25内的蒸汽维持一定的压力。

综上，本申请实施例提供的一种发电系统，包括汽轮机组1、熔盐储放能系统2、补汽调频系统3和冷凝给水系统4，当电网需要火电机组低或极低负荷运行时，锅炉仍然按照其最低稳燃负荷运行，通过设置熔盐储放能系统2以将汽轮机组1产生的多余热量储存在熔盐罐内，同时，通过控制补汽调频系统3，从而通过与熔盐储放能系统2的配合，利用存储的热量产生低压蒸汽，通过低压补汽旁路31和补汽调节阀32，以从连通管15将该低压蒸汽补入汽轮机低压缸14做功，从而解决现有谷电运行时能量储存和一次调频响应慢、不够精确的问题，另外，与现有的发电系统(如火力发电机组的发电系统)相比，不仅安全可靠，而且具有很好经济效应。

为便于理解和描述，下文将节流阀5分别命名为第一节流阀51、第二节流阀52和第三节流阀53，示例性的，第一节流阀51、第二节流阀52和第三节流阀53分别位于再热蒸汽熔盐换热器22入口处、主蒸汽熔盐换热器21的入口处和熔盐蒸汽加热器25的入口处。

在实际使用中，当电网对机组的负荷需求低于锅炉的最小稳燃负荷时，则开启储能模式。锅炉保持最低的稳燃负荷，例如40％负荷，为了继续降低汽轮机组1的出力，一部分主蒸汽通过第二节流阀52进入主蒸汽熔盐换热器21，其余蒸汽进入汽轮机高压缸12维持汽轮机高压缸12最小冷却流量；大部分再热蒸汽通过第一节流阀51进入再热蒸汽熔盐换热器22，少量蒸汽进入汽轮机中压缸13维持汽轮机中压缸13最小冷却流量。再热蒸汽经过再热蒸汽熔盐换热器22后温度大幅降低但不凝结，其出口蒸汽通过连通管15进入汽轮机低压缸14，维持汽轮机低压缸14最小容积流量不变。通过调整第二节流阀52和第一节流阀51的开度，使锅炉维持最低的稳燃负荷40％，此时汽轮机组1的负荷为20％，多余的热量储存在热熔盐罐23 内。

为了快速响应机组一次调频，提前将储存在热熔盐罐23中的热盐送入到熔盐蒸汽加热器25来加热给水，使熔盐蒸汽加热器25内的蒸汽维持足够的压力。

当电网频率下降需要汽轮机组1升负荷时，熔盐蒸汽加热器25内预存的蒸汽经过顺序依次开启补汽调节阀32，示例性的，图中示出了4个补汽调节阀32，开启后，从连通管15补入汽轮机低压缸14做功，汽轮机组1 出力迅速增加。

当电网频率上升需要汽轮机组1降负荷时，按照顺序依次关闭各个补汽调节阀32，当补汽调节阀32全部关闭，此时还需要降低负荷时，可以通过调节第二节流阀52开度大小，将蒸汽通往加热器来加热熔盐，减小汽轮机组1入口流量从而降低机组负荷。

对于一次调频控制，汽轮机组1需要的负荷变化是相对比较小的，常规为额定负荷变化率为1.5％/min，因此需要补入低压缸的流量相比于主汽调节阀也要小得多，因此补汽调节阀32的管径也就相对小一些，在阀门调节误差和死区大小相同的情况下，流量误差也就更小，同时，补汽调节阀 32采用多个补汽调节阀32顺序开启的方式，进一步降低了流量误差，使调节更加线性化，精度得到最大的提高，理论上，补汽调节阀32数量越多，调节更加精确。

通过以上设计，按照电网的一次调频执行规范，如机组调节速率 K1＝1.9，调节精度K2＝1.83，响应时间K3＝1.65，综合性能指标Kp＝K1× K2×K3＝5.737，该数据远大于当前现有机组平均运行值。

继续参阅图1所示，示例性的，至少2个低压补汽旁路31可并联设置，通过并联设置补汽旁路(管路)，使得每根(个)相并联的补汽旁路(管路)流量都相等，从而实现在从而在保证一次调频快速响应和精确度高的基础上，确保了整个一次调频的稳定性。

继续参阅图1所示，示例性的，每个补汽调节阀32均可与连通管15 相邻设置，示例性的，这里的相邻设置具体可以是每个补汽调节阀32和连通管15之间的距离在0.1—0.5m，当然，也可以为其他适合的类型，如大于0.5m，即1m、2m等；从而减少能量在补汽旁路中的流失，从而进一步保证一次调频的快速响应和高精确度，通常补汽调节阀32和连通管15之间的距离越近越好。

继续参阅图1所示，示例性的，汽轮机低压缸14可为双分流低压缸，例如，汽轮机低压缸14的进汽温度在400℃以内，从而进行双路控制，进而进一步保证一次调频的快速响应和高精确度。

继续参阅图1所示，示例性的，主蒸汽熔盐换热器21的入口处、再热蒸汽熔盐换热器22入口处，和/或，熔盐蒸汽加热器25的入口处还可设有节流阀5。节流阀5的相关描述参见上述描述，为节省说明书篇幅，在此省略。

继续参阅图1所示，本申请实施例还提供一种火力发电机组，包括上述的发电系统。该火力发电机组包括汽轮机组1、熔盐储放能系统2、补汽调频系统3和冷凝给水系统4，当电网需要火电机组低或极低负荷运行时，锅炉仍然按照其最低稳燃负荷运行，通过设置熔盐储放能系统2以将汽轮机组1产生的多余热量储存在熔盐罐内，同时，通过控制补汽调频系统3，从而通过与熔盐储放能系统2的配合，利用存储的热量产生低压蒸汽，通过低压补汽旁路31和补汽调节阀32，以从连通管15将该低压蒸汽补入汽轮机低压缸14做功，从而解决现有谷电运行时能量储存和一次调频响应慢、不够精确的问题，另外，与现有的发电系统(如火力发电机组的发电系统) 相比，不仅安全可靠，而且具有很好经济效应。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例各实施例技术方案的范围。