1.本发明涉及火力发电技术领域，尤其涉及耦合有熔盐储热功能的发电机组启动系统。本发明还涉及耦合有熔盐储热功能的发电机组启动方法。
背景技术：
2.随着新型电力系统的持续建设，新能源电力占比逐步提升，大规模新能源消纳需要燃煤机组灵活运行，除机组快速深度变负荷外，机组的启、停也是灵活运行的重要内容。
3.目前，火电机组的启动过程可以分为锅炉上水、点火升温、汽机冲转、并网升负荷等步骤。其中，锅炉上水及点火升温过程受金属壁温温度变化速率限制，通常需要较长的时间，待蒸汽参数满足要求后才能进行汽机冲转，同时汽机冲转过程也需要一定时间进行暖机。因此，机组启动过程通常需要消耗3～8小时，无法实现快速启动，难以满足电网对机组灵活运行的需求。
4.熔盐储热技术是目前国际上最为主流的新型储热蓄能技术之一，具有成本低、热容高、安全性好等优点，在一种相关技术中，利用储热系统产生蒸汽通入高压加热器加热给水，通过提高给水温度和炉膛温度减少点火后的升温时间。但是，该方案仅减少了锅炉上水及点火升温过程的时间，并未实现启动过程中锅炉与汽轮机的解耦，难以大幅缩短启动时间。
5.在另一种相关技术中，利用熔融盐储热系统储存的热量来提高主蒸汽的温度，通过锅炉与储热系统联合加热蒸汽，减少了点火升温时间，但是未能实现锅炉与汽轮机解耦，汽轮机仍需要等待锅炉蒸汽参数达到要求后才能开始冲转。
技术实现要素：
6.本发明的目的在于提供耦合储热的机组启动系统。该系统将熔盐系统与机组联合运行，根据熔盐储热罐的蓄热状态，利用储热系统直接产生蒸汽冲车，实现机组启动过程中锅炉与汽轮机的解耦，从而大幅缩短机组启动耗时，提升机组运行灵活性。
7.本发明的目的在于提供用于所述耦合储热的机组启动系统的启动方法。
8.为实现上述目的，本发明提供耦合储热的机组启动系统，包括锅炉、汽轮机和熔盐系统；所述锅炉设有给水泵、过热器和再热器，所述汽轮机设有高压缸、中压缸和低压缸，所述熔盐系统设有热熔盐罐、冷熔盐罐、熔盐储能模块和熔盐释能模块；所述熔盐释能模块包括熔盐放热单元和熔盐再热单元，所述给水泵的下游设有连接所述熔盐放热单元水侧进口的分流管道，所述高压缸的蒸汽出口连接熔盐再热单元的蒸汽入口；所述熔盐放热单元的蒸汽出口分为两路，一路连接所述高压缸与熔盐再热单元相连接的管道，另一路连接所述锅炉的主蒸汽管道；所述熔盐再热单元的蒸汽出口连接所述锅炉的再热蒸汽管道，所述熔盐再热单元的蒸汽出口设有连接低压缸排汽管道的第一旁通管道；所述锅炉的主蒸汽管道设有连接所述再热器蒸汽入口的第二旁通管道，所述再热蒸汽管道设有连接低压缸排汽管道的第三旁通管道，所述第三旁通管道位于熔盐再热蒸汽汇入点的上游。
9.在一种实施方式中，所述熔盐放热单元包括预热器、蒸发器和熔盐过热器，所述预热器的汽水侧出口连接所述蒸发器的汽水侧入口，所述蒸发器的汽水侧出口连接所述熔盐过热器的汽水侧入口，所述熔盐过热器的盐侧入口连接所述热熔盐罐，所述熔盐过热器的盐侧出口连接所述蒸发器的盐侧入口，所述蒸发器的盐侧出口连接所述预热器的盐侧入口，所述预热器的盐侧出口连接所述冷熔盐罐。
10.在一种实施方式中，所述熔盐再热单元包括低压熔盐再热器和高压熔盐再热器，所述低压熔盐再热器的汽水侧出口连接所述高压熔盐再热器的汽水侧入口，所述高压熔盐再热器的盐侧入口连接所述热熔盐罐，所述高压熔盐再热器的盐侧出口连接所述低压熔盐再热器的入口，所述低压熔盐再热器的出口连接所述冷熔盐罐。
11.在一种实施方式中，所述熔盐放热单元的蒸汽出口与主蒸汽管道的汇入点位于所述第二旁通管道引出点的下游。
12.在一种实施方式中，所述给水泵下游的分流管道设有第一控制阀，所述热熔盐罐的出口管道设有熔盐泵和第二控制阀。
13.在一种实施方式中，所述第二旁通管道设有第三控制阀，所述熔盐放热单元的蒸汽出口与主蒸汽管道相连接的管道上设有第四控制阀。
14.在一种实施方式中，所述所述熔盐放热单元的蒸汽出口与熔盐再热单元相连接的管道上设有第五控制阀，所述高压缸通往所述再热器的管道上设有第六控制阀，所述第三旁通管道设有第七控制阀。
15.在一种实施方式中，所述第二旁通管道设有位于所述第三控制阀下游的第八控制阀，所述熔盐再热单元的蒸汽出口与再热蒸汽管道相连接的管道上设有第九控制阀。
16.在一种实施方式中，所述第一旁通管道设有第十控制阀，所述第三旁通管道设有位于所述第七控制阀下游的第十一控制阀，所述第一旁通管道设有位于所述第十控制阀下游的第十二控制阀。
17.为实现上述另一目的，本发明还提供一种耦合储热的机组启动方法，用于上述任一项技术方案所述的耦合储热的机组启动系统，包括：、
18.机组启动时，熔盐系统通过熔盐放热单元和熔盐再热单元对水进行加热产生蒸汽，并将蒸汽汇入再热蒸汽管道，然后汇入低压缸排汽管道，之后进入凝汽器并凝结为水，从而完成工质循环；
19.待蒸汽温度和压力满足冲车条件后，关闭熔盐放热单元蒸汽出口与熔盐再热单元蒸汽入口的连接、高压缸通往再热器的管道以及第一旁通管道，使熔盐放热单元输出的蒸汽汇入锅炉主蒸汽管道，蒸汽进入高压缸冲车，高压缸排汽流向熔盐再热单元，熔盐再热单元产生的再热蒸汽汇入锅炉再热蒸汽管道，并进入中压缸和低压缸，之后低压缸排汽进入凝汽器并凝结为水；
20.在利用熔盐系统产生的蒸汽冲车的同时，锅炉具备点火条件，在点火初期，给水经过热器产生的过热蒸汽进入锅炉再热器，再热器输出的再热蒸汽经过第三旁通管道进入凝汽器，完成工质循环；
21.当过热器输出的过热蒸汽的蒸汽温度、压力与熔盐系统产生的蒸汽一致时，减小从过热器进入再热器的旁通蒸汽流量，使过热器进入主蒸汽管道的流量增大，并减少熔盐放热单元进入主蒸汽管道的流量，实现过热蒸汽的并汽，减少熔盐再热单元并入再热蒸汽
管道的流量，增大高压缸进入再热器的流量，实现再热蒸汽的并汽；
22.然后逐渐减少熔盐系统产生的蒸汽量，逐步提高锅炉产生蒸汽的占比，最终将熔盐系统产生的蒸汽完全退出，完成热源切换。
23.本发明所提供的耦合储热的机组启动系统和方法，在机组启动时，熔盐系统通过高温熔盐与给水进行换热产生蒸汽，待蒸汽温度压力满足冲车条件后进入汽轮机完成汽机冲转；与此同时，锅炉进行上水点火及升温升压过程，待锅炉产生的蒸汽温度压力与熔盐系统产生的蒸汽温度、压力接近时，进行并汽操作，并汽完成后逐步减少熔盐系统蒸汽量，逐步过渡到锅炉维持汽机转速。如此，通过熔盐系统实现启动过程锅炉与汽轮机的解耦，实现了锅炉点火与汽机冲转的同步并行操作，大幅缩短了机组启动时间，提升了机组运行灵活性。而且，由于熔盐系统产生的蒸汽可以流经锅炉再热器，在锅炉点火初期能够有效解决锅炉再热器干烧问题，提高再热器的设备安全与使用寿命。
附图说明
24.图1为本发明实施例所提供的耦合储热的机组启动系统的结构示意图；
25.图2为本发明实施例所提供的耦合储热的机组启动方法的流程图。
26.图中：
27.1.第一控制阀2.第二控制阀3.第三控制阀4.第四控制阀5.第五控制阀6.第六控制阀7.第七控制阀8.第八控制阀9.第九控制阀10.第十控制阀11.第十一控制阀12.第十二控制阀
28.21.凝汽器22.凝结水泵23.低压加热器24.除氧器25.给水泵26.高压加热器27.省煤器28.过热器29.再热器
29.31.高压缸32.中压缸33.低压缸
30.41.热熔盐罐42.熔盐泵43.冷熔盐罐
31.51.预热器52.蒸发器53.熔盐过热器
32.61.低压熔盐再热器62.高压熔盐再热器
具体实施方式
33.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
34.在本文中，“上、下、内、外”等用语是基于附图所示的位置关系而确立的，根据附图的不同，相应的位置关系也有可能随之发生变化，因此，并不能将其理解为对保护范围的绝对限定；而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
35.请参考图1，图1为本发明实施例所提供的耦合储热的机组启动系统的结构示意图。
36.如图所示，在一种具体实施例中，本发明所提供的耦合储热的机组启动系统，主要由锅炉、汽轮机和熔盐系统构成。
37.锅炉设有给水泵25、过热器28和再热器29等部件，汽轮机具有高压缸31、中压缸32
和低压缸33，给水泵25与过热器28之间设有高压加热器26和省煤器27，过热器28的蒸汽出口通往汽轮机的高压缸31的蒸汽入口，高压缸31的蒸汽出口连接再热器29的蒸汽入口，再热器29的蒸汽出口连接中压缸32的蒸汽入口，中压缸32的蒸汽出口连接低压缸33的蒸汽入口，低压缸33的蒸汽出口连接凝汽器21的蒸汽入口，凝汽器21的下游依次设有凝结水泵22、低压加热器23、和除氧器24，除氧器24的出口连接给水泵25。
38.熔盐系统具有热熔盐罐41、冷熔盐罐43、熔盐储能模块(图中未示出)和熔盐释能模块，其中，熔盐释能模块包括熔盐放热单元和熔盐再热单元。
39.具体地，熔盐放热单元主要由预热器51、蒸发器52和熔盐过热器53构成，预热器51的汽水侧出口连接蒸发器52的汽水侧入口，蒸发器52的汽水侧出口连接熔盐过热器53的汽水侧入口，熔盐过热器53的盐侧入口连接热熔盐罐41，熔盐过热器53的盐侧出口连接蒸发器52的盐侧入口，蒸发器52的盐侧出口连接预热51器的盐侧入口，预热器51的盐侧出口连接冷熔盐罐43。
40.熔盐再热单元主要由低压熔盐再热器61和高压熔盐再热器62构成，低压熔盐再热器61的汽水侧出口连接高压熔盐再热器62的汽水侧入口，高压熔盐再热器62的盐侧入口连接热熔盐罐41，高压熔盐再热器62的盐侧出口连接低压熔盐再热器61的入口，低压熔盐再热器61的出口连接冷熔盐罐43。
41.给水泵25的下游分为两路，一路连接高压加热器26，另一路连接预热器51的汽水侧入口，并在连接预热器51的分流管道上设有第一控制阀1，高压缸31的蒸汽出口连接低压熔盐再热器61的蒸汽入口，熔盐过热器53的蒸汽出口分为两路，一路连接高压缸31与低压熔盐再热器61相连接的管道，另一路连接锅炉的主蒸汽管道；高压熔盐再热器62的蒸汽出口连接锅炉的再热蒸汽管道，高压熔盐再热器62的蒸汽出口还设有连接低压缸排汽管道的第一旁通管道，并在第一旁通管道上设有第十控制阀10。
42.热熔盐罐41的出口管道设有熔盐泵42，熔盐泵42的下游设有第二控制阀2，以驱动和控制热熔盐罐41中的高温熔盐进入熔盐放热单元和熔盐再热单元释放所存储的热量，并在完成热交换后返回冷熔盐罐43，冷熔盐罐43中的熔盐则可以在机组降负荷时通过蒸汽加热和/或烟气加热的方式吸收机组多余的热量，进行储能，以备下一次启动或升负荷时使用。
43.锅炉的主蒸汽管道设有连接再热器蒸汽入口的第二旁通管道，并在第二旁通管道上设有第三控制阀3，再热蒸汽管道设有连接低压缸排汽管道的第三旁通管道，第三旁通管道设有第七控制阀7，且第三旁通管道位于熔盐再热蒸汽汇入点的上游，熔盐过热器53的蒸汽出口与主蒸汽管道的汇入点位于第二旁通管道引出点的下游，且熔盐过热器53与主蒸汽管道相连接的管道上设有第四控制阀4。
44.熔盐过热器53的蒸汽出口通往高压缸31与低压熔盐再热器61相连接的管道上设有第五控制阀5，高压缸31通往再热器29的管道上设有第六控制阀6。
45.第二旁通管道设有位于第三控制阀3下游的第八控制阀8，熔盐高压再热器62的蒸汽出口与再热蒸汽管道相连接的管道上设有第九控制阀9。
46.第三旁通管道设有位于第七控制阀7下游的第十一控制阀11，第一旁通管道设有位于第十控制阀10下游的第十二控制阀12。
47.请一并参考图2，图2为本发明实施例所提供的耦合储热的机组启动方法的流程
图。
48.如图所示，在机组启动过程中，给水泵25送出的给水经第一控制阀1流向熔盐放热单元的预热器51、蒸发器52和熔盐过热器53，热熔盐罐41中的高温熔盐经熔盐泵42和第二控制阀2流向熔盐过热器53、蒸发器52和预热器51，利用高温熔盐加热预热器51中的给水并产生蒸汽，蒸汽在蒸发器52和熔盐过热器53中进一步加热生成过热蒸汽，换热后的熔盐进入冷盐罐43内。
49.此时蒸汽温度压力较低，过热蒸汽从接口a流出后，经第五控制阀5流入熔盐再热单元的低压熔盐再热器61和高压熔盐再热器62，经加热后从接口e流出，经第十控制阀10和第十二控制阀12汇入低压缸排汽管道，之后进入凝汽器21并凝结为水，从而完成工质循环。
50.当熔盐放热单元产生的蒸汽温度压力满足冲车要求时，从接口a流出的蒸汽经第四控制阀4汇入锅炉主蒸汽管道，此时第五控制阀5、第六控制阀6关闭，蒸汽进入高压缸冲车，高压缸31排汽流向低压熔盐再热器61和高压熔盐再热器62，高压熔盐再热器62产生的再热蒸汽从接口b经第九控制阀9汇入锅炉再热蒸汽管道，再热蒸汽进入中压缸32和低压缸33，之后低压缸33排汽进入凝汽器21并凝结为水，从而完成工质循环。此时机组利用熔盐系统产生的蒸汽完成汽轮机冲车。
51.在利用熔盐系统蒸汽冲车的同时，锅炉具备点火条件，在点火初期给水经高压加热器26、省煤器27、过热器28产生过热蒸汽，此时蒸汽温度压力较低，经第三控制阀3从接口c流出，再经第八控制阀8进入锅炉再热器29，再热蒸汽经第七控制阀7从接口d流出，再经第十一控制阀11进入凝汽器21，完成工质循环。
52.当锅炉产生的蒸汽温度压力与熔盐产生的蒸汽一致时，通过调节第三控制阀3和第四控制阀4，实现过热蒸汽的并汽，通过调节第九控制阀9和第六控制阀6实现再热蒸汽的并汽。
53.之后逐渐减少熔盐系统产生的蒸汽量，逐步提高锅炉产生蒸汽的占比，最终将熔盐系统产生的蒸汽完全退出，完成热源切换。
54.本发明利用熔盐系统将除盐水经多级换热器加热为过热蒸汽，蒸汽参数满足冲车要求后送入汽轮机冲转，在熔盐系统产生蒸汽的同时，锅炉上水点火、蒸汽升温升压，二者并行执行，通过锅炉与汽机启动步序的并行执行大幅减少启动时间，提高机组灵活性。
55.此外，本方案由于将熔盐系统产生的蒸汽经锅炉再热器29送入凝汽器21，可有效解决锅炉点火初期再热器29干烧的问题。
56.以上对本发明所提供的耦合储热的机组启动系统和方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。