CN102364244A - 一种带二次再热的700℃以上参数超超临界锅炉 - Google Patents

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姚明宇
陆军
贾兆鹏
张广才
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Xian Thermal Power Research Institute Co Ltd
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Thermal Power Research Institute
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Abstract

本发明公开了一种带二次再热的700℃以上参数超超临界锅炉，该锅炉炉膛水平放置，燃烧器布置在前墙。在水平烟道内按照烟气流向依次布置高温过热器、高温一次再热器、高温二次再热器、低温过热器、低温二次再热器、低温一次再热器，省煤器分两级布置在尾部竖直烟道中，炉膛内布置屏式过热器。本专利中的锅炉布置方式可以实现机组的二次再热，另外可以把蒸汽温度提高到700℃以上。在显著提高机组效率的同时，最大限度缩短高温蒸汽管道的长度，降低建设成本。本专利使我国火电机组效率提高到50％以上成为可能。

Description

一种带二次再热的700℃以上参数超超临界锅炉
技术领域
本发明属于火力发电厂燃煤锅炉系统，特别涉及一种带二次再热的700℃以上参数超超临界锅炉。
技术背景
欧、美、日等工业发达国已相继开展了把燃煤机组的效率提高到50％以上的计划项目研发工作，如欧盟于1998年起启动开展的“在700℃运行的先进超临界煤粉锅炉发电(即AD700)计划”和美国的“超超临界蒸汽计划”。其主要的工作就是把蒸汽参数提高到700℃以上，从而大幅提高机组的热效率。
我国采用引进技术在近几年已建设投运相当数量的大容量超临界、超超临界机组。为进一步提高机组效率，研究采用蒸汽参数高达700℃的新一代高参数超超临界机组将是未来燃煤发电技术的发展方向之一。
另外，随着主汽和再热蒸汽温度的提高，凝结水加热器的抽汽温度也提高，造成抽汽过热度提高，这从热力学上讲是不利的，会降低整个机组的效率。过热度太高甚至有可能抵消蒸汽参数提高带来的效率提高。基于此，研究人员希望除了把蒸汽温度提高到700℃以上之外还可以通过对现有的传统热力系统进行优化进一步提高机组效率，带二次再热的热力系统即可实现这个目的。二次再热是指再热蒸汽在中压缸做完功不直接进入低压缸，而是回到锅炉中重新加热后再次回到汽轮机做功。根据现有资料统计，二次再热比一次再热机组的热效率提高1-2％。
要想实现把蒸汽温度提高到700℃以上，必须开发新的材料来制造过热器及再热器高温段、集箱、蒸汽管道、阀门及汽机高温部件。由于耐高温的镍基合金及其昂贵，用于锅炉过热器高温段和高温蒸汽管道的材料需要尽可能少。因此可以通过锅炉的紧凑设计，减少锅炉主蒸汽出口集箱到汽机入口的蒸汽管道以及一次、二次再热蒸汽高温管道的长度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在提高机组效率的同时尽可能缩短高温蒸汽管道的长度，减少昂贵的镍基材料的使用，避免建设成本大幅增加的带二次再热的700℃以上参数超超临界锅炉。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：包括水平放置的锅炉炉膛以及设置在锅炉炉膛内的屏式过热器，在锅炉炉膛的前墙上布置有燃烧器，在锅炉水平烟道内按照烟气流向依次布置有高温过热器、高温一次再热器、高温二次再热器、低温过热器、低温二次再热器和温一次再热器，锅炉蒸汽经屏式过热器后依次流过低温过热器和高温过热器，进入高压缸做功，从高压缸出来依次流经低温一次再热器和高温一次再热器后进入中压缸做功，从中压缸出来又依次流经低温二次再热器和高温二次再热器，回到汽轮机继续做功后进入低压缸做功。
本发明在锅炉尾部竖直烟道中布置有两级分布的省煤器。
所述的锅炉炉膛的外壁上还安装有带有水冷壁入口混合集箱和水冷壁出口集箱的水冷壁，其中水冷壁入口混合集箱还通过管路与省煤器相连。
所述的水平放置的锅炉炉膛的下端安装有冷灰斗。
本发明将锅炉炉膛水平放置，这样使过热器及再热器出口集箱标高降低很多，极大缩短了高温蒸汽管道长度，减少昂贵的镍基材料的使用。在锅炉水平烟道内布置有能够实现火电机组的二次再热的再热器，另外本发明能够把蒸汽温度提高到700℃以上。在显著提高机组效率的同时，最大限度缩短高温蒸汽管道的长度，降低建设成本。本发明使我国火电机组效率提高到50％以上成为可能。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图。
其中1为屏式过热器，2为高温过热器，3为高温一次再热器，4为高温二次再热器，5为低温过热器，6为低温二次再热器，7为低温一次再热器，8为省煤器，9为水冷壁入口混合集箱，10为冷灰斗，11为炉膛，12为燃烧器，13为水冷壁出口集箱。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
本发明的目的在于采用二次再热技术把蒸汽温度提高到700℃以上。
参见图1，本发明包括水平放置的下端安装有冷灰斗10的锅炉炉膛11以及设置在锅炉炉膛11内的屏式过热器1，在锅炉炉膛11的前墙上布置有燃烧器12，在锅炉水平烟道内按照烟气流向依次布置有高温过热器2、高温一次再热器3、高温二次再热器4、低温过热器5、低温二次再热器6和温一次再热器7，在锅炉尾部竖直烟道中布置有两级分布的省煤器8。锅炉蒸汽经屏式过热器1后依次流过低温过热器5和高温过热器2，进入高压缸做功，从高压缸出来依次流经低温一次再热器7和高温一次再热器3后进入中压缸做功，从中压缸出来又依次流经低温二次再热器6和高温二次再热器4，回到汽轮机继续做功后进入低压缸做功。锅炉炉膛11的外壁上还安装有带有水冷壁入口混合集箱9和水冷壁出口集箱13的水冷壁，其中水冷壁入口混合集箱还通过管路与省煤器8相连。
本发明中的锅炉可以实现火电机组的二次再热，另外可以把蒸汽温度提高到700℃以上。在显著提高机组效率的同时，最大限度缩短高温蒸汽管道的长度，降低建设成本。本发明使我国火电机组效率提高到50％以上成为可能。

Claims (4)

1.一种带二次再热的700℃以上参数超超临界锅炉，其特征在于：包括水平放置的锅炉炉膛(11)以及设置在锅炉炉膛(11)内的屏式过热器(1)，在锅炉炉膛(11)的前墙上布置有燃烧器(12)，在锅炉水平烟道内按照烟气流向依次布置有高温过热器(2)、高温一次再热器(3)、高温二次再热器(4)、低温过热器(5)、低温二次再热器(6)和温一次再热器(7)，锅炉蒸汽经屏式过热器(1)后依次流过低温过热器(5)和高温过热器(2)，进入高压缸做功，从高压缸出来依次流经低温一次再热器(7)和高温一次再热器(3)后进入第一中压缸做功，从第一中压缸出来又依次流经低温二次再热器(6)和高温二次再热器(4)，回到汽轮机继续做功后进入第二低压缸做功。
2.根据权利要求1所述的带二次再热的700℃以上参数超超临界锅炉，其特征在于：在锅炉尾部竖直烟道中布置有两级分布的省煤器(8)。
3.根据权利要求2所述的带二次再热的700℃以上参数超超临界锅炉，其特征在于：所述的锅炉炉膛(11)的外壁上还安装有带有水冷壁入口混合集箱(9)和水冷壁出口集箱(13)的水冷壁，其中水冷壁入口混合集箱还通过管路与省煤器(8)相连。
4.根据权利要求1所述的带二次再热的700℃以上参数超超临界锅炉，其特征在于：所述的水平放置的锅炉炉膛(11)的下端安装有冷灰斗(10)。
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