CN103939886B - 超超临界机组可切换式二次再热蒸汽面式减温器系统 - Google Patents

超超临界机组可切换式二次再热蒸汽面式减温器系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了超超临界机组可切换式二次再热蒸汽面式减温器系统，属于大型锅炉热力系统设计领域。该系统的二次再热器的低温段和高温段均布置在超超临界二次再热直流锅炉（7）的水平烟道中，二次再热器的低温段出汽端与高温段进汽端之间的连接管路上设有面式减温器。该系统充分考虑到了二次再热蒸汽流量小、压力低的特点，克服了直接喷水减温带来的运行经济性变差的缺点，并且有对减温水质量的要求低、可保护面式减温器等优点，改善了机组的运行安全性，同时提高了机组的运行经济性。

Description

超超临界机组可切换式二次再热蒸汽面式减温器系统
技术领域
本发明属于大型二次再热锅炉受热面结构设计与布置领域，具体涉及到利用表面式热交换器调节二次再热蒸汽汽温的系统。
背景技术
目前，火电机组向着高参数大容量的方向发展，为了提高整个机组的运行经济性，减小汽轮机末级叶片中蒸汽湿度，在一次再热的基础上采用二次再热是发展的一个必然趋势，同时也带来了二次再热的汽温调节的问题。一般再热汽温随负荷变化较大，当机组低负荷运行时，如不进行调节，再热器出口汽温往往低于额定值，再热器往往不会超温；当机组满负荷运行时，再热器蒸汽侧压力低，换热系数小，再热器很容易超温，必须有汽温调节系统。
根据调节原理的不同,汽温调节方式可分为两大类：蒸汽侧调节和烟气侧调节。蒸汽侧调节原理是利用其它介质直接改变蒸汽的温度，烟气侧调节原理是改变烟气对蒸汽的传热量,从而间接改变蒸汽的温度。
蒸汽侧调节主要有喷水减温、汽-汽热交换器和蒸汽旁路等方法。烟气侧调节主要有烟气再循环、调节烟气档板和调节燃烧器摆角三种方式。但是，对于有二次再热的锅炉，二次再热器往往全部布置在水平烟道，这就使得最常用的调节烟气挡板的方法不可实现，且前后墙对冲燃烧的直流燃烧器不能上下摆动摆角，烟气再循环方式会大大增加排烟温度，使锅炉效率降低。采用喷水减温法，往往会由于再热蒸汽压力低，使喷入的水变成低压蒸汽，从而降低机组的运行经济性。如果采用汽-汽热交换器，往往会导致一、二次主蒸汽系统在布置起来变得异常复杂，也会使主蒸汽因为在管中行程增加导致压降增大，不利于提高机组热经济性。
发明内容
针对上述问题，本发明提出了一种超超临界发电机组可切换式二次再热蒸汽面式减温器系统，可以很好的完成大型机组二次再热的汽温调节问题。
本发明的具体技术方案如下：
一种超超临界机组可切换式二次再热蒸汽面式减温器系统，该系统的二次再热器的低温段和高温段均布置在超超临界二次再热直流锅炉（7）的水平烟道中，其特征是：二次再热器的低温段出气端与高温段进气端之间的连接管路上设有面式减温器。
本发明的进一步设计在于：
该系统还设有面式减速温器旁路，即二次再热器的低温段出气端直接与高温段进气端连接，并在它们的连接管路上设置二级事故喷水减温器。
所述面式减温器和面式减温器旁路经三通阀连接，即二次再热器的低温段出气端经三通阀和面式减温器与高温段进气端连接；三通阀另一阀口与高温段进气端连接。
二次再热器的低温段进气端前段还设有一级事故喷水减温器。
一级、二级事故喷水减温器的减温水均来自给水泵中间抽头。
所述面式减温器的减温工质采用省煤器进口部分给水、给水泵的中间抽头给水、给水泵出口给水、或者凝结水泵出口水。
本发明的具有如下特点：
1、二次再热器低温段与高温段之间装有面式减温器，壳程走的是二次再热蒸汽，管程走的是冷却水。并且还有一支旁路，即面式减温器旁路，跨过面式减温器直接连通二次再热器的低温段与高温段。
2、二次再热器低温段进汽口前装有一级事故喷水减温器，面式减温器旁路中装有二级事故喷水减温器，防止再热器超温。
3.一级、二级事故喷水减温器的减温水均来自给水泵中间抽头。面式减温器的减温水来源有以下几种情况：省煤器进口给水、给水泵中间抽头给水、给水泵出口给水、凝结水泵出口给水。
4.锅炉在高负荷运行时，关掉面式减温器旁路系统，可以利用面式减温器对蒸汽温度进行调节，避免了直接喷水调温导致的机组运行经济性下降问题。
5.锅炉在低负荷运行时，二次再热器进口汽温往往较低，不需要进行汽温调节，可以利用旁路系统绕过面式减温器，避免蒸汽在面式减温器壳程行走导致的压降，同时延长面式减温器的使用寿命，提高机组运行效率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中标号：1-一级事故喷水减温；2-二次再热器低温段；3-三通阀；4-面式减温器；5-二级事故喷水减温；6-二次再热器高温段；7-超超临界二次再热直流炉。
具体实施方式
本发明提供了一种超超临界机组可切换式二次再热蒸汽面式减温器系统，该系统适用于超超临界双轴或单轴式的发电机组。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。
如图1所示，锅炉机组在满负荷或者较高负荷运行时，再热蒸汽经过事故喷水减温器进入再热器低温段，此时三通阀面式减温器侧开启，旁路侧关闭，再热蒸汽进入面式减温器，通过调节面式减温器减温水入口调节阀的开度、控制减温水量，进行再热蒸汽汽温调节，然后减温后的再热蒸汽进入再热器高温段。
锅炉机组在长期低负荷运行时，再热蒸汽经过事故喷水减温器进入再热器低温段，此时三通阀面式减温器侧关闭，旁路侧开启，再热蒸汽通过旁路以及旁路中的事故喷水减温器进入再热器高温段。
两级喷水减温均为事故喷水减温，减温水均来自给水泵中间抽头，一级喷水减温主要在较高负荷运行出现事故时保护再热器，二级喷水减温主要在较高负荷运行出现事故时保护再热器。
本发明的工作过程如下：
三通阀（3）连接二次再热器低温段（2）和二次高温段（6）以及面式减温器（4）；锅炉满负荷运行时，再热汽温偏高，开启三通阀（3）面式减温侧的阀门，使蒸汽进入面式减温器（4）而不直接进入再热高温段（6），进行蒸汽温度调节；长时间低负荷运行时，二次再热器进口汽温变低，不存在再热器超温问题，可以开启三通阀（3）再热高温段侧的阀门，使二次再热低温段（2）的蒸汽直接走旁路系统进入二次再热器高温段（6）而不进入面式减温器（4），延长面式减温器（4）的使用寿命；若锅炉出现事故，无论此时二次再热器是否采用面式减温器，都可以采用布置在二次再热低温段进口前的一级事故喷水减温器（1）或布置在旁路旁路中的二级事故喷水减温器（5）对再热器进行保护。
面式减温器的调节过程中减温水和蒸汽不混合，对减温水水质要求低，只要比再热汽温低，即可引为减温水质。根据锅炉的实际负荷大小，选择是否采用面式减温器。当锅炉长期低负荷运行时，再热蒸汽通过旁路系统绕过面式减温器，可以避免蒸汽在面式减温器壳程行走导致的压降，同时延长面式减温器的使用寿命，提高机组运行效率。
当锅炉低负荷运行采用旁路系统时，如果遇到负荷波动使再热蒸汽温度过高，布置在旁路系统的二级喷水减温器仍能够保证再热器不超温。

Claims (5)

1.一种超超临界机组可切换式二次再热蒸汽面式减温器系统，该系统的二次再热器的低温段和高温段均布置在超超临界二次再热直流锅炉（7）的水平烟道中，其特征是：二次再热器的低温段出汽端与高温段进汽端之间的连接管路上设有面式减温器；该系统还设有面式减速温器旁路，即二次再热器的低温段出汽端直接与高温段进汽端连接，并在它们的连接管路上设置二级事故喷水减温器。
2.根据权利要求1所述的面式减温器系统，其特征是：所述面式减温器和面式减温器旁路经三通阀连接，即二次再热器的低温段出汽端经三通阀和面式减温器与高温段进汽端连接；三通阀另一阀口与高温段进汽端连接。
3.根据权利要求1所述的面式减温器系统，其特征是：二次再热器的低温段进汽端前段还设有一级事故喷水减温器。
4.根据权利要求3所述的面式减温器系统，其特征是：一级、二级事故喷水减温器的减温水均来自给水泵中间抽头。
5.根据权利要求1所述的面式减温器系统，其特征是：所述面式减温器的减温工质采用省煤器进口部分给水、给水泵的中间抽头给水、给水泵出口给水、或者凝结水泵出口水。
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