CN108167806B - 二次再热百万机组高压加热器系统结构及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种二次再热百万机组高压加热器系统结构，包括汽轮机、高压加热器组和外置式蒸汽冷却器组，高压加热器组包括第一高压加热器、第二高压加热器、第三高压加热器和第四高压加热器，采用单列蛇形管立式高压加热器，在汽机房零米层内设置第一高压加热器、第二高压加热器、第三高压加热器，在除氧间运转层内设置第四高压加热器，外置式蒸汽冷却器组包括第二外置式蒸汽冷却器和第四外置式蒸汽冷却器，采用U型管立式加热器，第二外置式蒸汽冷却器设置于汽机房中间层，第四外置式蒸汽冷却器设置于除氧间运转层，同时公开了其使用方法；具有能够降低汽机房造价，简化系统，减少工程量，提高机组的经济性和加快机组启动时间等特点。

Description

二次再热百万机组高压加热器系统结构及其使用方法

技术领域

本发明属于火电技术领域，具体涉及一种二次再热百万机组高压加热器系统结构及其使用方法。

背景技术

国内高压加热器根据换热管的形状，可分为U型管式加热器和蛇型管式加热器。已投运的百万等级一次再热机组的高压加热器有采用U型管卧式高压加热器也有采用双列U型管卧式高压加热器，由于加工技术原因，国内大型火力发电厂也较少采用蛇形管加热器，大型机组也很少采用立式加热器布置方式。随着火力发电技术飞速发展，机组容量和参数不断提高，配套辅机容量和参数也相应提升，尤其是超超临界百万二次再热机组技术的应用，使得常规单列U型管高压加热器的参数和尺寸已超过现行设计制造标准，因此采用何种形式的高压加热器及布置技术无疑成了百万等级二次再热机组的所面对的一道难题。

目前，国内已投运的百万等级二次再热机组，由于常规单列U型管高压加热器存在技术困难，从而采用双列U型管卧式加热器布置技术，该技术方案因每一级加热器均采用2台半容量的加热器，共有8台高压加热器和2台外置式蒸汽冷却器，因此四级双列高压加热器分为四层进行布置。该布置的高压加热器疏水可利用势位差，在机组启动或低负荷运行时比较有利，管道柔性较好，接口推力较小。但该布置大大增加了汽机房容积，也不利于运行中的人员巡视，且抽汽和高压给水管道较长，同时双列高压系统复杂，而且抽汽管路、疏水管路、系统测点等也相应需要增加，从而增加了机组运行维护的困难。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供了二次再热百万机组高压加热器系统结构的使用方法，具有能够降低汽机房造价，简化系统，减少高压给水管道和抽汽管道的工程量，方便机组运行，提高机组的经济性的特点。

本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：

一种二次再热百万机组高压加热器系统结构，包括汽轮机、高压加热器组和外置式蒸汽冷却器组，均布置于厂房中，所述厂房在水平方向上分为汽机房和除氧间，在竖直方向上，所述汽机房自下而上分为汽机房零米层、汽机房中间层、汽机房运转层，所述除氧间自下而上分为除氧间零米层、除氧间中间层、除氧间运转层，所述高压加热器组和蒸汽冷却器组内部及其间由给水管道连接，高压加热器组：包括第一高压加热器、第二高压加热器、第三高压加热器和第四高压加热器，所述第一高压加热器、第二高压加热器、第三高压加热器和第四高压加热器均为单列蛇形管立式高压加热器，底部均设有高压加热器底部支座，中部均设有中部限位支座，自汽机房至除氧间，依次在汽机房内设置第一高压加热器、第二高压加热器、第三高压加热器，在除氧间内设置第四高压加热器，所述第一高压加热器、第二高压加热器、第三高压加热器设置于汽机房零米层，所述第四高压加热器设置于除氧间运转层；

外置式蒸汽冷却器组：包括第二外置式蒸汽冷却器和第四外置式蒸汽冷却器，所述第二外置式蒸汽冷却器、第四外置式蒸汽冷却器均为U型管立式加热器，底部均设有外置式蒸汽冷却器底部支座，所述第二外置式蒸汽冷却器设置于汽机房内，并置于汽机房中间层，所述第四外置式蒸汽冷却器设置于除氧间内，并置于除氧间运转层。

作为进一步改进的技术方案，所述第二外置式蒸汽冷却器与第二高压加热器相邻，设置于第二高压加热器与第三高压加热器之间，所述第四外置式蒸汽冷却器与第四高压加热器相邻。

作为进一步改进的技术方案，所述高压加热器底部支座分为两个高压加热器底部大支座，所述高压加热器底部大支座对称设置于第一高压加热器、第二高压加热器、第三高压加热器和第四高压加热器各自的侧表面上，所述第一高压加热器、第二高压加热器、第三高压加热器的高压加热器底部支座标高为2.5m，所述第四高压加热器的高压加热器底部支座标高为17m，所述中部限位支座分为两个中部限位小支座，所述中部限位小支座对称设置于第一高压加热器、第二高压加热器、第三高压加热器和第四高压加热器各自的侧表面上，所述第一高压加热器、第二高压加热器和第三高压加热器的高压加热器底部支座标高为8.6m；所述外置式蒸汽冷却器底部支座分为两个外置式蒸汽冷却器底部大支座，所述外置式蒸汽冷却器底部大支座对称设置于第二外置式蒸汽冷却器和第四外置式蒸汽冷却器各自的侧表面上，所述第二外置式蒸汽冷却器的外置式蒸汽冷却器底部支座高于8.6m，所述第四外置式蒸汽冷却器的外置式蒸汽冷却器底部支座高于第四高压加热器底部支座2.5m。

作为进一步改进的技术方案，所述第一高压加热器与汽轮机间距在1个柱距以内，第一高压加热器、第二高压加热器和第三高压加热器依次交错为两列设置，交错的距离为2.4m。

一种二次再热百万机组高压加热器系统结构的使用方法，包括以下步骤，

步骤一：给水管道内的高压给水经过依次串联的第四高压加热器、第三高压加热器第二高压加热器和第一高压加热器；

步骤二：所述步骤一中的高压给水经过第一高压加热器后分成两路，并同时进入第二外置蒸汽冷却器和第四外置蒸汽冷却器；

步骤三：所述步骤二中经过第二外置蒸汽冷却器和第四外置蒸汽冷却器的高压给水汇合后接至锅炉入口。

作为进一步改进的技术方案，第二外置蒸汽冷却器和第四外置蒸汽冷却器内部设置阻力平衡件，取消中间给水管道。

作为进一步改进的技术方案，所述第二高压加热器设有第二加热器危急疏水管道，所述第四高压加热器设有第四加热器危急疏水管道，所述第二外置式蒸汽冷却器设有第二冷却器危急疏水水封管，所述第二冷却器危急疏水水封管连接第二冷却器危急疏水管道，所述第四外置式蒸汽冷却器设有第四冷却器危急疏水水封管，所述第四冷却器危急疏水水封管连接第四冷却器危急疏水管道，所述第二加热器危急疏水管道与第二冷却器危急疏水管道相连，所述第四加热器危急疏水管道与第四冷却器危急疏水管道相连，所述第二冷却器危急疏水管道和第四冷却器危急疏水管道的出口处分别设置第二加热器危急疏水阀和第四加热器危急疏水阀，所述给水进口三通阀和给水出口三通阀设置给水旁路。

作为进一步改进的技术方案，所述第二冷却器危急疏水管水封管设置高度为3.9m，所述第四冷却器危急疏水管水封管设置高度为3.6m。

与现有技术相比，本发明有益的技术效果为如下：

(1)高压加热器采用单列蛇形管立式高压加热器，可以实现二次再热百万采用单列高加系统；

(2)高压加热器和外置式蒸汽冷却器采用立式结构，使得高压加热器可集中布置汽机房同一跨度内，除第二外置式蒸汽冷却器、第四高压加热器和第四外置式蒸汽冷却器，其余设备基础设置在汽机房零米，相比于双列卧式高压加热器的分层布置，不仅减少了汽机房的容积，还有效避免了利用框架梁来承重，减少了除氧框架二层平台，节省厂房结构成本；

(3)采用单列高压加热器系统结构，给水系统简单、阀门少、管路短、阻力小，同时管道测点少、阀门可集中布置，不仅降低管道工程量，便于运行检修维护，还可以降低整个机组的热耗，响应节能减排的要求。

(4)采用单列高压加热器系统结构，可以加快机组启动速度。

附图说明

图1是本发明的立面结构示意图；

图2是本发明的结构俯视图；

图3是本发明的系统使用方法示意图；

附图标记说明：

10、第一高压加热器；20、第二高压加热器；30、第三高压加热器；40、第四高压加热器；11、高压加热器底部支座；111、高压加热器底部大支座；12、中部限位支座；121、中部限位小支座；50、第二外置式蒸汽冷却器；60、第四外置式蒸汽冷却器；51、外置式蒸汽冷却器底部支座；511、外置式蒸汽冷却器底部小支座；70、汽轮机；80、给水管道；82、第二加热器危急疏水管道；83、第二冷却器危急疏水水封管；84、第二冷却器危急疏水管道；85、第四加热器危急疏水管道；86、第四冷却器危急疏水水封管；87、第四冷却器危急疏水管道；90、第二加热器危急疏水阀；91、第四加热器危急疏水阀；92、给水进口三通阀；93、给水出口三通阀；100、汽机房零米层；110、汽机房中间层；120、除氧间运转层；130、给水旁路；140、汽机房；150、除氧间；160、锅炉入口；170、高压给水入口。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

实施例

如图1、图2所示的二次再热百万机组高压加热器系统结构，第一高压加热器10、第二高压加热器20、第三高压加热器30、第四高压加热器40采用蛇形管立式结构，第二外置式蒸汽冷却器50、第四外置式蒸汽冷却器60采用U型管立式结构；高压加热器底部支座11分为两个高压加热器底部大支座111，高压加热器底部大支座111对称设置于第一高压加热器10、第二高压加热器20、第三高压加热器30和第四高压加热器40各自的侧表面上，用于承受高加运行中的全部重量，第一高压加热器10、第二高压加热器20、第三高压加热器30的高压加热器底部支座11标高为2.5m，第四高压加热器40的高压加热器底部支座11标高为17m，中部限位支座12分为两个中部限位小支座121，中部限位小支座121对称设置于第一高压加热器10、第二高压加热器20、第三高压加热器30和第四高压加热器40各自的侧表面上，用于承受加热器水平推力，第一高压加热器10、第二高压加热器20和第三高压加热器30的高压加热器底部支座11标高为8.6m；外置式蒸汽冷却器底部支座51分为两个外置式蒸汽冷却器底部大支座511，外置式蒸汽冷却器底部小支座511对称设置于第二外置式蒸汽冷却器50和第四外置式蒸汽冷却器60各自的侧表面上，第二外置式蒸汽冷却器50的外置式蒸汽冷却器底部支座51高于8.6m，第四外置式蒸汽冷却器60的外置式蒸汽冷却器底部支座51高于第四高压加热器40底部支座2.5m。

如图1、图2所示，本实施例总的柱距为10m，汽机房零米层100跨距为31m，除氧间运转层120跨距为9.5m，汽机房中间层110的高度为8.6m，除氧间运转层120的高度为17m。第一高压加热器10、第二高压加热器20和第三高压加热器30依次错开2.4m布置，高压加热器底部支座11标高为2.5m，第二外置式蒸汽冷却器50靠近第二高压加热器20；第四外置式蒸汽冷却器60的底部支座比第四高压加热器40的底部支座高2.5m。

本实施例中第一高压加热器10与汽轮机70间距在1个柱距以内，第一高压加热器10、第二高压加热器20和第三高压加热器30依次交错为两列设置，交错的距离为2.4m。

如图3所示，一种二次再热百万机组高压加热器系统结构的使用方法，包括以下步骤，

步骤一：给水管道80内的高压给水从高压给水入口170进入，依次经过串联的第四高压加热器40、第三高压加热器30第二高压加热器20和第一高压加热器10；

步骤二：步骤一中的高压给水经过第一高压加热器10后分成两路，并同时进入第二外置蒸汽冷却器和第四外置蒸汽冷却器；

步骤三：步骤二中经过第二外置蒸汽冷却器和第四外置蒸汽冷却器的高压给水汇合，最终在给水出口三通阀93后接至锅炉入口160。

本实施例中的给水管道80进水的一端设置给水进口三通阀92，出水的一端设置给水出口三通阀93，第二外置蒸汽冷却器和第四外置蒸汽冷却器内部设置阻力平衡件，取消中间给水管道。

本实施例中的第二高压加热器20设有第二加热器危急疏水管道82，第四高压加热器40设有第四加热器危急疏水管道85，第二外置式蒸汽冷却器50设有第二冷却器危急疏水水封管83，第二冷却器危急疏水水封管83连接第二冷却器危急疏水管道84，第四外置式蒸汽冷却器60设有第四冷却器危急疏水水封管85，第四冷却器危急疏水水封管86连接第四冷却器危急疏水管道87，第二加热器危急疏水管道82与第二冷却器危急疏水管道84相连，第四加热器危急疏水管道85与第四冷却器危急疏水管道87相连，第二冷却器危急疏水管道84和第四冷却器危急疏水管道87的出口处分别设置第二加热器危急疏水阀90和第四加热器危急疏水阀91。给水进口三通阀92和给水出口三通阀93设置给水旁路130，如此设置，而代替常规旁路孔板，是为了在蒸汽冷却器中设置特殊阻力件分配流量，事故时保证给水旁路130通过给水进口三通阀92和给水出口三通阀93迅速切换到给水旁路130，保证机组正常运行。

本实施例中的第二冷却器危急疏水管水封管设置高度为3.9m，第四冷却器危急疏水管水封管设置高度为3.6m。

效果例

采用上述的实施例的结构和使用方法制造并使用的二次再热百万机组，在实现了使用单列高压加热器完成机组工作的同时，也使得高压加热器和外置式蒸冷器能够集中布置在汽机房内，简化了抽汽管道、给水管道和疏水管道，管道短捷，阻力小。给水主管两台机管道重量减少约80t，抽汽、疏水管道的材料量大大减少，两台机减少约为20t。给水三通阀、抽汽和疏水阀门各减少1套，相比较常规双列布置方式，总投资减少252万元，另管道阻力减小、高加换热效率提高，能够降低机组热耗2.0kJ/kW·h，提高机组的经济效益。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种二次再热百万机组高压加热器系统结构，包括汽轮机、高压加热器组和外置式蒸汽冷却器组，均布置于厂房中，所述厂房在水平方向上分为汽机房和除氧间，在竖直方向上，所述汽机房自下而上分为汽机房零米层、汽机房中间层、汽机房运转层，所述除氧间自下而上分为除氧间零米层、除氧间中间层、除氧间运转层，所述高压加热器组和蒸汽冷却器组内部及其间由给水管道连接，其特征在于，

高压加热器组：包括第一高压加热器、第二高压加热器、第三高压加热器和第四高压加热器，所述第一高压加热器、第二高压加热器、第三高压加热器和第四高压加热器均为单列蛇形管立式高压加热器，底部均设有高压加热器底部支座，中部均设有中部限位支座，自汽机房至除氧间，依次在汽机房内设置第一高压加热器、第二高压加热器、第三高压加热器，在除氧间内设置第四高压加热器，所述第一高压加热器、第二高压加热器、第三高压加热器设置于汽机房零米层，所述第四高压加热器设置于除氧间运转层；

外置式蒸汽冷却器组：包括第二外置式蒸汽冷却器和第四外置式蒸汽冷却器，所述第二外置式蒸汽冷却器、第四外置式蒸汽冷却器均为U型管立式加热器，底部均设有外置式蒸汽冷却器底部支座，所述第二外置式蒸汽冷却器设置于汽机房内，并置于汽机房中间层，所述第四外置式蒸汽冷却器设置于除氧间内，并置于除氧间运转层。

2.根据权利要求1所述的二次再热百万机组高压加热器系统结构，其特征在于，所述第二外置式蒸汽冷却器与第二高压加热器相邻，设置于第二高压加热器与第三高压加热器之间，所述第四外置式蒸汽冷却器与第四高压加热器相邻。

3.根据权利要求1或2所述的二次再热百万机组高压加热器系统结构，其特征在于，所述高压加热器底部支座分为两个高压加热器底部大支座，所述高压加热器底部大支座对称设置于第一高压加热器、第二高压加热器、第三高压加热器和第四高压加热器各自的侧表面上，所述第一高压加热器、第二高压加热器、第三高压加热器的高压加热器底部支座标高为2.5m，所述第四高压加热器的高压加热器底部支座标高为17m，所述中部限位支座分为两个中部限位小支座，所述中部限位小支座对称设置于第一高压加热器、第二高压加热器、第三高压加热器和第四高压加热器各自的侧表面上，所述第一高压加热器、第二高压加热器和第三高压加热器的高压加热器中部限位小支座标高为8.6m；所述外置式蒸汽冷却器底部支座分为两个外置式蒸汽冷却器底部大支座，所述外置式蒸汽冷却器底部大支座对称设置于第二外置式蒸汽冷却器和第四外置式蒸汽冷却器各自的侧表面上，所述第二外置式蒸汽冷却器的外置式蒸汽冷却器底部支座高于8.6m，所述第四外置式蒸汽冷却器的外置式蒸汽冷却器底部支座高于第四高压加热器底部支座2.5m。

4.根据权利要求3所述的二次再热百万机组高压加热器系统结构，其特征在于，所述第一高压加热器与汽轮机间距在1个柱距以内，第一高压加热器、第二高压加热器和第三高压加热器依次交错为两列设置，交错的距离为2.4m。

5.如权利要求1所述的一种二次再热百万机组高压加热器系统结构的使用方法，其特征在于，包括以下步骤，

步骤一：给水管道内的高压给水经过依次串联的第四高压加热器、第三高压加热器第二高压加热器和第一高压加热器；

步骤二：所述步骤一中的高压给水经过第一高压加热器后分成两路，并同时进入第二外置蒸汽冷却器和第四外置蒸汽冷却器；

步骤三：所述步骤二中经过第二外置蒸汽冷却器和第四外置蒸汽冷却器的高压给水汇合后接至锅炉入口。

6.根据权利要求5所述的二次再热百万机组高压加热器系统结构的使用方法，其特征在于，所述给水管道进水的一端设置给水进口三通阀，出水的一端设置给水出口三通阀。

7.根据权利要求5或6所述的二次再热百万机组高压加热器系统结构的使用方法，其特征在于，所述第二高压加热器设有第二加热器危急疏水管道，所述第四高压加热器设有第四加热器危急疏水管道，所述第二外置式蒸汽冷却器设有第二冷却器危急疏水水封管，所述第二冷却器危急疏水水封管连接第二冷却器危急疏水管道，所述第四外置式蒸汽冷却器设有第四冷却器危急疏水水封管，所述第四冷却器危急疏水水封管连接第四冷却器危急疏水管道，所述第二加热器危急疏水管道与第二冷却器危急疏水管道相连，所述第四加热器危急疏水管道与第四冷却器危急疏水管道相连，所述第二冷却器危急疏水管道和第四冷却器危急疏水管道的出口处分别设置第二加热器危急疏水阀和第四加热器危急疏水阀，所述给水进口三通阀和给水出口三通阀设置给水旁路。

8.根据权利要求7所述的二次再热百万机组高压加热器系统结构的使用方法，其特征在于，所述第二冷却器危急疏水管水封管设置高度为3.9m，所述第四冷却器危急疏水管水封管设置高度为3.6m。