CN109707466A - 一种超超临界机组及其高加泄漏应急处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种超超临界机组的高加泄漏应急处理系统，包括DCS系统、连通在高压加热器的进水口处且与给水泵连通的第一伺服三通阀、连通在所述高压加热器的出水口处且与锅炉连通的第二伺服三通阀、连接在所述第一伺服三通阀与所述第二伺服三通阀之间的旁通应急管路、与所述DCS系统信号连接且用于检测所述高压加热器的水位的泄漏传感器；所述DCS系统用于在所述泄漏传感器的检测值超过安全阈值时对所述第一伺服三通阀和第二伺服三通阀发送控制指令，以使两者的主通路均切换至与所述旁通应急管路连通。本发明能够避免因高压加热器的给水泄漏而导致的机组发电效率降低的问题，保证机组长期稳定运行。本发明还公开一种超超临界机组，其有益效果如上所述。

Description

一种超超临界机组及其高加泄漏应急处理系统

技术领域

本发明涉及火力发电技术领域，特别涉及一种超超临界机组的高加泄漏应急处理系统。本发明还涉及一种超超临界机组。

背景技术

超超临界燃煤发电技术是一种先进、高效的发电技术，它比超临界机组的热效率高出约4％，与常规燃煤发电机组相比优势就更加明显。超临界、超超临界火电机组具有显著的节能和改善环境的效果，超超临界机组与超临界机组相比，热效率要提高1.2％-4％，一年就可节约6000吨优质煤。未来火电建设将主要是发展高效率高参数的超临界(SC)和超超临界(USC)火电机组，它们在许多国家已得到广泛的研究和应用。

超超临界机组在正常运行时，需要给水通过高压加热器进行加热后送入到锅炉中。由于超超临界机组的给水压力极高，一般在40.92MPa以上，给水温度302.4℃，阀门的压力级PN为50Mpa，高压加热器的材质需要严格选用。在长期运行之后，由于应力疲劳等因素的影响，高压加热器容易出现细小裂缝等问题，导致出现给水泄漏的情况。当高压加热器中的给水泄漏达到一定程度时，会出现锅炉高加出水供应不足的问题，这将导致机组发电效率降低，严重时甚至导致机组停机。

因此，如何避免因高压加热器的给水泄漏导致的机组发电效率降低的问题，保证机组长期稳定运行，是本领域技术人员所面临的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种超超临界机组的高加泄漏应急处理系统，能够避免因高压加热器的给水泄漏而导致的机组发电效率降低的问题，保证机组长期稳定运行。本发明的另一目的是提供一种超超临界机组。

为解决上述技术问题，本发明提供一种超超临界机组的高加泄漏应急处理系统，包括DCS系统、连通在高压加热器的进水口处且与给水泵连通的第一伺服三通阀、连通在所述高压加热器的出水口处且与锅炉连通的第二伺服三通阀、连接在所述第一伺服三通阀与所述第二伺服三通阀之间的旁通应急管路、与所述DCS系统信号连接且用于检测所述高压加热器的水位的泄漏传感器；所述DCS系统用于在所述泄漏传感器的检测值超过安全阈值时对所述第一伺服三通阀和第二伺服三通阀发送控制指令，以使两者的主通路均切换至与所述旁通应急管路连通。

优选地，所述旁通应急管路上设置有用于在切换通路时防止介质倒流的单向阀。

优选地，所述DCS系统还用于在切换通路时降低所述给水泵的注水压力以降低所述第一伺服三通阀及所述第二伺服三通阀的通路切换阻力。

优选地，所述第一伺服三通阀与所述第二伺服三通阀均包括：

阀体、开设于所述阀体一侧的主通口、开设于所述阀体另一侧并与所述主通口连通的主出口及辅出口、设置于所述阀体内且可移动的阀杆、与所述DCS系统信号连接并用于根据其控制指令驱动所述阀杆移动的驱动部件；所述阀杆的末端上设置有阀瓣，以在其带动下堵塞所述主出口或所述辅出口。

优选地，所述阀体内开设有用于将所述主出口与所述辅出口连通的中间通孔，且所述阀杆贯穿所述中间通孔。

优选地，所述中间通孔的内壁上重叠安装有密封环、垫环、四开环和用于压紧所述四开环的预紧压板。

优选地，所述阀体的顶端上设置有阀盖和安装支架，所述驱动部件设置于所述安装支架上，所述阀杆的首端连接在所述驱动部件的输出端上，且所述阀杆贯穿所述阀盖上的通孔伸入到所述阀体内。

本发明还提供一种超超临界机组，包括锅炉和高加泄漏应急处理系统，其中，所述高加泄漏应急处理系统具体为上述任一项所述的高加泄漏应急处理系统。

本发明所提供的超超临界机组的高加泄漏应急处理系统，主要包括DCS系统、第一伺服三通阀、第二伺服三通阀、旁通应急管路和泄漏传感器。其中，DCS(DistributedControl System，分布式控制系统)系统为火力发电厂中的汽轮机组的核心控制系统，可协调、统筹实现机组内各个零部件的运行状态控制。第一伺服三通阀和第二伺服三通阀均为特殊的三通阀，不同的是，两者的主通路状态受到DCS系统的控制。其中，第一伺服三通阀连通在高压加热器的进水口处，并与给水泵连通；第二伺服三通阀连通在高压加热器的出水口处，并与锅炉连通。同时，在第一伺服三通阀与第二伺服三通阀之间还连接有旁通应急管路，显然，该旁通应急管路相当于与高压加热器并联。泄漏传感器主要用于实时检测高压加热器中的水位高度，并将检测数据发送给DCS系统，DCS系统再根据检测数据判断当前高压加热器的运行状态，并据此发出对应的控制指令。具体的，当泄漏传感器的检测数据正常时，说明高压加热器内的水位线正常，此时给水泵的来水可全从高压加热器中流过，并达到锅炉；反之，当泄漏传感器的检测数据异常时，说明高压加热器内的水位线低于安全线，此时，第一伺服三通阀和第二伺服三通阀的主通路在DCS系统的控制下切换，使得主通路与旁通应急管路连通，切断两者与高压加热器的连通，使得给水泵的来水均通过旁通应急管路与锅炉连通，保证机组的正常运行所需来水供应。综上所述，本发明所提供的超超临界机组的高加泄漏应急处理系统，在高压加热器的泄漏水位达到安全线以下时，通过第一伺服三通阀和第二伺服三通阀的主通路切换，使得给水泵的来水临时通过旁通应急管路送达锅炉中，保证机组的来水供应，防止机组因来水供应不足而出现发电效率降低甚至停机的情况，保证了机组的长期稳定运行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的一种具体实施方式的液压系统原理图。

图2为图1中所示的第一伺服三通阀或第二伺服三通阀的具体结构示意图。

图3为图2中所示的中间通孔的具体结构示意图。

其中，图1—图3中：

DCS系统—1，高压加热器—2，给水泵—3，第一伺服三通阀—4，锅炉—5，第二伺服三通阀—6，旁通应急管路—7，泄漏传感器—8，单向阀—9；

阀体—100，主通口—200，主出口—300，辅出口—400，阀杆—500，驱动部件—600，阀瓣—700，中间通孔—800，密封环—900，垫环—1000，四开环—1100，预紧压板—1200，阀盖—1300，安装支架—1400。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

请参考图1，图1为本发明所提供的一种具体实施方式的的液压系统原理图。

在本发明所提供的一种具体实施方式中，超超临界机组的高加泄漏应急处理系统主要包括DCS系统1、第一伺服三通阀4、第二伺服三通阀6、旁通应急管路7和泄漏传感器8。

其中，DCS系统1为火力发电厂中的汽轮机组的核心控制系统，可协调、统筹实现机组内各个零部件的运行状态控制。

第一伺服三通阀4和第二伺服三通阀6均为特殊的三通阀，不同的是，两者的主通路状态受到DCS系统1的控制。其中，第一伺服三通阀4连通在高压加热器2的进水口处，并与给水泵3连通；第二伺服三通阀6连通在高压加热器2的出水口处，并与锅炉5连通。同时，在第一伺服三通阀4与第二伺服三通阀6之间还连接有旁通应急管路7，显然，该旁通应急管路7相当于与高压加热器2并联。

泄漏传感器8主要用于实时检测高压加热器2中的水位高度，并将检测数据发送给DCS系统1，DCS系统1再根据检测数据判断当前高压加热器2的运行状态，并据此发出对应的控制指令。

具体的，当泄漏传感器8的检测数据正常时，说明高压加热器2内的水位线正常，此时给水泵3的来水可全从高压加热器2中流过，并达到锅炉5；反之，当泄漏传感器8的检测数据异常时，说明高压加热器2内的水位线低于安全线，此时，第一伺服三通阀4和第二伺服三通阀6的主通路在DCS系统1的控制下切换，使得主通路与旁通应急管路7连通，切断两者与高压加热器2的连通，使得给水泵3的来水均通过旁通应急管路7与锅炉5连通，保证机组的正常运行所需来水供应。

综上所述，本实施例所提供的超超临界机组的高加泄漏应急处理系统，在高压加热器2的泄漏水位达到安全线以下时，通过第一伺服三通阀4和第二伺服三通阀6的主通路切换，使得给水泵3的来水临时通过旁通应急管路7送达锅炉5中，保证机组的来水供应，防止机组因来水供应不足而出现发电效率降低甚至停机的情况，保证了机组的长期稳定运行。

另外，考虑到给水泵3的给水压力和流量等参数在正常运行时均较大，为降低第一伺服三通阀4和第二伺服三通阀6在进行通路切换时的阻力，本实施例中，当DCS系统1对第一伺服三通阀4和第二伺服三通阀6发出控制指令之前，首选对给水泵3发送控制指令，使得给水泵3降低功率，从而降低给水压力，进而减小第一伺服三通阀4和第二伺服三通阀6中的进出水端的压差，方便两者进行通路切换。对于后续通过驱动部件600驱动阀杆500进行通路切换的具体实施例，此处也可以降低对于驱动部件600的扭矩需求。

不仅如此，本实施例还在旁通应急管路7上设置了单向阀9，通过该单向阀9的单向导通作用，可在第一伺服三通阀4和第二伺服三通阀6进行通路切换时，防止介质(一般为热水)倒流，保证第一伺服三通阀4和第二伺服三通阀6的通路切换顺利通畅。

如图2所示，图2为图1中所示的第一伺服三通阀或第二伺服三通阀的具体结构示意图。

在关于第一伺服三通阀4和第二伺服三通阀6的一种具体实施方式中，该第一伺服三通阀4或第二伺服三通阀6均包括阀体100、阀杆500、阀瓣700和驱动部件600。

其中，阀体100为第一伺服三通阀4或第二伺服三通阀6的主体结构，主要用于安装和承载其余零部件。在阀体100上分别开设有三个通口，即主通口200、主出口300和辅出口400。其中的主通口200一般开设在阀体100的一侧(比如图示左侧)，而主出口300和辅出口400一般开设在阀体100的另一侧(比如图示右侧)，三者互相连通。此处优选地，为方便主出口300与辅出口400的连通，本实施例在阀体100内开设了中间通孔800，并且，阀杆500的主体贯穿该中间通孔800。

驱动部件600一般设置在阀体100的外壁上，其输出端与阀杆500的一端相连，而阀杆500的主体伸入到阀体100中，可在驱动部件600的驱动下进行轴向移动。同时，驱动部件600的控制端与DCS系统1信号连接，可接收来自DCS系统1的控制指令，并据此改变运行状态。

在阀杆500的末端上设置有阀瓣700，该阀瓣700主要用于堵塞主出口300或辅出口400。阀杆500与阀瓣700的组合结构相当于阀芯，在DCS系统1的控制指令下，驱动部件600控制阀杆500进行对应方向或距离的直线移动，在运动过程中带动阀瓣700进行位置变化，从而达到将主出口300堵塞或将辅出口400堵塞的工作位置。当然，主出口300和辅出口400的堵塞情况是择一进行的，当主出口300被堵塞时，主通口200即与辅出口400连通，此时给水泵3提供的给水从旁通应急管路7流过并达到锅炉5；反之，当辅出口400被堵塞时，主通口200即与主出口300连通，此时给水泵3提供的给水从高压加热器2处流过加热后再到达锅炉5。具体的，如图所示，当驱动部件600驱动阀杆500沿轴向上升时，阀瓣700将被带动到堵塞中间通孔800的位置处，将辅出口400堵塞；当驱动部件600驱动阀杆500沿轴向下降时，阀瓣700脱离中间通孔800，并到达阀体100底部的主出口300处，将主出口300堵塞。

进一步的，为提高驱动部件600在阀体100上的安装稳定性，同时方便地相应DCS系统1的控制指令以驱动阀杆500进行运动，本实施例在阀体100的顶端上设置了阀盖1300和安装支架1400。具体的，阀盖1300可以起到密封作用，而安装支架1400主要用于稳定安装驱动部件600——该驱动部件600一般可以为驱动电机等，其输出端(或输出轴)与阀杆500的顶端相连。同时，在阀盖1300上开设有通孔，阀杆500的杆体贯穿该通孔，并伸入到阀体100的内部中的中间通孔800中。如此设置，当驱动部件600驱动阀杆500进行轴向升降运动时，阀杆500可以在阀盖1300的通孔和阀体100中的中间通孔800中进行轴向滑动，利用两者为阀杆500的轴向运动提供导向作用，防止阀杆500在进行轴向运动时产生横向晃动。

如图3所示，图3为图2中所示的中间通孔的具体结构示意图。

另外，考虑到机组的工作压力较大，为此，第一伺服三通阀4和第二伺服三通阀6的密封性能必须得到保证，尤其是在阀体100内的中间通孔800处，因为两者的通路切换主要通过阀瓣700对中间通孔800的堵塞操作实现，为此，本实施例对中间通孔800增设了密封措施。具体的，在中间通孔800的一端可设置阀座进行支撑，同时在中间通孔800的内壁上设置有密封环900、垫环1000、四开环1100和预紧压板1200。其中。密封环900可以为橡胶环等，一般紧贴设置在阀座的端面上，而垫环1000铺设在密封环900的表面上，四开环1100压紧在垫环1000上，该四开环1100也具有弹性，并且在两侧表面均开设有环槽，可更加紧密地压紧中间通孔800的环壁。而预紧压板1200压紧在四开环1100表面的环槽上，并且可以结合紧固件对预紧压板1200进行预紧力调节，从而通过紧固件将预紧压板1200、四开环1100、垫环1000、密封环900和阀座均拉紧。

本实施例还提供一种超超临界机组，主要包括锅炉5和高加泄漏应急处理系统，其中，该高加泄漏应急处理系统与上述相关内容相同，此处不再赘述。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种超超临界机组的高加泄漏应急处理系统，其特征在于，包括DCS系统(1)、连通在高压加热器(2)的进水口处且与给水泵(3)连通的第一伺服三通阀(4)、连通在所述高压加热器(2)的出水口处且与锅炉(5)连通的第二伺服三通阀(6)、连接在所述第一伺服三通阀(4)与所述第二伺服三通阀(6)之间的旁通应急管路(7)、与所述DCS系统(1)信号连接且用于检测所述高压加热器(2)的水位的泄漏传感器(8)；所述DCS系统(1)用于在所述泄漏传感器(8)的检测值超过安全阈值时对所述第一伺服三通阀(4)和第二伺服三通阀(6)发送控制指令，以使两者的主通路均切换至与所述旁通应急管路(7)连通。

2.根据权利要求1所述的高加泄漏应急处理系统，其特征在于，所述旁通应急管路(7)上设置有用于在切换通路时防止介质倒流的单向阀(9)。

3.根据权利要求2所述的高加泄漏应急处理系统，其特征在于，所述DCS系统(1)还用于在切换通路时降低所述给水泵(3)的注水压力以降低所述第一伺服三通阀(4)及所述第二伺服三通阀(6)的通路切换阻力。

4.根据权利要求1-3任一项所述的高加泄漏应急处理系统，其特征在于，所述第一伺服三通阀(4)与所述第二伺服三通阀(6)均包括：

阀体(100)、开设于所述阀体(100)一侧的主通口(200)、开设于所述阀体(100)另一侧并与所述主通口(200)连通的主出口(300)及辅出口(400)、设置于所述阀体(100)内且可移动的阀杆(500)、与所述DCS系统(1)信号连接并用于根据其控制指令驱动所述阀杆(500)移动的驱动部件(600)；所述阀杆(500)的末端上设置有阀瓣(700)，以在其带动下堵塞所述主出口(300)或所述辅出口(400)。

5.根据权利要求4所述的高加泄漏应急处理系统，其特征在于，所述阀体(100)内开设有用于将所述主出口(300)与所述辅出口(400)连通的中间通孔(800)，且所述阀杆(500)贯穿所述中间通孔(800)。

6.根据权利要求5所述的高加泄漏应急处理系统，其特征在于，所述中间通孔(800)的内壁上重叠安装有密封环(900)、垫环(1000)、四开环(1100)和用于压紧所述四开环(1100)的预紧压板(1200)。

7.根据权利要求6所述的高加泄漏应急处理系统，其特征在于，所述阀体(100)的顶端上设置有阀盖(1300)和安装支架(1400)，所述驱动部件(600)设置于所述安装支架(1400)上，所述阀杆(500)的首端连接在所述驱动部件(600)的输出端上，且所述阀杆(500)贯穿所述阀盖(1300)上的通孔伸入到所述阀体(100)内。

8.一种超超临界机组，包括锅炉和高加泄漏应急处理系统，其特征在于，所述高加泄漏应急处理系统具体为权利要求1-7任一项所述的高加泄漏应急处理系统。