CN113137290A - 一种高参数汽轮机蒸汽再热循环系统 - Google Patents

一种高参数汽轮机蒸汽再热循环系统 Download PDF

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许朋江
石慧
居文平
马汀山
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Abstract

本发明公开了一种高参数汽轮机蒸汽再热循环系统，本发明通过利用回热蒸汽的过热度深度再热中压缸排汽，增设了五级蒸汽冷却器，被蒸汽冷却器加热后的中压缸排汽再返回低压缸做功，实现减小回热加热系统的换热
Figure DDA0003088502580000011
损失，提高汽轮机排汽干度、减小湿气损失的目的，最终提高超临界和超超临界机组运行安全性和经济性。

Description

一种高参数汽轮机蒸汽再热循环系统
技术领域
本发明属于火力发电领域，具体涉及一种高参数汽轮机蒸汽再热循环系统。
背景技术
近20年来，燃煤发电机组主汽参数由亚临界(16.7MPa，535℃)逐渐发展到超临界(24.2MPa，566℃)、再到超超临界(25MPa，600℃)、再到高参数二次再热超超临界，主汽温度最高达到615℃热温度最高达到630℃。高参数带来更低的能耗水平，对于降低生产成本、减少碳排放均起到积极的作用。然而，受材料等关键技术制约，进一步提高机组参数受到限制。因此通过提高参数实现节能减排的道路在短时间内受阻，我们依然需要通过其他技术手段，如改变系统配置方式来实现。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种高参数汽轮机蒸汽再热循环系统，能够减小回热加热系统的换热
Figure BDA0003088502560000011
用损失，并提高汽轮机排汽干度、减小湿气损失，最终提高运行安全性和经济性。
为了达到上述目的，本发明包括低压缸、中压缸和高压缸，中压缸连接低压缸和高压缸，低压缸连接发电机，中压缸的排汽管路连接第一蒸汽冷却器，第一蒸汽冷却器连接第二蒸汽冷却器，第二蒸汽冷却器连接第三蒸汽冷却器，第三蒸汽冷却器连接第四蒸汽冷却器，第四蒸汽冷却器连接第五蒸汽冷却器，第五蒸汽冷却器连接低压缸，第一蒸汽冷却器连接中压缸的除氧器回热蒸汽管路，第二蒸汽冷却器连接高压缸的三段回热蒸汽管路，第三蒸汽冷却器连接高压缸的二段段回热蒸汽管路，第四蒸汽冷却器连接中压缸的四段段回热蒸汽管路，第五蒸汽冷却器连接高压缸的一段回热蒸汽管路。
第一蒸汽冷却器的除氧器回热蒸汽出口管路连接除氧器和给水泵汽轮机。
第二蒸汽冷却器、第三蒸汽冷却器、第四蒸汽冷却器和第五蒸汽冷却器的回热蒸汽出口管路连接高压加热器组。
高压缸的排汽蒸汽管路连接锅炉。
第五蒸汽冷却器出口蒸汽管道连接汽轮机低压缸。
低压缸连接凝汽器，凝汽器连接低压加热器组，低压加热器组连接除氧器，除氧器连接高压加热器组，高压加热器组连接锅炉，锅炉连接高压缸。
除氧器与高压加热器组间设置有给水泵，给水泵连接给水泵汽轮机。
与现有技术相比，本发明通过利用回热蒸汽的过热度深度再热中压缸排汽，增设了五级蒸汽冷却器，被蒸汽冷却器加热后的中压缸排汽再返回低压缸做功，实现减小回热加热系统的换热
Figure BDA0003088502560000021
损失，提高汽轮机排汽干度、减小湿气损失，最终提高超临界和超超临界机组运行安全性和经济性。
进一步的，本发明的各级蒸汽冷却器均位于汽轮机本体与给水加热器之前的回热抽汽管道上，用于降低回热抽汽的过热度。
附图说明
图1为本发明的系统图；
其中，1、低压缸，2、中压缸，3、高压缸，4、第一蒸汽冷却器，5、第二蒸汽冷却器，6、第三蒸汽冷却器，7、第四蒸汽冷却器，8、第五蒸汽冷却器，9、发电机，10、除氧器，11、高压加热器组，12、凝汽器，13、低压加热器组，14、给水泵汽轮机，15、锅炉，16、给水泵。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
参见图1，本发明包括低压缸1、中压缸2和高压缸3，中压缸2连接低压缸1和高压缸3，低压缸1连接发电机9，中压缸2的排汽管路连接第一蒸汽冷却器4，第一蒸汽冷却器4连接第二蒸汽冷却器5，第二蒸汽冷却器5连接第三蒸汽冷却器6，第三蒸汽冷却器6连接第四蒸汽冷却器7，第四蒸汽冷却器7连接第五蒸汽冷却器8，第五蒸汽冷却器8连接低压缸1，第一蒸汽冷却器4连接中压缸2的除氧器回热蒸汽管路，第二蒸汽冷却器5连接高压缸3的三段回热蒸汽管路，第三蒸汽冷却器6连接高压缸3的二段段回热蒸汽管路，第四蒸汽冷却器7连接中压缸2的四段段回热蒸汽管路，第五蒸汽冷却器8连接高压缸3的一段回热蒸汽管路。第一蒸汽冷却器4的除氧器回热蒸汽出口管路连接除氧器10和给水泵汽轮机14。第二蒸汽冷却器5、第三蒸汽冷却器6、第四蒸汽冷却器7和第五蒸汽冷却器8的回热蒸汽出口管路连接高压加热器组11。高压缸3的排汽蒸汽管路连接锅炉15。第五蒸汽冷却器8出口蒸汽管道连接汽轮机低压缸1。低压缸1连接凝汽器12，凝汽器12连接低压加热器组13，低压加热器组13连接除氧器10，除氧器10连接高压加热器组11，高压加热器组11连接锅炉15，锅炉15连接高压缸2。除氧器10与高压加热器组11间设置有给水泵16，给水泵16连接给水泵汽轮机14。
实施例：
常用的再热方式有两种：一种是烟气再热，一种是蒸汽再热，烟气再热虽能将再热蒸汽温度升的较高，但蒸汽管路长，压力损失大，而蒸汽再热虽然再热温度较低，但压力损失小，更适合于汽轮机内部再热。
本发明通过利用回热蒸汽的过热度深度再热中压缸排汽，增设五级蒸汽冷却器，实现减小回热加热系统的换热
Figure BDA0003088502560000031
损失，提高汽轮机排汽干度、减小湿气损失，最终提高机组运行安全性和经济性的目的：
1)降低进入各级加热器的蒸汽过热度，减小回热加热系统的换热
Figure BDA0003088502560000032
损失；
通过对某超超临界机组的计算，对比增加蒸汽冷却器前、后进入1号到5号加热器的回热蒸汽过热度，发现蒸汽过热度明显降低，即明显降低了回热系统的换热温差，有利于降低换热
Figure BDA0003088502560000042
损失：
Figure BDA0003088502560000041
2)提高汽轮机低压缸进汽焓，降低排汽湿度、减小湿气损失，提高机组运行安全性；
通过对某超超临界机组的计算，对比增加蒸汽冷却器前、后汽轮机低压缸进汽焓，发现增加蒸汽冷却器后低压缸进汽焓提高177.34kJ/kg，在保持低压缸效率不变的情况下，汽轮机排汽湿度降低4.07个百分点，湿度降低明显，有利于减小湿气损失，提高机组运行安全性；
3)提高机组运行经济性；
在汽轮机发电量相同，汽轮机三缸效率相同的情况下，对比增加蒸汽冷却器前、后汽轮机的热耗率，增加后汽轮机热耗率降低8.9kJ/kWh，对应降低机组发电煤耗约0.33g/kWh，有利于提高机组经济性。

Claims (7)

1.一种高参数汽轮机蒸汽再热循环系统，其特征在于，包括低压缸(1)、中压缸(2)和高压缸(3)，中压缸(2)连接低压缸(1)和高压缸(3)，低压缸(1)连接发电机(9)，中压缸(2)的排汽管路连接第一蒸汽冷却器(4)，第一蒸汽冷却器(4)连接第二蒸汽冷却器(5)，第二蒸汽冷却器(5)连接第三蒸汽冷却器(6)，第三蒸汽冷却器(6)连接第四蒸汽冷却器(7)，第四蒸汽冷却器(7)连接第五蒸汽冷却器(8)，第五蒸汽冷却器(8)连接低压缸(1)，第一蒸汽冷却器(4)连接中压缸(2)的除氧器回热蒸汽管路，第二蒸汽冷却器(5)连接高压缸(3)的三段回热蒸汽管路，第三蒸汽冷却器(6)连接高压缸(3)的二段段回热蒸汽管路，第四蒸汽冷却器(7)连接中压缸(2)的四段段回热蒸汽管路，第五蒸汽冷却器(8)连接高压缸(3)的一段回热蒸汽管路。
2.根据权利要求1所述的一种高参数汽轮机蒸汽再热循环系统，其特征在于，第一蒸汽冷却器(4)的除氧器回热蒸汽出口管路连接除氧器(10)和给水泵汽轮机(14)。
3.根据权利要求1所述的一种高参数汽轮机蒸汽再热循环系统，其特征在于，第二蒸汽冷却器(5)、第三蒸汽冷却器(6)、第四蒸汽冷却器(7)和第五蒸汽冷却器(8)的回热蒸汽出口管路连接高压加热器组(11)。
4.根据权利要求1所述的一种高参数汽轮机蒸汽再热循环系统，其特征在于，高压缸(3)的排汽管路连接锅炉(15)。
5.根据权利要求1所述的一种高参数汽轮机蒸汽再热循环系统，其特征在于，第五蒸汽冷却器(8)出口蒸汽管道连接汽轮机低压缸(1)。
6.根据权利要求1所述的一种高参数汽轮机蒸汽再热循环系统，其特征在于，低压缸(1)连接凝汽器(12)，凝汽器(12)连接低压加热器组(13)，低压加热器组(13)连接除氧器(10)，除氧器(10)连接高压加热器组(11)，高压加热器组(11)连接锅炉(15)，锅炉(15)连接高压缸(2)。
7.根据权利要求5所述的一种高参数汽轮机蒸汽再热循环系统，其特征在于，除氧器(10)与高压加热器组(11)间设置有给水泵(16)，给水泵(16)连接给水泵汽轮机(14)。
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