RU2099542C1

RU2099542C1 - Steam power plant and method of control of same

Info

Publication number: RU2099542C1
Application number: SU915001477A
Authority: RU
Inventors: К.Гоундер Поннусами; М.Кауранен Тимо; Р.Раскин Нэйл
Original assignee: Фостер Вилер Энержи Ой
Priority date: 1990-01-23
Filing date: 1990-01-23
Publication date: 1997-12-20

Abstract

FIELD: power engineering. SUBSTANCE: steam power plant has combustion plant with fluidized bed, which includes combustion chamber with fluidized bed and at least one hot separator, steam superheater, and heater. The first stage of the heater and second or end stage of the heater are arranged in series in a common gas duct. Cooled steam supplied from the turbine is separated into the first and second portions. The first portion is directed together with the second portion of the cold steam. The first portion together with the second portion are directed through the second stage of the heater. In addition the flow rate of the first portion is measured in response to a signal on steam pressure drop between the inlet and outlet of the first stage of the intermediate steam superheater. The rates of the steam flows are measured simultaneously with the use of the control valves in the by-passing line and at the inlet of the first stage of the intermediate steam superheater. EFFECT: enhanced efficiency. 3 cl, 3 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к области энергетики, в частности, к энергетической паросиловой установке, а также к способу регулирования температур пара в двухступенчатом промежуточном пароперегревателе паросиловой установки. The present invention relates to the field of energy, in particular, to a steam power plant, as well as to a method for controlling steam temperatures in a two-stage intermediate superheater of a steam power plant.

Известно техническое решение [1] в котором описана энергетическая паросиловая установка, содержащая замкнутый паросиловой контур, включающий соединенные посредством трубопроводов двухступенчатую паровую турбину с размещенным на ее входе пароперегревателем и размещенным между ее ступенями двухступенчатым промежуточным пароперегревателем и парогенератор с топкой, радиационной и конвективной проходными частями, при этом пароперегреватель и промежуточный пароперегреватель установлены в конвективной проходной части парогенератора, причем вторая и первая ступени промежуточного пароперегревателя расположены в конвективной части парогенератора последовательно по ходу отходящих газов. A technical solution is known [1] in which a steam power plant is described, comprising a closed steam power circuit, including a two-stage steam turbine connected via pipelines with a superheater located at its inlet and a two-stage intermediate superheater located between its steps and a steam generator with a furnace, radiation and convective passage parts, while the superheater and the intermediate superheater are installed in the convective passage of the steam generator, moreover, the second and first stages of the intermediate superheater are located in the convective part of the steam generator sequentially along the exhaust gases.

Известен способ регулирования температур пара в двухступенчатом промежуточном пароперегревателя энергетической паросиловой установки [2] включающий разделение пара на входе в первую ступень промежуточного пароперегревателя на два потока, первый из которых подают в первую ступень пароперегревателя, а второй по обводной линии во вторую ступень, минуя обогрев в первой ступени на смещение с паром из первой ступени, при этом изменяют расход второго потока пара посредством клапана для регулирования расхода пара по сигналу о температуре пара на выходе из второй ступени промежуточного пароперегревателя. A known method of regulating steam temperatures in a two-stage intermediate superheater of an energy steam power plant [2] comprising dividing the steam at the inlet to the first stage of the intermediate superheater into two streams, the first of which is fed to the first stage of the superheater, and the second bypass to the second stage, bypassing heating in the first stage to the offset with steam from the first stage, while changing the flow rate of the second steam stream through a valve to control the flow of steam according to the signal about the temperature and at the exit from the second stage of the intermediate superheater.

Известное устройство использует дополнительный теплообменник и пароохладитель распылительного типа, что приводит к падению КПД цикла. The known device uses an additional heat exchanger and desuperheater spray type, which leads to a drop in cycle efficiency.

В известном способе температур пара регулируют посредством трехходового клапана, вследствие чего при использовании этого способа невозможно обеспечить управление давлением пара. In the known method, the steam temperature is controlled by a three-way valve, so that when using this method it is impossible to provide control of the steam pressure.

В основу настоящего изобретения поставлена задача создать энергетическую паросиловую установку, которая имела бы достаточно простую конструкцию и обеспечивала при этом высокий КПД. А также задачей является создание такого способа регулирования температуры пара в двухступенчатом промежуточном пароперегревателе энергетической паросиловой установки, который обеспечивал бы управление давлением пара с возможно меньшими потерями на регулирующих элементах. The basis of the present invention is the task to create a power steam power plant, which would have a fairly simple design and provide high efficiency. And also the task is to create such a method for controlling the temperature of the steam in a two-stage intermediate superheater of the steam power plant, which would provide control of the steam pressure with the least possible loss on the regulating elements.

В соответствии с задачей настоящего изобретения предложена энергетическая паросиловая установка, содержащая замкнутый паросиловой контур, включающий соединенные посредством трубопроводов двухступенчатую паровую турбину с размещенным на ее входе пароперегревателем и размещенным между ее ступенями двухступенчатым промежуточным пароперегревателем и парогенератор с топкой, радиационной и конвективной проходными частями, при этом пароперегреватель и промежуточный пароперегреватель установлены в конвективной проходной части парогенератора, причем вторая и первая ступени промежуточного пароперегревателя расположены в конвективной части парогенератора последовательно по ходу отходящих газов, которая согласно изобретению снабжена дополнительным трубопроводом, средством для разделения поступающего от турбины в промежуточный пароперегреватель пара на два потока, средством для объединения указанных потоков, двумя клапанами, соответственно, для регулирования расхода пара и давления, а также двумя блоками управления, соответственно, для регулирования температуры пара и перепада давлений, причем средства для разделения пара на потоки и объединения этих потоков установлены соответственно на входе и выходе первой ступени промежуточного пароперегревателя и соединены между собой посредством дополнительного трубопровода с установленным в нем клапаном для регулирования расхода пара, размещенным вне парогенератора, блок управления для регулирования температуры пар подключен к выходу второй ступени промежуточного пароперегревателя и клапану для регулирования расхода, а клапан для регулирования давления установлен между средством для разделения пара на потоки и входом первой ступени промежуточного пароперегревателя, размещен вне парогенератора и подключен к блоку управления для регулирования перепада давлений, который подключен ко входу и выходу первой ступени промежуточного пароперегревателя. In accordance with the object of the present invention, there is provided a steam power plant comprising a closed steam power circuit including a two-stage steam turbine connected by pipelines with a superheater located at its inlet and a two-stage intermediate superheater located between its steps and a steam generator with a furnace, radiation and convective passage parts, while a superheater and an intermediate superheater are installed in the convective passage part of the steam neratora, and the second and first stages of the intermediate superheater are located in the convective part of the steam generator sequentially along the exhaust gases, which according to the invention is equipped with an additional pipeline, means for separating the steam coming from the turbine into the intermediate superheater into two streams, means for combining these flows, two valves, respectively, to control the flow of steam and pressure, as well as two control units, respectively, to control the temperature steam and differential pressure, and means for separating steam into streams and combining these flows are installed respectively at the inlet and outlet of the first stage of the intermediate superheater and are interconnected by means of an additional pipeline with a valve installed in it for controlling the flow of steam located outside the steam generator, the control unit for steam temperature control is connected to the output of the second stage of the intermediate superheater and the valve for regulating the flow, and the valve for regulating phenomenon is installed between the means for separating steam flows and the inlet of the first stage reheater is disposed outside the steam generator and connected to the control unit for differential pressure regulation, which is connected to the input and output of the first stage reheater.

Предпочтительно пароперегреватель установить в конвективной части парогенератора за второй ступенью промежуточного пароперегревателя по ходу отходящих газов. It is preferable to install the superheater in the convective part of the steam generator behind the second stage of the intermediate superheater along the exhaust gas.

Целесообразно также выполнить топку парогенератора в виде топки с псевдоожиженным слоем, а парогенератор с, по крайней мере, одним сепаратором, размещенным между радиационной и конвективной частями. It is also advisable to make the furnace of the steam generator in the form of a furnace with a fluidized bed, and the steam generator with at least one separator located between the radiation and convection parts.

Кроме того, задача решается тем, что в способе регулирования температур пара в двухступенчатом промежуточном пароперегревателе энергетической паросиловой установки, включающем разделение пара на входе в первую ступень промежуточного пароперегревателя на два потока, первый из которых подают в первую ступень пароперегревателя, а второй по обводной линии во вторую ступень, минуя обогрев в первой ступени, на смешение с паром из первой ступени, при этом изменяют расход второго потока пара посредством клапана для регулирования расхода пара по сигналу о температуре пара на выходе из второй ступени промежуточного пароперегревателя, согласно изобретению дополнительно изменяют расход первого потока пара по сигналу о перепаде давлений пара между входом и выходом первой ступени промежуточного пароперегревателя, причем изменение расходов потока пара ведут одновременно посредством регулирующих клапанов, установленных соответственно в обводной линии и на входе в первую ступень промежуточного пароперегревателя. In addition, the problem is solved in that in a method for controlling steam temperatures in a two-stage intermediate superheater of an energy steam power plant, comprising dividing the steam at the inlet of the first stage of the intermediate superheater into two streams, the first of which is fed to the first stage of the superheater, and the second bypass the second stage, bypassing the heating in the first stage, to mix with steam from the first stage, while changing the flow rate of the second steam stream through a valve to control the flow of steam according to the signal about the steam temperature at the outlet of the second stage of the intermediate superheater, according to the invention, the flow rate of the first steam stream is additionally changed according to the signal about the difference in steam pressure between the input and output of the first stage of the intermediate superheater, and the flow rate of the steam flow is simultaneously controlled by means of control valves installed respectively in bypass line and at the entrance to the first stage of the intermediate superheater.

В заявленной энергетической паросиловой установке надежность работы первой ступени пароперегревателя повышена за счет поддержания в нем температуры среды в заданном диапазоне с одновременным поддержанием температуры пара на выходе из второй ступени пароперегревателя. In the claimed steam-powered power plant, the reliability of the first stage of the superheater is increased by maintaining the medium temperature in it in a given range while maintaining the temperature of the steam at the outlet of the second stage of the superheater.

В дополнение к этому, способ согласно изобретению, улучшает возможности управления перегретым паром в системе, где температурой перегретого пара управляют посредством использования перепускной линии первой ступени пароперегревателя. Посредством использования двух независимо управляемых клапанов перепад давления пара на первой ступени пароперегревателя может контролироваться одновременно с контролем температуры пара. In addition, the method according to the invention improves the ability to control superheated steam in a system where the temperature of the superheated steam is controlled by using the bypass line of the first superheater stage. By using two independently controlled valves, the pressure drop across the first stage of the superheater can be controlled simultaneously with the control of the steam temperature.

Управление перепадом давления пара на первой ступени пароперегревателя согласно изобретению, создает возможности поддержания постоянного давления пара на входе нижней секции турбины, также и во время регулировки температур пара. Это несомненно повышает работоспособность турбины. The control of the steam pressure drop in the first stage of the superheater according to the invention makes it possible to maintain a constant steam pressure at the inlet of the lower turbine section, also during the adjustment of steam temperatures. This undoubtedly increases the turbine's performance.

Кроме того, в случае, когда два или более котла подсоединены к одной турбине, система из двух независимо управляемых клапанов помогает осуществлять балансирование перетока перегретого пара между котлами, посредством чего температура перегрева на выходе поддерживается в необходимых пределах при всех возможных рабочих условиях. In addition, in the case when two or more boilers are connected to the same turbine, a system of two independently controlled valves helps to balance the flow of superheated steam between the boilers, whereby the outlet superheat temperature is maintained within the required limits under all possible operating conditions.

Варианты осуществления настоящего изобретения показаны на прилагаемых чертежах, на которых: фиг. 1 представляет собой схематичную диаграмму, иллюстрирующую типичную систему котла с циркулирующим псевдоожижденным слоем; фиг. 2 представляет собой схематичную диаграмму, иллюстрирующую второй вариант настоящего изобретения, и фиг. 3 представляет собой схематичную диаграмму, иллюстрирующую из двух котлов, соединенных с одной турбиной. Embodiments of the present invention are shown in the accompanying drawings, in which: FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a typical circulating fluidized bed boiler system; FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a second embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a schematic diagram illustrating two boilers connected to one turbine.

На фиг. 1 показана силовая установка, представляющая собой типичный котел с циркулирующим псевдоожиженным слоем с пароперегревателем и подогревателем, с системой, включающей предпочтительный вариант настоящего изобретения. Котельная установка, обозначенная в целом цифрой 10, содержит камеру сгорания 12 с псевдоожиженным слоем, содержащую собственно камеру сгорания 14, в которую вводят сгораемый материал, негорючий материал, первичный воздух и вторичный воздух. В камере сгорания слой поддерживают в псевдоожиженном состоянии путем обеспечения точного наличия слоя материала и потока воздуха. Камера сгорания снабжена основанием 16, имеющим решетчатую конструкцию, через которую вводят псевдоожиженный воздух. Стенки камеры сгорания предпочтительно выполнены в виде трубчатых стенок мембранного типа, с огнеупорным покрытием или без него. In FIG. 1 shows a propulsion system, which is a typical circulating fluidized bed boiler with a superheater and heater, with a system including a preferred embodiment of the present invention. The boiler installation, indicated generally by the numeral 10, comprises a fluidized-bed combustion chamber 12 containing the combustion chamber 14 itself, into which combustible material, non-combustible material, primary air and secondary air are introduced. In the combustion chamber, the bed is maintained in a fluidized state by ensuring the exact presence of a layer of material and air flow. The combustion chamber is provided with a base 16 having a lattice structure through which fluidized air is introduced. The walls of the combustion chamber are preferably made in the form of tubular walls of a membrane type, with or without a refractory coating.

Первая и вторая ступени пароперегревателей 18 и 20 расположены внутри камеры сгорания. Материалы, находящиеся в камере сгорания, перемещают из камеры сгорания с помощью газоходов 22 в горячий сепаратор 24, где твердые частицы отделяются от дымовых газов для возврата при помощи системы рециркуляции твердых частиц 26, 28 и 30 в основание камеры сгорания для рециркуляции. Перед возвратом в камеру сгорания они могут быть пропущены через холодильники с псевдоожиженным слоем или т.п. устройства. The first and second stages of superheaters 18 and 20 are located inside the combustion chamber. The materials in the combustion chamber are transferred from the combustion chamber by means of gas ducts 22 to a hot separator 24, where the solid particles are separated from the flue gases to be returned by means of a particulate recirculation system 26, 28 and 30 to the base of the combustion chamber for recirculation. Before returning to the combustion chamber, they can be passed through fluidized bed refrigerators or the like. devices.

Детали циркуляционного контура для питательной воды и первичные пароперегреватели не изображены, поскольку они не составляют существенную часть настоящего изобретения. The details of the feed water circuit and primary superheaters are not shown, since they do not constitute an essential part of the present invention.

Дымовые газы из горячего сепаратора поступают по газоходу 32 в конвекционный проход 34. Одноступенчатый пароперегреватель 38 помещают или располагают в конвекционном канале, с установкой подогревателей 40 и 42, расположенных после пароперегревателя 38 и выше поверхности экономайзера 44. Подогреватель иллюстрируется в виде двух ступеней, из которых первая ступень обозначается цифрой 42, вторая или конечная ступень цифрой 40. Эти две ступени устанавливают в виде противоточных теплообменников с направлением газового потока сверху вниз и направлением потока подогреваемого водяного пара снизу вверх. Размещение подогревателя 38 внутри этого прохода помогает поддержанию температуры газового потока в подогреватель 40 ниже критической температуры. Эта схема вместе с признаком байпасирований, как будет объяснено, обеспечивает уникальный и эффективный контроль за температурами внутри секций подогревателя. Flue gases from the hot separator enter the convection passage 34 through a duct 32. A single-stage superheater 38 is placed or placed in the convection channel, with heaters 40 and 42 located after the superheater 38 and above the surface of the economizer 44. The heater is illustrated in two stages, of which the first stage is indicated by the number 42, the second or final stage by the number 40. These two stages are installed in the form of counterflow heat exchangers with the gas flow direction from top to bottom and to the right downward flow of heated water vapor. Placing the heater 38 inside this passage helps maintain the temperature of the gas stream in the heater 40 below a critical temperature. This scheme, together with the sign of bypassing, as will be explained, provides a unique and effective control of the temperatures inside the heater sections.

Когда температура водяного пара, выходящего из конкретной секции (в схеме противоточного теплообменник) близка к температуре газа, поступающего в эту секцию, уменьшение потока водяного пара приведет к значительному снижению поглощения тепла. Когда температура водяного пара достигает температуры газа, снижается полезный тепловой эффект, пригодный для теплопередачи. Это создает температуры принципа, используемого для системы регулирования температуры подогрева в соответствии с настоящим изобретением. When the temperature of the water vapor leaving a particular section (in the counterflow heat exchanger circuit) is close to the temperature of the gas entering this section, a decrease in the flow of water vapor will lead to a significant decrease in heat absorption. When the temperature of the water vapor reaches the gas temperature, the beneficial heat effect suitable for heat transfer is reduced. This creates the temperature principle used for the heating temperature control system in accordance with the present invention.

Система генерирования, изображенная на фиг.1, состоит в подаче водяного пара в двухступенчатую турбину. В иллюстрируемой схеме водяной пар из пароперегревателя 38 проходит через выходной коллектор 46 и подводящий трубопровод 48 с помощью вентиля 50 на входную сторону турбины высокого давления (ТВД) 52. Охлажденный водяной пар, выходящий из турбины 52, возвращается по возвратному трубопроводу 53 в подогревателе 42 и 40. В подогревателе байпасный трубопровод 54 соединяется с возвратным трубопроводом 53 в точке 55 и байпасирует часть охлажденного водяного пара с оставшейся частью водяного пара, проходящего через дифференциальный регулирующий клапан 56 в входной коллектор 58 подогревателя первой ступени 42. The generation system shown in FIG. 1 consists in supplying water vapor to a two-stage turbine. In the illustrated scheme, steam from a superheater 38 passes through an output manifold 46 and a supply pipe 48 by means of a valve 50 to the input side of the high pressure turbine (HPH) 52. The cooled steam leaving the turbine 52 is returned via a return pipe 53 to the heater 42 and 40. In the heater, the bypass pipe 54 is connected to the return pipe 53 at point 55 and bypasses part of the cooled water vapor with the remaining part of the water passing through the differential control valve 56 in the input manifold 58 of the heater of the first stage 42.

Водяной пар, проходящий через подогреватель 42, существует за счет коллектора 60 и вновь соединяется или смешивается с байпасной частью охлажденного водяного пара в точке 62. В байпасном трубопроводе 54 для регулирования потока между приемным манифольдом подогревателя первой ступени 42 и байпасным трубопроводом предусмотрен регулятор расхода 64. Объединенный водяной пара в точке 62 поступает в входной коллектор 6 подогревателя второй или конечной ступени 40, где он дополнительно подогревается и поступает через выходной коллектор 68, подводящий трубопровод 70 и вентиль 72 на вторую ступень или низшую ступень турбины (ТСД) турбины среднего давления 74. Избирательное дозирование охлажденного водяного пара между байпасным трубопроводом 54 и второй ступенью подогревателя 42 обеспечивает создание эффективного и полезного средства регулирования температуры ступенях подогревателя. Water vapor passing through heater 42 exists through manifold 60 and is reconnected or mixed with the bypass portion of the cooled water vapor at point 62. In the bypass pipe 54, a flow regulator 64 is provided between the inlet manifold of the first stage heater 42 and the bypass pipe. The combined water vapor at point 62 enters the input manifold 6 of the heater of the second or final stage 40, where it is additionally heated and enters through the output manifold 68, leading pipeline 70 and valve 72 to the second stage or lower stage of the turbine (TSD) of the medium pressure turbine 74. Selectively dispensing chilled water vapor between the bypass pipe 54 and the second stage of the heater 42 provides an effective and useful means for controlling the temperature of the heater stages.

Местоположение подогревателя первой ступени 42 в канале газохода выбирают таким образом, что байпасирование необходимой части охлажденного водяного пара подогрева непосредственно в подогреватель второй ступени 40 не может повысить температуру водяного пара, выходящего из подогревателя первой ступени, более той температуры, которая допустима для материала трубок подогревателя. Для защиты материалов подогревателя первой ступени от превышения допустимой для них температуры металла будет установлен предел. Величина температуры 55^oC представляет собой типичную предельную температуру и она может изменяться в зависимости от действительных конструктивных условий. Цель этой системы состоит в том, что максимальная температура наружной поверхности трубок не превысит допустимого для выбранного материала предела температуры.The location of the heater of the first stage 42 in the duct is chosen so that bypassing the necessary part of the cooled water vapor of the heater directly to the heater of the second stage 40 cannot increase the temperature of the water vapor leaving the heater of the first stage to more than the temperature that is acceptable for the material of the heater tubes. To protect the materials of the first stage heater from exceeding the permissible metal temperature for them, a limit will be set. The temperature of 55 ^o C represents a typical limit temperature and it can vary depending on the actual design conditions. The purpose of this system is that the maximum temperature of the outer surface of the tubes does not exceed the temperature limit acceptable for the selected material.

Установку регулирующих клапанов 56 и 64 выбирают так, чтобы возможность регулирования обеспечивалась посредством диапазона регулирования температуры водяного пара и позволяет заменять все поверхности подогревателя в конвективном проходе котла, ограничивая необходимость в печных поверхностях подогревателя. Это также делает осуществимой упрощенную схему пуска, когда более одного котла, например, соединен с общей турбинной установкой. В этой схеме группа клапанов обеспечивает средство для уравновешивания потока подогрева водяного пара при различных рабочих условиях. The installation of control valves 56 and 64 is chosen so that the possibility of regulation is ensured by the range of regulation of the temperature of water vapor and allows replacing all surfaces of the heater in the convective passage of the boiler, limiting the need for furnace surfaces of the heater. This also makes a simplified start-up scheme feasible when more than one boiler, for example, is connected to a common turbine installation. In this design, the valve group provides a means to balance the flow of preheated water vapor under various operating conditions.

В котле с циркулирующим псевдоожиженных слоем сгорания происходит в псевдоожиженном слое инертного материала. Материал псевдоожиженного слоя, выходящий из камеры сгорания, возвращают при помощи горячего сборника (такого, как например, горячий циклон) через подходящее уплотнительное устройство. При работе воздух и топливо вводят в камеру сгорания 14, где материал слоя поддерживают в псевдоожиженном состоянии путем поддержания точного расхода воздуха и материала слоя. Псевдоожиженный воздух вводят через колосник решетчатой формы или конструкцию 16 в днище камеры. Дымовые газы и продукты сгорания вместе с увлекаемыми твердыми частицами сначала переносят тепло пароперегревателя 18 и 20 и транспортируются по газоходу 22 в горячий сепаратор 24, в котором твердые частицы отделяют и возвращают в камеру сгорания через циркуляционный контур 26, 28 и 30. Горячие дымовые газы затем направляют из горячего сепаратора по газоходу 32 в секцию конвективного прохода 34, Где размещены пароперегреватель конечной ступени 38 и ступени 40 и 42 подогревателя. In a boiler with a circulating fluidized bed, combustion occurs in a fluidized bed of an inert material. The fluidized bed material exiting the combustion chamber is returned using a hot collector (such as, for example, a hot cyclone) through a suitable sealing device. During operation, air and fuel are introduced into the combustion chamber 14, where the bed material is maintained in a fluidized state by maintaining an accurate flow rate of air and bed material. Fluidized air is introduced through a grid-shaped grate or structure 16 in the bottom of the chamber. Flue gases and combustion products, along with entrained solid particles, first transfer the heat of the superheater 18 and 20 and are transported through a duct 22 to a hot separator 24, in which the solid particles are separated and returned to the combustion chamber through a circulation loop 26, 28 and 30. The hot flue gases then sent from the hot separator through the duct 32 to the section of the convective passage 34, where the superheater of the final stage 38 and the stages 40 and 42 of the heater are located.

Три ступени пароперегревателя расположены в описанной системе, причем эти ступени обозначены цифры 18, 20 и 38, при этом ступень 38 расположена в конвекционном канале дымовых газов. Пароохладители могут быть расположены между ступенями пароперегревателя для регулирования, при необходимости, температуру водяного пара. Две ступени 40 и 42 подогревателя расположены в конвективном проходе 34 и в сочетании с регулирующими клапанами и соединительными трубопроводами, так что возможен точный контроль температуры водяного пара на выходе из подогревателя. Трубопроводная обвязка является такой, что охлажденный водяной пар, вновь поступающий в эту систему по трубопроводу 53, избирательно разделяют на два потока в его соединении (тройнике) 55 с байпасным трубопроводом 54. Один поток поступает в подогреватель первой ступени и распределяется через входной коллектор 58. Второй поток поступает в подогреватель второй ступени через клапан 64 и входной коллектор 66. Избирательное деление потока будет пропорционально необходимости температуры, которое осуществляют при помощи клапанов 56 и 64. Three stages of the superheater are located in the described system, and these stages are indicated by the numbers 18, 20 and 38, while the stage 38 is located in the convection channel of the flue gas. Desuperheaters can be located between the stages of the superheater to regulate, if necessary, the temperature of water vapor. Two stages 40 and 42 of the heater are located in the convective passage 34 and in combination with control valves and connecting pipes, so that precise control of the temperature of the water vapor at the outlet of the heater is possible. The piping is such that the cooled water vapor again entering this system through pipeline 53 is selectively divided into two streams in its connection (tee) 55 to the bypass pipe 54. One stream enters the first stage heater and is distributed through the inlet manifold 58. The second stream enters the second stage heater through valve 64 and the inlet manifold 66. Selective division of the flow will be proportional to the need for temperature, which is carried out using valves 56 and 64.

Горячий поток, выходящий из регулятора первой ступени через выпускной коллектор 60 смешивают с охлажденным водяным паром посредством байпасного трубопровода 54 после или отходящим потоком из клапана-регулятора расхода 64, и смешанный поток поступает на подогреватель второй ступени через входной коллектор 66. Расход через подогреватель первой ступени регулируют соответствующим манипулированием двух регулирующих клапанов 56 и 64, которые в свою очередь, регулируют температуру водяного пара, выходящего из подогревателя второй ступени 40. Горячий водяной пар из подогревателя второй или конечной ступени направляют обратно в турбину по горячему трубопроводу 70 подогретого водяного пара. The hot stream exiting the first stage controller through the exhaust manifold 60 is mixed with chilled water vapor through the bypass pipe 54 after or by the exhaust stream from the flow control valve 64, and the mixed stream enters the second stage heater through the inlet manifold 66. Flow through the first stage heater regulate by appropriate manipulation of two control valves 56 and 64, which, in turn, regulate the temperature of the water vapor leaving the heater of the second stage 40. whose water vapor from the heater of the second or final stage is sent back to the turbine through the hot pipeline 70 of heated water vapor.

Блок управления перепадом давления 80 контролирует настройку клапана 56 для регулирования перепада давления, подходящего для регулирующего клапана 64. The differential pressure control unit 80 controls the setting of the valve 56 to control the differential pressure suitable for the control valve 64.

Блок 80 реагирует на перепад давления между возвратным трубопроводом 53 охлажденного водяного пара и выходной давление в месте соединения 62 выхода из подогревателя 42 и байпасного трубопровода 54. Это указано пунктирной линией 84 на фиг. 1. Блок управления 80 настраивают для регулирования клапана 56 как функции от нагрузки на котел. Unit 80 responds to a pressure differential between the chilled water vapor return line 53 and the outlet pressure at the junction 62 of the outlet of the heater 42 and the bypass line 54. This is indicated by dashed line 84 in FIG. 1. The control unit 80 is configured to control the valve 56 as a function of the load on the boiler.

Клапан 64 на байпасном трубопроводе 54 управляется блоком управления температурой 82, который реагирует на температуру выходящего водяного пара из подогревателя 40 второй или конечной ступени. Это указано штриховой линией 86 на фиг.1. В иллюстрируемом варианте в качестве примера температуру подогревателя 40 поддерживают в диапазоне приблизительно 538^oC, плюс или минус 10^oC. Когда температура водяного пара, выходящего из подогревателя 40, начинает повышаться свыше 548^oC, клапан 64 открывается для байпасирования дополнительного охлажденного водяного пара непосредственно в подогреватель 40. Когда температура начинает падать ниже 532^oC, клапан 64 закрывается для уменьшения расхода байпасированного охлажденного водяного пара во вторую ступень 40.The valve 64 on the bypass pipe 54 is controlled by a temperature control unit 82, which responds to the temperature of the outgoing water vapor from the second or final stage heater 40. This is indicated by dashed line 86 in FIG. In the illustrated embodiment, as an example, the temperature of the heater 40 is maintained in the range of about 538 ^° C., plus or minus 10 ^° C. When the temperature of the water vapor leaving the heater 40 begins to rise above 548 ^° C., the valve 64 opens to bypass the additional cooled water vapor directly to the heater 40. When the temperature begins to drop below 532 ^° C, the valve 64 closes to reduce the consumption of by-pass cooled water vapor to the second stage 40.

На фиг. 2 иллюстрируется система, идентичная фиг.1, но расположением пароперегревателя 38 между подогревателями 40 и 42. В конвективном проходе размещен одноступенчатый пароперегреватель 38 с подогревателем 40 второй ступени, расположенными выше пароперегревателями, и подогревателем 42 первой ступени, расположенным ниже его, ниже пароперегревателя 38 расположен экономайзер 44. Это противоположно тому, что было изображено на фиг.1. Расположение подогревателя 40 второй ступени выше пароперегревателя 38 позволяет ему поглотить больше теплоты при более низких нагрузках. Это представляет ему возможность для расширения своего диапазона регулирования температурой водяного пара, в то время как оказывает небольшой эффект на диапазон регулирования пароперегревателя, если вообще оказывает какой-либо эффект. Это возможное расширение диапазона регулирования температурой подогрева водяного пара улучшит соединение двух агрегатов в одну турбину более легко в отношении способностей согласования температур. In FIG. 2 illustrates a system identical to FIG. 1, but with the location of the superheater 38 between the heaters 40 and 42. In the convection passage there is a single-stage superheater 38 with the second stage heater 40 located above the superheaters and the first stage heater 42 located below it, below the superheater 38 economizer 44. This is the opposite of what was shown in figure 1. The location of the second stage heater 40 above the superheater 38 allows it to absorb more heat at lower loads. This presents him with the opportunity to expand his range of control of the temperature of water vapor, while it has little effect on the control range of the superheater, if at all it has any effect. This possible extension of the temperature control range of the steam heating temperature will improve the connection of two units into one turbine more easily with regard to temperature matching capabilities.

Настоящая схема, при установке подогревателя второй ступени 40 выше пароподогревателя 38, обеспечивает даже большее регулирование температуры на ступенях подогревателя. Поскольку газ теперь проходит через подогреватель 40 перед тем как он поступает в пароперегреватель 38, он не может иметь температуру ниже критической для подогревателя 40 вплоть до некоторой нагрузки котла. Таким образом, при установке пароперегревателя 38 в проходе позади подогревателя 40, температура газа будет ниже критической температуры для подогревателя 40 только до того, как после достигнута нагрузка приблизительно 25 30% В это время охлажденный водяной пар пригоден для регулирования температуры в соответствии с настоящим изобретением. При необходимости более высокой точки загрузки материалы металла трубы могли бы быть повышены в качестве для того, чтобы позволить максимальную нагрузку порядка 35 40% Это обстоятельство, не требующее прохождения через подогреватель до тех пор, пока блок не загружен на приблизительно 25 40% является другим преимуществом настоящего изобретения. The present scheme, when installing the heater of the second stage 40 above the steam heater 38, provides even greater temperature control on the steps of the heater. Since the gas now passes through the heater 40 before it enters the superheater 38, it cannot have a temperature lower than critical for the heater 40 up to a certain boiler load. Thus, when the superheater 38 is installed in the aisle behind the heater 40, the gas temperature will be below the critical temperature for the heater 40 only after a load of approximately 25-30% is reached. At this time, the cooled water vapor is suitable for controlling the temperature in accordance with the present invention. If a higher loading point is necessary, the metal materials of the pipe could be increased in quality in order to allow a maximum load of the order of 35–40%. This circumstance, which does not require passage through the heater until the block is loaded at approximately 25–40%, is another advantage. of the present invention.

Согласно фиг. 3 описывается система, идентичная изображенной на фиг. 1, но с идентичным котлом. В этой системе элементы первой котельной установки обозначены теми же цифровыми обозначениями, что и на фиг. 1, причем вторая котельная установка обозначена теми же исходными цифрами. Следовательно, в этой схеме описывается турбинная котельная установка, в которой два котла подают водяной пар в одну турбину. Один существенный признак, необходимый для системы этого типа, состоит в том, что для регулирования количества потока водяного пара подогрева в каждый котел должно быть предусмотрено некоторое средство так что температура водяного пара на выходе подогрева в определенных границах при всех возможных рабочих условиях. В иллюстрируемой системе для двух котлов предусмотрены идентичные управления и трубопроводная обвязка. According to FIG. 3, a system identical to that shown in FIG. 1, but with an identical boiler. In this system, the elements of the first boiler installation are indicated by the same numeric designations as in FIG. 1, and the second boiler installation is indicated by the same initial numbers. Therefore, this scheme describes a turbine boiler plant in which two boilers supply steam to one turbine. One essential feature required for a system of this type is that some means must be provided for regulating the amount of heating water vapor flow in each boiler so that the temperature of the water vapor at the heating outlet is within certain limits under all possible operating conditions. In the illustrated system for two boilers, identical controls and piping are provided.

Клапаны регулятора 56 и 64 для регулирования температуры подогрева водяного пара можно использовать до уравновешивания расхода и поддержания температуры на выходе подогревателя в пределах как при нормальных, так и ненормальных рабочих условиях. В этой установке клапаны, редуцирующие давление, 80 и 82 вместе с пароохладителями 76 и 78 обеспечивают гибкость в процессе холодного запуска, горячего запуска, а также при пуске второго блока, в то время когда первый блок находится в работе. Это простая система ограничивает необходимость в сложной системе смешивания водяного пара. Она обеспечивает простую и эффективную систему и способ регулирования температуры подогрева водяного пара на выходе при изменяющихся условиях нагрузки. The valves of the regulator 56 and 64 for regulating the temperature of the heating of water vapor can be used to balance the flow and maintain the temperature at the outlet of the heater within both normal and abnormal operating conditions. In this installation, pressure reducing valves 80 and 82, together with desuperheaters 76 and 78, provide flexibility for cold starting, hot starting, and also when starting the second unit while the first unit is in operation. This simple system limits the need for a sophisticated water vapor mixing system. It provides a simple and effective system and method for controlling the temperature of heating the steam at the outlet under changing load conditions.

В ходе работы, с холодного пуска, сгорание начинается в камере сгорания 14 вводом топлива и воздуха, поступающего в камеру сгорания. Поскольку тепло образуется в результате сгорания, горючие газы сгорания движутся вертикально вверх в камеру сгорания, передавая тепло воде в пределах камеры сгорания и пароперегревателям 18 и 20. Горячие газы, продукты сгорания и твердые частицы проходят из камеры сгорания вдоль газохода 22 в горячий сепаратор 24, где твердые частицы отделяют для возврата в камеру сгорания. Горячие дымовые газы проходят по газоходу 32 в конвективный проход 34, где тепло отдается последовательно пароперегревателю 38, подогревателю 40 второй или конечной ступени и подогревателю 42 первой ступени. Поток горячего газа через систему начинается до расхода охлажденного потока. Котел разжигают и топливо горит в течение периода времени, обеспечивая образование горячих газов до образования водяного пара и пуска турбины. Охлажденный водяной пар подогрева не начинает проходить до тех пор, пока не пущена турбина. During operation, from a cold start, combustion starts in the combustion chamber 14 by introducing fuel and air entering the combustion chamber. Since heat is generated as a result of combustion, combustible combustion gases move vertically upward into the combustion chamber, transferring heat to the water within the combustion chamber and superheaters 18 and 20. Hot gases, combustion products and solid particles pass from the combustion chamber along the duct 22 to the hot separator 24. where solid particles are separated to return to the combustion chamber. Hot flue gases pass through the duct 32 into the convective passage 34, where heat is transferred sequentially to the superheater 38, the second or final stage heater 40 and the first stage heater 42. The flow of hot gas through the system begins before the flow of the cooled stream. The boiler is ignited and the fuel burns for a period of time, providing the formation of hot gases before the formation of water vapor and the start of the turbine. The cooled steam does not start to pass until the turbine is started up.

Поскольку горячие газы отдают свое тепло воде и водяному пару в водяных стенках, в пароперегревателях и подогревателях температура падает, так что она уменьшается на каждой последующей ступени. Следовательно бы отметить, что температура газа, выходящего на выходе из камеры сгорания, при полной нагрузке будет находиться в интервале от 843 до 927^oC. Чем больше разница температур между газом и водой, тем больше будет теплоотдача и тем холоднее будет газ, когда он проходит из соответствующего нагревателя.Since hot gases give their heat to water and water vapor in the water walls, the temperature drops in superheaters and heaters, so that it decreases at each subsequent stage. Therefore, it should be noted that the temperature of the gas leaving the combustion chamber at full load will be in the range from 843 to 927 ^o C. The greater the temperature difference between the gas and water, the greater the heat transfer and the colder the gas will be when it passes from the appropriate heater.

Следовательно, когда газ проходит пароперегреватель 38, он будет иметь температуру ниже критической температуры для подогревателя 40 вплоть до некоторой нагрузки котла. Таким образом, при нахождении пароперегревателя 38 в газовом проходе впереди подогревателя 40, температура газа будет ниже критической температуры для подогревателя 40 до тех пор, пока после не достигнута приблизительно 40 50% нагрузка. В это время охлажденный водяной пар пригоден для регулирования температуры в соответствии с этим изобретением. Это обстоятельство, не требующее расхода через подогреватель до 50%-ной загрузки блока, является другим преимуществом настоящего изобретения. Сами стандартные системы требуют наличия расхода через подогреватель на более ранних стадиях пуска (горячего или холодного) ля предохранения их от прогара. Таким образом, необходимого использовать дорогостоящую байпасную систему. Однако, при физическом размещении этой системы нет необходимости в байпасе и периоды пуска системы могут быть сокращены. Therefore, when the gas passes through the superheater 38, it will have a temperature below the critical temperature for the heater 40 up to a certain boiler load. Thus, when the superheater 38 is in the gas passage in front of the heater 40, the gas temperature will be lower than the critical temperature for the heater 40 until after approximately 40 to 50% load has been reached. At this time, chilled water vapor is suitable for controlling the temperature in accordance with this invention. This fact, which does not require flow through the heater to a 50% load of the block, is another advantage of the present invention. Standard systems themselves require a flow through the heater at the earlier stages of start-up (hot or cold) to protect them from burnout. Therefore, it is necessary to use an expensive bypass system. However, with the physical location of this system, there is no need for a bypass and the start-up periods of the system can be shortened.

В вышеизложенном описании изобретения возможны и другие модификации и изменения и в некоторых случаях некоторые признаки могут быть использованы без соответствующего использования двух характерных признаков. Соответственно, хотя настоящее изобретение иллюстрировано и описано по отношению к конкретному варианту, следует понять, что в него могут быть внесены многочисленные изменения и модификации без отхода от идеи и объема изобретения, ограниченного в приложенных пунктах формулы изобретения. In the foregoing description of the invention, other modifications and changes are possible and in some cases some features may be used without the corresponding use of two characteristic features. Accordingly, although the present invention is illustrated and described with respect to a particular embodiment, it should be understood that numerous changes and modifications can be made therein without departing from the idea and scope of the invention limited in the appended claims.

Claims

1. An energy steam power installation comprising a closed steam power circuit, including a two-stage steam turbine connected via pipelines with a superheater located at its inlet and a two-stage intermediate superheater located between its steps and a steam generator with a furnace, radiation and convective passage parts, with a superheater and an intermediate superheater in the convective passage of the steam generator, and the second and first stages of the intermediate superheaters are located in the convective passage through the exhaust gas in series, characterized in that it is equipped with an additional pipeline, means for separating the steam coming from the turbine into the intermediate superheater into two streams, means for combining these flows, two valves, respectively, for regulating the steam flow and pressure , as well as two control units, respectively, for regulating the temperature of the steam and the differential pressure, and means for separating steam into a stream and and the associations of these flows are installed respectively at the inlet and outlet of the first stage of the intermediate superheater and are interconnected by means of an additional pipeline with a valve for regulating the flow installed inside it, located outside the steam generator, a control unit for controlling the temperature of the steam is connected to the output of the second stage of the intermediate superheater and the valve for regulating the flow, and a valve for regulating the pressure is installed between the means for separating steam into streams and the inlet ervoy stage reheater is disposed outside the steam generator and connected to the control unit for differential pressure regulation, which is connected to the input and output of the first stage reheater.

2. Installation according to claim 1, characterized in that the superheater is installed in the convective passage of the steam generator behind the second stage of the intermediate superheater along the exhaust gas.

3. Installation according to claim 1, characterized in that the furnace of the steam generator is made in the form of a furnace with a fluidized bed, and the steam generator is made with at least one separator located between the radiation and convection parts.

4. A method for controlling the temperature of a steam in a two-stage intermediate superheater of a steam power plant, comprising dividing the steam at the inlet of the first stage of the intermediate superheater into two streams, the first of which is fed to the first stage of the superheater, and the second bypass to the second stage, bypassing the heating in the first stage, to mix with steam from the first stage, while changing the flow rate of the second steam stream by means of a valve to control the flow of steam according to the signal about the temperature of the steam at the exit de from the second stage of the intermediate superheater, characterized in that it further changes the flow rate of the first steam stream according to the signal about the differential pressure of steam between the input and output of the first stage of the intermediate superheater, and the flow rates of the steam flows are simultaneously controlled by control valves installed respectively in the bypass line and on entrance to the first stage of the intermediate superheater.