RU2584745C2 - Высокотемпературная паросиловая установка докритического давления и высокотемпературный прямоточный котел докритического давления, работающий при переменном давлении - Google Patents

Высокотемпературная паросиловая установка докритического давления и высокотемпературный прямоточный котел докритического давления, работающий при переменном давлении Download PDF

Info

Publication number
RU2584745C2
RU2584745C2 RU2013140948/06A RU2013140948A RU2584745C2 RU 2584745 C2 RU2584745 C2 RU 2584745C2 RU 2013140948/06 A RU2013140948/06 A RU 2013140948/06A RU 2013140948 A RU2013140948 A RU 2013140948A RU 2584745 C2 RU2584745 C2 RU 2584745C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
temperature
steam
pressure
boiler
subcritical
Prior art date
Application number
RU2013140948/06A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2013140948A (ru
Inventor
Йошики НОГУЧИ
Тошихико САСАКИ
Джун КОИЗУМИ
Казухико САИТО
Юичи ЙОШИДА
Нобору ШИНОТСУКА
Original Assignee
Митсубиши Хитачи Пауэр Системс, Лтд.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Митсубиши Хитачи Пауэр Системс, Лтд. filed Critical Митсубиши Хитачи Пауэр Системс, Лтд.
Publication of RU2013140948A publication Critical patent/RU2013140948A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2584745C2 publication Critical patent/RU2584745C2/ru

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22G—SUPERHEATING OF STEAM
    • F22G1/00—Steam superheating characterised by heating method
    • F22G1/02—Steam superheating characterised by heating method with heat supply by hot flue gases from the furnace of the steam boiler
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K7/00—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating
    • F01K7/16—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating the engines being only of turbine type
    • F01K7/22—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating the engines being only of turbine type the turbines having inter-stage steam heating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D1/00—Non-positive-displacement machines or engines, e.g. steam turbines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K13/00—General layout or general methods of operation of complete plants
    • F01K13/02—Controlling, e.g. stopping or starting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K25/00—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for
    • F01K25/08—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for using special vapours
    • F01K25/10—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for using special vapours the vapours being cold, e.g. ammonia, carbon dioxide, ether
    • F01K25/103—Carbon dioxide
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K3/00—Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein
    • F01K3/18—Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein having heaters
    • F01K3/185—Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein having heaters using waste heat from outside the plant
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K7/00—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating
    • F01K7/34—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating the engines being of extraction or non-condensing type; Use of steam for feed-water heating
    • F01K7/38—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating the engines being of extraction or non-condensing type; Use of steam for feed-water heating the engines being of turbine type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B29/00—Steam boilers of forced-flow type
    • F22B29/06—Steam boilers of forced-flow type of once-through type, i.e. built-up from tubes receiving water at one end and delivering superheated steam at the other end of the tubes
    • F22B29/061—Construction of tube walls
    • F22B29/064—Construction of tube walls involving horizontally- or helically-disposed water tubes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B29/00—Steam boilers of forced-flow type
    • F22B29/06—Steam boilers of forced-flow type of once-through type, i.e. built-up from tubes receiving water at one end and delivering superheated steam at the other end of the tubes
    • F22B29/12—Steam boilers of forced-flow type of once-through type, i.e. built-up from tubes receiving water at one end and delivering superheated steam at the other end of the tubes operating with superimposed recirculation during starting and low-load periods, e.g. composite boilers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B35/00—Control systems for steam boilers
    • F22B35/06—Control systems for steam boilers for steam boilers of forced-flow type
    • F22B35/10—Control systems for steam boilers for steam boilers of forced-flow type of once-through type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22G—SUPERHEATING OF STEAM
    • F22G1/00—Steam superheating characterised by heating method
    • F22G1/12—Steam superheating characterised by heating method by mixing steam with furnace gases or other combustion products
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22G—SUPERHEATING OF STEAM
    • F22G3/00—Steam superheaters characterised by constructional features; Details of component parts thereof
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22G—SUPERHEATING OF STEAM
    • F22G5/00—Controlling superheat temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K13/00—General layout or general methods of operation of complete plants
    • F01K13/006—Auxiliaries or details not otherwise provided for
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B29/00—Steam boilers of forced-flow type
    • F22B29/06—Steam boilers of forced-flow type of once-through type, i.e. built-up from tubes receiving water at one end and delivering superheated steam at the other end of the tubes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
    • Y02P80/10—Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier
    • Y02P80/15—On-site combined power, heat or cool generation or distribution, e.g. combined heat and power [CHP] supply
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S122/00—Liquid heaters and vaporizers
    • Y10S122/04—Once through boilers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (AREA)
  • Combustion Of Fluid Fuel (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

Изобретение относится к энергетике. Высокотемпературная паросиловая установка докритического давления содержит систему топочного котла, генераторную систему паровой турбины и систему конденсата и питательной воды, причем параметры пара, вырабатываемого в системе котла и подаваемого в генераторную систему паровой турбины, являются докритическим давлением и высокой температурой - температура на входе турбины 593°С или выше. Также представлен работающий при переменном давлении высокотемпературный прямоточный котел докритического давления для использования в теплосиловой установке. Изобретение позволяет улучшить эффективность теплосиловой установки. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 7 ил.

Description

Область техники
Настоящее изобретение относится к высокотемпературным паросиловым установкам докритического давления и высокотемпературным прямоточным котлам докритического давления, работающим при переменном давлении, а более конкретно к высокотемпературным паросиловым установкам докритического давления, которые имеют мощность от малой до средней, и высокотемпературным прямоточным котлам докритического давления, работающим при переменном давлении, для использования в них.
Уровень техники
Для уменьшения выбросов CO2 от теплосиловых установок, включающих в себя котлы и паровые турбины, предпринимались меры по улучшению эффективности теплосиловых установок путем повышения давления и температуры как параметров пара. В настоящее время в Японии питаемые, в основном, углем теплосиловые установки класса от 0,6 до 1 миллиона кВт в своих коммерческих системах используют следующие параметры пара: диапазон давления острого пара от 24,1 до 25,0 МПа (сверхкритическое давление), температура острого пара от 593°С до 600°С, температура промежуточно перегретого пара от 593 до 620°С (например, см. непатентную литературу 1, "HITACHI HYORON", том 80, No.2, опубликованную в 1998 году, страницы 61-66). Обычно давление пара в 24,1 МПа (3500 psi) или выше и температуру пара в 593°С (1100°F) или выше называют ультра-сверхкритическими (USC) параметрами давления. Организация промышленного производства высокотемпературных материалов для труб котлов, клапанов и турбин, которые являются превосходными в отношении жаропрочности и коррозионной стойкости, внесла большой вклад в практическое использование таких ультра-сверхкритических параметров давления пара (температура пара 593°С или выше).
С другой стороны, теплосиловые установки от малой до средней мощности, в которых выходная мощность единственного генератора составляет 0,4 миллиона кВт и менее, используют параметры пара, при которых давление острого пара остается докритическим и максимальная температур пара на входе в турбину составляет 566°С.
Перечень литературы
Непатентная литература
Непатентная литература 1
"HITACHI HYORON", том.80, No.2, опубликовано в 1998 году, страницы 61-66
Краткое описание изобретения
Техническая проблема
Среди теплосиловых установок от малой до средней мощности есть много работающих на угле теплосиловых установок, которые эксплуатируются в течение многих лет и ожидается, что будет осуществлена замена или реконструкция многих таких существующих теплосиловых установок. При замене или реконструкции таких существующих теплосиловых установок особенно желательным с точки зрения снижения выбросов СО2 является улучшение эффективности. Также улучшенная эффективность желательна, когда строится новая теплосиловая установка.
Работающие при сверхкритическом давлении угольные теплосиловые установки более эффективны и безвредны для окружающей среды, чем работающие при докритическом давлении угольные теплосиловые установки. Как упоминалось выше, поскольку стали доступными для приобретения высокотемпературные материалы, стали экономически выгодными теплосиловые установки большой мощности, которые работают при параметрах пара со сверхкритическим давлением и температурой 593°С и выше. Таким образом, если подобные параметры пара со сверхкритическим давлением и температурой 593°С и выше применяются к теплосиловым установкам от малой до средней мощности, ожидается улучшение эффективности.
Однако согласно исследованиям авторов настоящего изобретения было обнаружено, что даже если параметры пара со сверхкритическим давлением применяются к теплосиловым установкам от малой до средней мощности, эффективность не будет улучшена, как ожидалось. Более конкретно, если давление острого пара повышается до сверхкритического давления или выше на теплосиловых установках от малой до средней мощности, удельный объем с повышением давления уменьшается приблизительно в соответствии с термодинамическим законом идеального газа (давление) × (объем) ÷ (температура) = константа и, как следствие, из-за ограничений по высоте и форме начального набора лопаток турбины сложно обеспечить высокую эффективность, как в установках большой мощности. Например, уменьшенный объем пара сделал бы необходимым укорачивание лопаток начального каскада турбины высокого давления, что будет увеличивать внутренние потери турбины и сделает невозможным достижение улучшения эффективности, оправдывающего стоимость оборудования для сверхкритического давления.
Предметом настоящего изобретения является разработка теплосиловой установки от малой до средней мощности, которая может эффективно улучшить эффективность, и котла для использования в ней.
Решение проблемы
Настоящее изобретение отличается тем, что параметрами пара, который вырабатывается в котле и подается к паровой турбине, являются докритическое давление и высокая температура (температура на входе в турбину 593°С и выше).
Полезный эффект изобретения
Согласно настоящему изобретению эффективность теплосиловой установки от малой до средней мощности может быть эффективно улучшена. Описанные выше и ниже цели и новые признаки изобретения в большей степени будут ясными из нижеследующего описания вариантов осуществления изобретения.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 является схематическим представлением, показывающим конфигурацию системы высокотемпературной паросиловой установки докритического давления согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.2 является видом в разрезе, показывающим общую конструкцию котла согласно первому варианту осуществления изобретения.
На фиг.3 показаны кривые «давление-энтальпия» как характеристики первого варианта осуществления изобретения.
На фиг.4 показана степень улучшения эффективности в первом варианте осуществления изобретения.
На фиг.5 показан эффект регулирования температуры пара в первом варианте осуществления изобретения.
На фиг.6 показан пример регулирования давления пара в первом варианте осуществления изобретения.
Фиг.7 является схематическим представлением, показывающим конфигурацию системы высокотемпературной паросиловой установки докритического давления согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения.
Описание вариантов осуществления
Далее будут описаны предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения со ссылками на чертежи.
Хотя выработка электроэнергии с использованием пара сверхкритического давления является более эффективной и более безвредной для окружающей среды, чем выработка электроэнергии с использованием пара докритического давления, как описано выше, было обнаружено, что в теплосиловых установках от малой до средней мощности, на которые рассчитано настоящее изобретение, даже внедрение параметров пара сверхкритического давления (номинальные параметры пара) не улучшает эффективность, как ожидалось. Поэтому в настоящем изобретении вместо использования сверхкритического давления для эффективного улучшения эффективности давление пара оставляют докритическим, и используется более высокая температура (температура на входе в турбину 593°С или выше).
В настоящем изобретении высокотемпературный пар докритического давления (температура на входе в турбину 593°С или выше) подается в паровую турбину для выработки энергии, и теплосиловая установка, которая использует пар с такими параметрами, называется высокотемпературной паросиловой установкой докритического давления, и котел, который вырабатывает такой пар, называется высокотемпературным прямоточным котлом докритического давления, работающим при переменном давлении. Конкретно говоря, теплосиловая установка от малой до средней мощности, на которую рассчитано настоящее изобретение, является теплосиловой установкой, в которой выходная мощность (номинальная мощность) единственного генератора мощности (одногенераторная установка) находится в пределах от 0,1 до 0,4 миллионов кВт. В установке мощностью выше 0,4 кВт эффективность будет эффективно улучшена при параметре пара в 593°С или выше и сверхкритическом давлении, и фактически нет необходимости поддерживать давление пара докритическим. С другой стороны, в установках мощностью менее чем 0,1 миллиона кВт скорость поглощения тепла в котле (описана ниже) будет слишком высокой, и для того, чтобы повысить температуру пара, конструкция котла должна быть более сложной и дорогостоящей.
Фиг.1 является схематическим представлением, показывающим конфигурацию системы высокотемпературной паросиловой установки докритического давления согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения. Высокотемпературная паросиловая установка докритического давления включает в себя систему 10 топочного котла, систему 20 генератора с паровой турбиной и систему 30 конденсата и питательной воды. В этом варианте осуществления теплосиловая установка использует единственный генератор.
Система 10 топочного котла включает в себя углеразмольную мельницу 11, горелку 12, топку 13, спиральную экранную трубу 14, экономайзер 15, высокотемпературный пароперегреватель 16, высокотемпературный промежуточный пароперегреватель 17 и сепаратор 18 пара. Система котла будет подробно описана ниже.
Генераторная система 20 паровой турбины включает в себя высокотемпературную турбину 21 высокого давления, высокотемпературную турбину 22 среднего давления с промежуточным перегревом пара, турбину 23 низкого давления и генератор 24. Ссылочные обозначения 25 и 26 указывают на главный паровой стопорный клапан 25 и клапан 26 регулировки подачи пара соответственно.
Система 30 конденсата и питающей воды включает в себя конденсатор 31, конденсатный насос 32, нагреватель 33 питательной воды низкого давления, деаэратор 34, насос 35 водоснабжения и высокотемпературный нагреватель 36 питательной воды.
Уголь измельчается углеразмольной мельницей 11 в порошкообразный уголь, который затем подается в горелки 12, расположенные в топке 13 для сгорания с кислородом и выработки тепла. Горелки 12 установлены и расположены так, чтобы минимизировать неравномерность распределения температуры в топке 13 и различия в температуре металла спиральной экранной трубы 14. Например, горелки 12, которые соответствуют каждой углеразмольной мельнице 11, расположены таким образом, чтобы находиться напротив друг друга, и горелки 12 расположены в ряд на обеих сторонах топки 13 для сжигания порошкообразного угля в качестве топлива.
В то время как в качестве топлива используется, в основном, уголь, система котла может быть выполнена так, чтобы сделать возможным смешанное сжигание нефти, биомассы или побочного газа процесса производства стали с углем в топке 13. Например, если используется биомасса, то биомасса подается к углеразмольной мельнице 11 и подается с углем к горелке 12. Если используется побочный газ, то устанавливается специальная горелка для побочного газа. В топке 13 также предусмотрена нефтяная горелка для запуска (не показана).
Тепло излучения и конвективное тепло, произведенные при сжигании, используются для нагревания (испарения или перегрева) находящейся под давлением воды в спиральной экранной трубе 14, которая образует экранную трубу топки 13. Пар (пар на выходе из топки) из спиральной экранной трубы 14 направляется через сепаратор 18 пара и подается в виде перегретого пара к высокотемпературному пароперегревателю 16.
Высокотемпературный пароперегреватель 16 подает перегретый пар (перегретый пар докритического давления) с температурой 593°С или выше (температура на входе в высокотемпературную турбину высокого давления) к высокотемпературной турбине 21 высокого давления. Высокотемпературный перегретый пар при докритическом давлении и температуре 593°С или выше приводит в движение высокотемпературную турбину 21 высокого давления. Отработанный пар турбины высокого давления, который был использован в высокотемпературной турбине 21 высокого давления, давление и температура которого снизились, направляется к высокотемпературному промежуточному пароперегревателю 17, где он повторно нагревает до 593°С или выше. Промежуточно перегретый высокотемпературный пар с температурой 593°С или выше (перегретый пар докритического давления) направляется к высокотемпературной турбине 22 среднего давления с промежуточным перегревом пара. Отработанный пар, который был использован в высокотемпературной турбине 22 среднего давления с промежуточным перегревом пара, направляется к турбине 23 низкого давления для приведения в движение турбины 23 низкого давления. Генератор 24 приводится в движение энергией высокотемпературной турбины 21 высокого давления, высокотемпературной турбины 22 среднего давления с промежуточным перегревом пара и турбины низкого давления 23 для выработки энергии.
Отработанный пар от турбины 23 низкого давления направляется к системе 30 конденсата и питательной воды. В системе 30 конденсата и питательной воды конденсатор 31 охлаждает отработанный пар от турбины 23 низкого давления, собирает скрытую теплоту пара и конденсирует пар в воду. Сконденсированная вода подается под давлением конденсатным насосом 32, нагревается нагревателем 33 питательной воды низкого давления, освобождается от воздуха деаэратором 34, чтобы стать питательной водой. Питательная вода подается под давлением насосом 35 водоснабжения, нагревается нагревателем 36 питательной воды высокого давления, затем подается в виде высокотемпературной, находящейся под давлением воды к экономайзеру 15. В экономайзере 15 питательная вода, которая должна поступать в спиральную экранную трубу 14, предварительно нагревается отходящим газом котла.
Как упомянуто выше, когда началось промышленное производство высокотемпературных материалов для труб котла, клапанов и турбин, параметры пара сверхкритического давления (температура на входе в турбину 593°С или выше) стали применимыми на коммерческой основе. Поэтому в теплосиловых установках от малой до средней мощности (0,1 до 0,4 миллионов кВт) температура пара может быть легко повышена (до температуры на входе в турбину 593°С или выше) путем использования техники высокотемпературных материалов для сверхкритического давления.
Известно, что в системе с комбинированным циклом, в которой пар вырабатывается котлом на отходящем газе (теплоутилизационным парогенератором) с использованием отходящего газа турбины, и энергия вырабатывается как газовой турбиной, так и паровой турбиной, острый пар высокого давления при докритическом давлении доводится в котле на отходящем газе до 600°С способом прямоточного котла Бенсона. Однако это является процессом выработки пара, основанным на системе сбора отходящего тепла, в которой теплообменник нагревается с использованием отходящего газа после приведения в движение газовой турбины для выработки пара, и эта технология отличается от технологии топочного котла, использующего уголь и т.п. Другими словами, с точки зрения температуры и теплотворной способности отходящего газа, система сбора отходящего тепла в принципе не является технологией, основанной на использовании сверхкритического давления, а именно эта система не выбирается специально для использования докритического давления.
Далее будет подробно описан котел, который используется в высокотемпературной паросиловой установке докритического давления согласно настоящему изобретению.
В прошлом в теплосиловых установках докритического давления от малой до средней мощности обычно использовался барабанный котел. В барабанном котле, в котором насыщенный пар вырабатывается парогенерирующей трубой и барабаном, а перегретый пар вырабатывается пароперегревателем, температура пара на выходе из барабана главным образом должна быть равной температуре насыщенного пара при рабочем давлении барабана. Это значит, что температура пара может быть повышена до 593°С только путем увеличения поверхности теплообмена перегревателя или повышением температуры газа на входе в перегреватель. В частности, в случае углесжигающего котла имеется много технических трудностей, и технология достижения вышеупомянутой температуры пара пока еще не получила практического применения. Более конкретно, в барабанных котлах, используемых в существующих теплосиловых установках докритического давления, максимальная температура пара на входе в турбину после перегревателя/вторичного перегревателя составляет 566°С/566°С.
С другой стороны, в прямоточном котле (прямоточный котел, работающий при переменном давлении), который используется в теплосиловых установках сверхкритического давления, в состоянии сверхкритического давления в рабочем диапазоне высокой нагрузки питательная вода непрерывно превращается в перегретый пар без явления кипения, а в состоянии докритического давления в рабочем диапазоне частичной нагрузки посредство работы при переменном давлении насыщенный и перегретый пар может эффективно вырабатываться без барабана давления путем использования явления пузырькового кипения в парогенерирующей трубе (для работы в переходном режиме при запуске и остановке предусмотрен сепаратор пара). В настоящем изобретении прямоточный котел используется вместо барабанного котла для обеспечения того, что температура на входе в паровую турбину после перегревателя/вторичного перегревателя равна 593°С/593°С или выше при докритическом давлении.
Для внедрения прямоточного котла переменного давления от малой до средней мощности (в особенности углесжигающего прямоточного котла переменного давления) проблемой является то, что, поскольку выходная мощность установки меньше, степень поглощения тепла топкой увеличивается. С увеличением степени поглощения тепла топкой возникают следующие проблемы:
(1) Температура газа на выходе из топки имеет тенденцию к снижению, и становится необходимым принимать меры к увеличению поглощения тепла пароперегревателем.
(2) Повышение температуры металла топки с увеличением поглощения тепла топкой должно быть в допустимом диапазоне.
(3) Поскольку поглощение тепла топкой увеличивается, температура эффективно увеличивается в пароперегревателе, однако перегрев может быть чрезмерным в воздушно-водяном сепараторе.
(4) Для проточной работы при докритическом давлении в рабочем диапазоне полной нагрузки установки необходимо все время поддерживать режим пузырькового кипения для предотвращения пленочного кипения.
Например, для решения проблемы падения температуры газа на выходе из топки могут потребоваться специальные меры для повышения температуры газа на выходе из топки или увеличения поверхности теплопередачи в пароперегревателе. В этом случае следует позаботиться о том, чтобы не вызвать значительного увеличения поверхности теплопередачи, объема, веса и т.п. котла, приводящих к увеличению стоимости. Особенно при сооружении установки путем замены или реконструкции существующей теплосиловой установки (барабанный котел) от малой до средней мощности желательно, чтобы пространство для установки и вес были равны или меньше, чем у существующего барабанного котла.
Поэтому настоящее изобретение использует спиральный прямоточный котел, как используемый в прямоточном котле сверхкритического давления, работающем при переменном давлении. В спиральном прямоточном котле используется спиральная экранная труба в качестве экрана топки. В теплосиловой установке сверхкритического давления большой мощности установка эксплуатируется при частичной нагрузке посредством работы при переменном давлении, и поскольку давление пара при частичной нагрузке становится докритическим, то спиральная экранная труба используется для предотвращения перехода от условий пузырькового кипения к условиям пленочного кипения. Обычно наклон спиральной экранной трубы (угол спиральной экранной трубы, если смотреть по горизонтали, или угол спирали) равен примерно 25 градусам.
В настоящем изобретении для работы установки при докритическом давлении в прямоточном режиме в диапазоне работы при полной нагрузке необходимо все время поддерживать условия пузырькового кипения и предотвращать пленочное кипение. Другими словами, необходимо поддерживать скорость течения не меньше чем минимальная скорость течения, требуемая для поддержания условий пузырькового кипения и предотвращения пленочного кипения в диапазоне работы установки при полной нагрузке для стабильного управления испарением. В настоящем изобретении, в дополнение к вышеописанному, вследствие того факта, что в котле меньшей производительности доля водяной трубы, которая образует экранную трубу, больше, становится необходимым решение проблемы уменьшения скорости потока в трубе. Так, согласно исследованиям авторов настоящего изобретения, в высокотемпературном спиральном прямоточном котле докритического давления от малой до средней мощности наклон спиральной экранной трубы должен быть меньше, чем наклон спиральной экранной трубы в прямоточном котле теплосиловой установки сверхкритического давления (уменьшением угла наклона спиральной экранной трубы доля трубы, образующей экран топки, может быть уменьшена и скорость потока в спиральной экранной трубе может быть увеличена).
Однако, поскольку уменьшение угла наклона спиральной экранной трубы приводит к тенденции увеличения напряжений в вертикальном направлении, с точки зрения прочности спиральной экранной трубы уменьшение угла наклона кажется сложным. В этом отношении, обращая внимание на тот факт, что давление пара является докритическим, авторы настоящего изобретения провели различные эксперименты и обнаружили, что даже если угол наклонной спиральной экранной трубы будет малым, достаточная прочность достигается уменьшением веса (например, толщина трубы при докритическом давлении может быть меньше, чем при сверхкритическом давлении) и снижением давления в спиральной экранной трубе.
По этой причине в настоящем изобретении наклон спиральной экранной трубы меньше, чем наклон (около 25 градусов) спиральной экранной трубы в работающем при переменном давлении прямоточном котле теплосиловой установки сверхкритического давления. Конкретно, угол спиральной экранной трубы находится в диапазоне от 10 до 20 градусов, если смотреть по горизонтали. Этот угловой диапазон не был бы определен без вышеописанного открытия авторов настоящего изобретения. Согласно исследованиям авторов настоящего изобретения было подтверждено, что в случае углесжигающего, спирального, работающего при переменном давлении прямоточного котла в установке мощностью от 150 до 250 МВт, когда угол спиральной экранной трубы, если смотреть по горизонтали, находится в диапазоне от 10 до 20 градусов, пленочное кипение не происходит и обеспечивается стабильность потока. Также было подтверждено улучшение надежности металла экранной трубы. Далее, было подтверждено, что прочность конструкции экранной трубы достаточна, когда угол находится в этом диапазоне.
На фиг.2 схематически показана конструкция котла согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Площадь спиральной экранной трубы 14 в топке 13 котла показана здесь приблизительно. Штриховка на фигуре обозначает топку, в которой используется спиральная экранная труба, включая секцию 12 горелки под топкой 13. Спиральная экранная труба 14, образующая экран топки 13, наклонена под упомянутым выше углом, чтобы предотвратить пленочное кипение в спиральной экранной трубе 14 для стабильной выработки пара докритического давления (критическое давление воды составляет примерно 22,0 МПа) и обеспечения высокой скорости потока и стабильной работы.
Этот вариант осуществления использует котел с регулированием температуры пара с параллельным каналом, который не использует рециркуляцию газа. Высокотемпературный пароперегреватель 16 включает в себя первичный пароперегреватель 16а, вторичный пароперегреватель 16b и третичный пароперегреватель 16с. Высокотемпературный промежуточный пароперегреватель 17 включает в себя первичный промежуточный пароперегреватель 17а и вторичный промежуточный пароперегреватель 17b. Первичный пароперегреватель 16а и первичный промежуточный пароперегреватель 17а расположены в параллельном канале, а вторичный пароперегреватель 16b, третичный пароперегреватель 16с и вторичный промежуточный перегреватель 17b расположены в высокотемпературной секции выпуска газообразных продуктов сгорания на выходе топки 13. Это расположение может рассматриваться как приемлемое даже при обычной конструкции и компоновке котла, однако оно является лишь примером, и настоящее изобретение не ограничивается этим расположением. Во вторичном пароперегревателе 16b и третичном пароперегревателе 16с высокотемпературного пароперегревателя 16 пар нагревается высокотемпературными газообразными продуктами сгорания на выходе из топки для выработки пара с температурой 593°С или выше при докритическом давлении. Во вторичном промежуточном пароперегревателе 17b промежуточного высокотемпературного пароперегревателя 17 пар нагревается высокотемпературными газообразными продуктами сгорания на выходе из топки для выработки пара с температурой 593°С или выше при докритическом давлении.
В способе регулирования температуры пара с параллельным каналом путем, например, открывания или закрывания газораспределительной заслонки 19 скорость потока газа в первичном промежуточном пароперегревателе 17а в параллельном канале увеличивается (уменьшается), а скорость потока газа в первичном пароперегревателе 16а и экономайзере 15 уменьшается (увеличивается) для увеличения (уменьшения) поглощения тепла в первичном промежуточном пароперегревателе 17а и увеличения (уменьшения) температуры промежуточно перегретого пара.
На фиг.3 показано, как высокотемпературный пар докритического давления вырабатывается согласно варианту осуществления настоящего изобретения. На этой фигуре показаны кривые «давление-энтальпия», которые наглядно иллюстрируют выработку высокотемпературного пара докритического давления посредством работы при переменном давлении прямоточного котла в высокотемпературной паросиловой установке докритического давления согласно варианту осуществления настоящего изобретения. На фигуре показана линия от точки А питательной воды на входе в экономайзер 15 до 593°С на выходе высокотемпературного пароперегревателя 16, например, при номинальном режиме с давлением острого пара 16,6 МПа и температурой острого пара 593°С.
В экономайзере 15 после того, как подогрев был осуществлен в степени, когда парообразование не происходит, нагрев (испарение/перегрев) осуществляется спиральной экранной трубой 14, окружающей топку 13 котла, после покидания топки 13 (спиральной экранной трубы 14) температура в точке C достигается на выходе из сепаратора 18 пара. В обычном барабанном котле температура на выходе из барабана поддерживается низкой в точке B или при температуре насыщения при давлении в барабане, поэтому для компенсации разности температуры от точки B к точке D необходим подогрев, однако по техническим или экономическим причинам температура может быть повышена только до 566°С. В данном варианте осуществления высокотемпературный пароперегреватель 16 может повысить температуру от точки C до точки D (593°С), и нагрев до точки D или 593°С может быть легко осуществлен без существенного увеличения поверхности теплопередачи высокотемпературного пароперегревателя 16.
На фиг.4 показан пример эффекта улучшения эффективности в варианте осуществления настоящего изобретения. На фигуре показан результат расчета эффективности установки при работе с номинальной мощностью. В условиях, когда давление пара в углесжигающей теплосиловой установке является докритическим давлением, меньшим, чем критическое давление (примерно 22,0 МПа), например 16,6 МПа, вычисленная относительная степень улучшения эффективности генерирования энергии показана здесь в предположении, что точка Е, где температура острого пара/перегретого пара равна 538°С/538°С, равна 1,00 (база).
В этом варианте осуществления (в точке F, где давление пара остается тем же самым докритическим давлением и температура пара равна 600°С/600°С), относительная величина улучшения ожидается равной примерно 3%. Степени улучшения эффективности в этом варианте осуществления (точка F) предполагается быть более высокой, чем в точке G, где сверхкритическое давление равно, например, 25,0 МПа, а температура пара та же самая, или 538°С/538°С. Другими словами, когда давление пара остается тем же самым докритическим давлением и температура пара повышается до 600°С/600°С, эффективность силовой установки улучшается более эффективно, чем когда температура пара остается равной 538°С и давление увеличивается, например, с 16,6 МПа (докритическое давление) до 25,0 МПа (сверхкритическое давление). Точка Н показывает степень улучшения эффективности в случае, когда как давление, так и температура повышаются, например давление пара равно 25,0 МПа (сверхкритическое давление), а температура пара равна 600°С/600°С. Однако, даже если параметры пара в точке H применяются к теплосиловой установке от малой до средней мощности, эффективность не может быть улучшена, как ожидалось, вследствие внутренних потерь в турбине, как упоминалось ранее. Хотя температура пара в этом примере равна 600°С, эффект улучшения эффективности может быть достигнут пропорционально разности температуры при условии, что температура равна 593°С или выше.
На фиг.5 показан эффект регулирования температуры пара в варианте осуществления настоящего изобретения. Фигура показывает характеристики регулирования температуры острого пара и перегретого пара в диапазоне частичной нагрузки установки в высокотемпературной паросиловой установке докритического давления (работающем при переменном давлении прямоточном котле докритического давления) согласно варианту осуществления настоящего изобретения и в теплосиловой установке с обычным барабанным котлом (барабанный котел).
В этом варианте осуществления диапазон, в котором температура пара поддерживается постоянной, шире, чем в барабанном котле, и эффективность установки при одинаковой степени частичной нагрузки выше. Более конкретно, в этом варианте осуществления температура острого пара/перегретого пара регулируется, чтобы оставаться постоянной в диапазоне степени нагрузки от 100% до 50%, и проблема с барабанным котлом, что температура перегретого пара имеет тенденцию к снижению, решена, и эффективность выработки энергии установкой при частичной нагрузке предположительно должна улучшиться.
На фиг.6 показан пример регулирования температуры пара в варианте осуществления настоящего изобретения. Фигура иллюстрирует характеристики изменения давления острого пара во время работы при частичной нагрузке в высокотемпературной паросиловой установке согласно варианту осуществления настоящего изобретения. В этом примере в диапазоне от области высокой нагрузки установки до точки J минимальной прямоточной нагрузки работа при переменном давлении прямоточного котла осуществляется с открытым (практически полностью открытым) клапаном 26 (показан на фиг.1) регулирования острого пара, и в диапазоне нагрузки ниже точки J минимальной прямоточной нагрузки работа при постоянном давлении осуществляется путем регулирования открывания регулирующего клапана 26 острого пара. Характеристики изменения в давлении острого пара во время работы при частичной нагрузке могут быть также реализованы другим способом работы при переменном давлении, который поддерживает давление пара на номинальном уровне в диапазоне высокой нагрузки на основании техники управления регулирующим клапаном острого пара, называемой способом управления соплом.
В варианте осуществления настоящего изобретения вес экранной трубы котла или клеточной экранной трубы почти такой же, как в барабанном котле, благодаря меньшему диаметру экранной трубы, хотя она имеет спиральную структуру. Вес теплопередающих труб пароперегревателя и промежуточного пароперегревателя может быть почти таким же, как в барабанном котле, хотя температура пара равна 593°С или выше, так как работающий при переменном давлении прямоточный котел может делать пар на выходе из сепаратора пара на выходе из топки, перегретым паром с более высокой температурой, чем в барабанном котле. Поскольку барабан, как тяжелый узел барабанного котла, не требуется и достигается экономия веса, равнозначная весу барабана минус вес сепаратора пара, вес находящейся под давлением части корпуса котла ожидается немного менее чем на 10% меньшим, чем в барабанном котле установки с такой же мощностью.
К тому же, поскольку работающий при переменном давлении прямоточный котел делает возможной выработку достаточно перегретого пара в топке, устройства для рециркуляции газа и подобные им, как средства для регулирования температуры пара в углесжигающей теплосиловой установке от малой до средней мощности, могут быть исключены. Это значит, что какой-либо рециркулируемый газ отсутствует, и количество газообразных продуктов сгорания таким образом уменьшается, и вес и объем котла могут быть меньше, чем у обычного барабанного котла.
Когда теплосиловая установка с малой до средней мощностью, использующая существующий барабанный котел докритического давления, заменяется, существуют ограничения в площади монтажа и весе котла при монтажных работах. Согласно варианту осуществления настоящего изобретения, как упомянуто выше, новая установка может быть меньше, чем существующая установка, так что работа по замене может быть выполнена без помех.
Фиг.7 является схематическим представлением, показывающим конфигурацию системы высокотемпературной паросиловой установки докритического давления согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения.
Основная конфигурация такая же, как и у высокотемпературной паросиловой установки докритического давления, показанной на фиг.1, поэтому описание таких же компонентов, как в первом варианте осуществления, здесь опускается. Характерной особенностью второго варианта осуществления является расположение горелок, которые сжигают порошкообразный уголь как топливо, поставляемое от углеразмольной мельницы 11 в топку 13. Топливо подается от одной и той же углеразмольной мельницы 11 к горелкам 12, расположенным в ряд на обеих сторонах топки 13. Хотя на этой фигуре не показано, предусмотрены две или три углеразмольные мельницы. Горелки расположены в два ряда при двух ступенях или в три ряда при трех ступенях на противоположных сторонах, и топливо подается от каждой углеразмольной мельницы к ступени горелок, где топливо распределяется к передним и задним горелкам в ступени. Благодаря этому расположению, порошкообразный уголь как топливо может гореть так, что эффективно снижаются неравномерности в распределении температуры в топке 13 и разности температуры в температуре металла прямоточной спиральной экранной трубы 15.
Настоящее изобретение может быть применено к высокотемпературной паросиловой установке докритического давления с малой до средней мощностью (от 0,1 до 0,4 миллиона кВт), которая использует в качестве топлива ископаемое топливо, такое как уголь или сырая нефть, биомассу или побочный газ процесса производства стали. В частности, изобретение может быть весьма эффективно применено к замене или модернизации существующей углесжигающей теплосиловой установки. Углесжигающие теплосиловые установки с малой до средней мощностью используются в промышленных автономных энергогенерирующих установках или IPP (бизнес по независимому производству или оптовой продаже энергии). Модернизация этих энергоустановок согласно настоящему изобретению будет способствовать улучшению эффективности и уменьшению выбросов CO2. Например, если изобретение применено к замене или модернизации старой углесжигающей теплосиловой установке с малой до средней мощностью, использующей барабанный котел, который использовался в течение более чем 40 лет, выбросы СО2 будут уменьшены на 3-5% благодаря улучшению эффективности, вызванной повышенной температурой пара и использованием последних технологий для корпуса паровой турбины.
Настоящее изобретение не ограничивается вышеописанными вариантами осуществления и включает в себя другие различные формы вариантов осуществления. Например, вышеописанные варианты осуществления были подробно разъяснены для легкости понимания настоящего изобретения, однако вариант осуществления изобретения не должен включать все элементы вышеописанных вариантов осуществления. Некоторые элементы варианта осуществления могут быть заменены элементами другого варианта осуществления или элементы одного варианта осуществления могут быть добавлены к другому варианту осуществления. Также для некоторых элементов варианта осуществления возможны добавление других элементов, удаление или замена.
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
10 Система топочного котла
11 Углеразмольная мельница
12 Горелка
13 Топка
14 Спиральная экранная труба
15 Экономайзер
16 Высокотемпературный пароперегреватель
16а Первичный пароперегреватель
16b Вторичный пароперегреватель
16с Третичный пароперегреватель
17 Высокотемпературный промежуточный пароперегреватель
17а Первичный промежуточный пароперегреватель
17b Вторичный промежуточный пароперегреватель
18 Сепаратор пара
19 Газораспределительный канал
20 Генераторная система паровой турбины
21 Высокотемпературная турбина высокого давления
22 Высокотемпературная турбина промежуточного давления
23 Турбина низкого давления
24 Генератор
30 Система конденсата и питательной воды
31 Конденсатор
32 Конденсатный насос
33 Нагреватель питательной воды низкого давления
34 Деаэратор
35 Насос водоснабжения
36 Нагреватель питательной воды высокого давления
А Питательная вода на входе в экономайзер
В Пар на выходе из барабана
С Пар на выходе сепаратора пара
D Пар на выходе из высокотемпературного пароперегревателя
Е 538/538°С
F 600/600°С
G 538/538°С
Н 600/600°С
J Минимальная прямоточная нагрузка

Claims (8)

1. Высокотемпературная паросиловая установка докритического давления, содержащая:
- систему топочного котла,
- генераторную систему паровой турбины, и
- систему конденсата и питательной воды,
причем высокотемпературная паросиловая установка докритического давления имеет номинальную мощность в диапазоне от 0,1 миллиона кВт до 0,4 миллиона кВт,
система топочного котла включает в себя высокотемпературный пароперегреватель для подачи перегретого пара с параметрами пара докритического давления и температурой 593°С или выше и высокотемпературный промежуточный пароперегреватель для подачи промежуточно перегретого пара с температурой 593°С или выше, и
генераторная система паровой турбины включает в себя высокотемпературную паровую турбину, приводимую в движение перегретым паром с параметрами пара докритического давления и температурой 593°С или выше, и паровую турбину среднего давления с промежуточным перегревом пара, приводимую в движение промежуточно перегретым паром с температурой 593°С или выше.
2. Высокотемпературная паросиловая установка докритического давления по п. 1, в которой высокотемпературная паровая турбина имеет лопатки начального каскада, высота и форма которых соответствуют параметрам пара докритического давления.
3. Высокотемпературная паросиловая установка докритического давления по п. 1 или 2, в которой система топочного котла является работающим на порошкообразном угле топочным котлом, использующим уголь в качестве основного топлива, а также работающим при переменном давлении прямоточным котлом, который использует экран топки котла прямоточного спирального типа.
4. Высокотемпературная паросиловая установка докритического давления по п. 3, в которой система топочного котла сжигает в качестве топлива биомассу или побочный газ процесса производства стали с углем.
5. Высокотемпературная паросиловая установка докритического давления по п. 3, в которой система топочного котла содержит множество топочных горелок, расположенных во множестве ступеней с топочными горелками, расположенными на противоположных сторонах каждой ступени, и множество углеразмольных мельниц, каждая из которых предусмотрена для каждой из ступеней и распределяет топливо к топочным горелкам, расположенным на противоположных сторонах каждой ступени.
6. Высокотемпературная паросиловая установка докритического давления по п. 3, в которой спиральная экранная труба, образующая экран топки, отклонена на от 10 до 20 градусов от горизонтального направления.
7. Работающий при переменном давлении высокотемпературный прямоточный котел докритического давления для использования в теплосиловой установке, в которой номинальная мощность единственного генератора находится в диапазоне от 0,1 миллиона кВт до 0,4 миллиона кВт,
причем система котла содержит углеразмольную мельницу, горелку, топку, экранную трубу топки, экономайзер, высокотемпературный пароперегреватель, высокотемпературный промежуточный пароперегреватель и сепаратор пара,
экранная труба топки является прямоточной спирального типа, и
высокотемпературный пароперегреватель вырабатывает перегретый пар с параметрами докритического давления и температурой 593°С или выше и высокотемпературный промежуточный пароперегреватель вырабатывает промежуточно перегретый пар с температурой пара 593°С или выше.
8. Работающий при переменном давлении высокотемпературный прямоточный котел докритического давления по п. 7, в котором спиральная экранная труба топки отклонена на от 10 до 20 градусов от горизонтального направления.
RU2013140948/06A 2012-10-25 2013-09-05 Высокотемпературная паросиловая установка докритического давления и высокотемпературный прямоточный котел докритического давления, работающий при переменном давлении RU2584745C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012-235471 2012-10-25
JP2012235471A JP5931693B2 (ja) 2012-10-25 2012-10-25 中小容量火力発電プラントのリプレース又はリノベーションの方法及び中小容量火力発電プラント用ボイラのリプレース又はリノベーションの方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013140948A RU2013140948A (ru) 2015-03-10
RU2584745C2 true RU2584745C2 (ru) 2016-05-20

Family

ID=49111030

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013140948/06A RU2584745C2 (ru) 2012-10-25 2013-09-05 Высокотемпературная паросиловая установка докритического давления и высокотемпературный прямоточный котел докритического давления, работающий при переменном давлении

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9784137B2 (ru)
EP (1) EP2725205A1 (ru)
JP (1) JP5931693B2 (ru)
KR (2) KR20140052826A (ru)
CN (1) CN103775132B (ru)
RU (1) RU2584745C2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2713554C1 (ru) * 2016-11-29 2020-02-05 Висдри Сити Инвайронмент Протекшн Инжиниринг Ко., Лтд Способ и система выработки электроэнергии из газа с низкой теплотворной способностью

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6282238B2 (ja) * 2014-03-31 2018-02-21 トクデン株式会社 過熱蒸気再利用装置及びその使用方法
EP3262285B1 (en) * 2015-02-27 2019-11-20 Electric Power Research Institute, Inc. Reheating of a working fluid within a turbine system for power generation
US11137220B2 (en) * 2018-06-18 2021-10-05 Purdue Research Foundation Boiling processes and systems therefor having hydrophobic boiling surfaces
CN112610945B (zh) * 2020-12-04 2022-08-16 华能国际电力股份有限公司德州电厂 一种燃煤锅炉水冷壁局部环境中h2s含量的确定方法和设备
CN113587136B (zh) * 2021-07-29 2024-05-17 王玉龙 燃煤火电厂入炉煤热值在线实时检测方法、系统及装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3081748A (en) * 1958-12-19 1963-03-19 Babcock & Wilcox Co Forced flow fluid heating unit
RU2027865C1 (ru) * 1991-01-24 1995-01-27 Государственная районная электростанция N 19 Ленинградского производственного объединения "Ленэнерго" Тепловая электрическая станция
RU2124641C1 (ru) * 1997-12-19 1999-01-10 Закрытое акционерное общество "Агентство регионального развития" Способ эксплуатации паросиловой энергетической установки и установка для его осуществления
RU2376524C1 (ru) * 2008-11-17 2009-12-20 Открытое акционерное общество "Всероссийский теплотехнический научно-исследовательский институт" Паровой котел с секционированным пароперегревателем острого пара и автоматическая система газового регулирования равномерности нагрева пара в секциях такого пароперегревателя
WO2011012516A1 (en) * 2009-07-28 2011-02-03 Itea S.P.A Steam generator

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2964910A (en) * 1956-04-13 1960-12-20 Sonnefeld Georg Method and system for the carnotization of steam cyclic processes
GB816765A (en) * 1956-11-22 1959-07-15 Sulzer Ag Steam power plants
JPH063284B2 (ja) * 1984-09-21 1994-01-12 バブコツク日立株式会社 貫流ボイラ
US5390631A (en) 1994-05-25 1995-02-21 The Babcock & Wilcox Company Use of single-lead and multi-lead ribbed tubing for sliding pressure once-through boilers
JP3362369B2 (ja) * 1995-08-18 2003-01-07 株式会社日立製作所 蒸気タービン発電プラント及び蒸気タービン
JPH10231708A (ja) * 1997-02-19 1998-09-02 Nippon Steel Corp 石炭焚き火力発電設備における燃焼制御方法
JP2006057929A (ja) * 2004-08-20 2006-03-02 Babcock Hitachi Kk 貫流ボイラの補助蒸気圧制御方法
CN1831426A (zh) * 2005-03-10 2006-09-13 三井巴布科克能源公司 超临界下射锅炉
JP2007101135A (ja) * 2005-10-07 2007-04-19 Ube Ind Ltd 微粉炭とバイオマスの混焼方法
DE102006005208A1 (de) * 2006-02-02 2007-08-16 Hitachi Power Europe Gmbh Hängender Dampferzeuger
JP2008151471A (ja) * 2006-12-20 2008-07-03 Babcock Hitachi Kk 微粉炭焚き対向燃焼ボイラ
US20080156236A1 (en) 2006-12-20 2008-07-03 Osamu Ito Pulverized coal combustion boiler
JP4520481B2 (ja) * 2007-04-13 2010-08-04 株式会社日立製作所 高温蒸気タービンプラント
JP4979535B2 (ja) * 2007-10-11 2012-07-18 中国電力株式会社 ボイラ装置
JP5357714B2 (ja) * 2009-11-20 2013-12-04 三菱重工業株式会社 ボイラ装置
JP2012117680A (ja) * 2010-11-29 2012-06-21 Sumitomo Heavy Ind Ltd 発電システム
US20120189460A1 (en) 2011-01-21 2012-07-26 General Electric Company Welded Rotor, a Steam Turbine having a Welded Rotor and a Method for Producing a Welded Rotor

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3081748A (en) * 1958-12-19 1963-03-19 Babcock & Wilcox Co Forced flow fluid heating unit
RU2027865C1 (ru) * 1991-01-24 1995-01-27 Государственная районная электростанция N 19 Ленинградского производственного объединения "Ленэнерго" Тепловая электрическая станция
RU2124641C1 (ru) * 1997-12-19 1999-01-10 Закрытое акционерное общество "Агентство регионального развития" Способ эксплуатации паросиловой энергетической установки и установка для его осуществления
RU2376524C1 (ru) * 2008-11-17 2009-12-20 Открытое акционерное общество "Всероссийский теплотехнический научно-исследовательский институт" Паровой котел с секционированным пароперегревателем острого пара и автоматическая система газового регулирования равномерности нагрева пара в секциях такого пароперегревателя
WO2011012516A1 (en) * 2009-07-28 2011-02-03 Itea S.P.A Steam generator

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
VIVEK ASTHANA and P. K. PANIGRAHI. PERFORMANCE OF POWER PLANTS WITH HIGH TEMPERATURE CONDITIONS AT SUB-CRITICAL PRESSURES. 5th European Thermal-Sciences Conference, The Netherlands, 2008, фиг.1. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2713554C1 (ru) * 2016-11-29 2020-02-05 Висдри Сити Инвайронмент Протекшн Инжиниринг Ко., Лтд Способ и система выработки электроэнергии из газа с низкой теплотворной способностью

Also Published As

Publication number Publication date
JP5931693B2 (ja) 2016-06-08
KR20150088775A (ko) 2015-08-03
US20140116052A1 (en) 2014-05-01
CN103775132A (zh) 2014-05-07
US9784137B2 (en) 2017-10-10
KR20140052826A (ko) 2014-05-07
EP2725205A1 (en) 2014-04-30
JP2014084820A (ja) 2014-05-12
RU2013140948A (ru) 2015-03-10
CN103775132B (zh) 2017-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2584745C2 (ru) Высокотемпературная паросиловая установка докритического давления и высокотемпературный прямоточный котел докритического давления, работающий при переменном давлении
Di Gianfrancesco The fossil fuel power plants technology
JP5596715B2 (ja) 太陽熱複合発電システム及び太陽熱複合発電方法
CA2771839C (en) Hybrid power plant
RU2595192C2 (ru) Электростанция с встроенным предварительным нагревом топливного газа
RU2009333C1 (ru) Комбинированная парогазовая энергетическая установка и способ ее эксплуатации
MX2007010601A (es) Caldera de combustible con oxigeno a base de modulos.
CN114909193B (zh) 一种基于熔盐储热的火电机组灵活运行系统
JP6400779B1 (ja) 発電プラント及びその運転方法
Matjanov et al. Solar repowering existing steam cycle power plants
RU101090U1 (ru) Энергетическая надстроечная парогазовая установка (варианты)
KR102106676B1 (ko) 증기 터빈 플랜트, 이것을 구비하고 있는 복합 사이클 플랜트 및 증기 터빈 플랜트의 운전 방법
JP7351793B2 (ja) 石炭火力発電システム
JP2016148343A (ja) 亜臨界圧高温火力発電プラント及び亜臨界圧高温変圧運転貫流ボイラ
RU2463460C1 (ru) Конденсационная паротурбинная электростанция
Sidorkin et al. Assessment of combustion of oil shale refinery by-products in a TP-101 boiler
WO2009148649A1 (en) Hybrid power plant
JP5766527B2 (ja) 貫流ボイラの制御方法及び装置
WO2010057279A1 (en) High efficiency waste to energy power plants combining municipal solid waste and natural gas
KR102222427B1 (ko) 배가스의 내부재순환이 가능한 연소장치 및 이를 포함하는 발전 시스템
JP2023123154A (ja) ボイラシステム用の配管ユニット、ボイラシステムの改造方法、及びボイラシステム
JP2021008963A (ja) ボイラ及びこれを備えた発電プラント並びにボイラの制御方法
Berezinets et al. Topping the 300-MW power unit at the GRES-24 district power station with a GTE-110 gas turbine unit. Technical solutions on the thermal circuit
KR20180067917A (ko) 발전 플랜트
Wang et al. Performance Upgrading Of Supercritical Unit On Ipt-Regulating Mode-Concerning a Requirement for Low Load Denitration with Promoting Fwt

Legal Events

Date Code Title Description
HZ9A Changing address for correspondence with an applicant
PD4A Correction of name of patent owner