[發明專利]一種700℃機組超超臨界鍋爐的蒸汽系統的受熱面布置方式

無效

• 申請號: 201110276427.0
• 申請日: 2011-09-16
• 公開（公告）號: CN102322627A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發明（設計）人: 王春昌;聶劍平;王月明;張廣才;趙宗讓;姚明宇;陳罡
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: F22B31/08
• 分類號: F22B31/08
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

技術領域

本發明涉及一種用于700℃機組超超臨界鍋爐的蒸汽系統，具體涉及一種700℃機組超超臨界鍋爐的蒸汽系統的受熱面布置方式。

背景技術

700℃機組超超臨界鍋爐是為降低機組供電煤耗而即將研制而開發的屬于未來電站鍋爐。由于主蒸汽和再熱蒸汽溫度提高到700℃，在現有的7級或8級抽汽系統下，鍋爐的給水溫度將在310℃左右，即便省煤器只使蒸汽溫度升高10℃，進入水冷壁入口集箱的蒸汽溫度將達到320℃以上，在這種情況下，鍋爐水冷壁蒸發段蒸汽的吸熱比例只占吸熱總量的16.2％左右，而過熱蒸汽及再熱蒸汽的吸熱比例高達83.8％左右；而現有的600℃機組超超臨界鍋爐，其鍋爐水冷壁蒸發段蒸汽的吸熱比例占吸熱總量的21.3％左右，過熱蒸汽及再熱蒸汽的吸熱比例為78.7％左右。

現役的600℃機組超超臨界鍋爐，其鍋爐屏式過熱器下沿入口煙氣溫度已高達1350℃左右，從預防屏式過熱器及爐膛內的結渣方面看，這一溫度幾乎不可能再提高，經過屏式過熱器及后屏過熱器降溫后的爐膛入口煙氣溫度在960℃左右。由于屏式過熱器及后屏過熱器和煙道內布置的對流過熱器和再熱器都屬于過熱或再熱蒸汽的吸熱量。因此，調整爐膛入口煙氣溫度并不能有效改變(即增加)整個過熱器或再熱器系統的吸熱量(只能改變不同受熱面的吸熱比例)。由此可見，從鍋爐的爐內煙氣放熱量分配來看，無論是600℃機組超超臨界鍋爐還是700℃機組超超臨界鍋爐，其煙氣放給爐膛(蒸發吸熱及過熱吸熱)和煙道(純過熱吸熱)的熱量比例幾乎是一定的。

以600℃機組超超臨界鍋爐屏式過熱器下沿入口煙氣溫度為1350℃及進省煤器入口煙氣溫度460℃進行計算，煙氣放給過熱系統的熱量由煙氣焓降、屏式過熱器、后屏過熱器的輻射吸熱及水冷壁過熱段受熱面的輻射吸熱三部分組成，總比例約為78％。與前面計算的蒸汽側吸熱進行比較，兩者尚能夠協調。對于700℃機組超超臨界鍋爐，如果水冷壁過熱段的吸熱降低或不增加(即保持其出口溫度與600℃機組超超臨界鍋爐的蒸汽出口溫度相同)，在這種情況下，仍然可以按屏式過熱器下沿入口煙氣溫度為1350℃及進省煤器入口煙氣溫度460℃來計算煙氣放給蒸汽側與蒸發側的熱量比例，其結果與600℃超超臨界鍋爐的結算結果相同。與前面計算的700℃超超臨界鍋爐蒸汽側吸熱比例進行比較，可以清楚地看出，煙氣放給過熱蒸汽及再熱蒸汽的熱量不足以將蒸汽溫度加熱到700℃。如果提高700℃機組超超臨界鍋爐水冷壁過熱段的出口蒸汽溫度，由于要保證受熱面的傳熱溫壓，因此，進入省煤器入口煙氣溫度將大于460℃，這就是說，增加水冷壁過熱段出口蒸汽溫度，煙氣放給蒸汽側的熱量將因省煤器入口煙溫的提高而減少。由此可見，采用常規的方法提高水冷壁過熱段的出口蒸汽溫度并不能有效增加蒸汽側的吸熱量，從而無法滿足700℃機組超超臨界鍋爐將蒸汽溫度加熱到700℃的目的。

另一方面，700℃機組超超臨界鍋爐水冷壁蒸發段的吸熱比例降低，使工質的相變溫度點下移(即向火焰中心移動)，這勢必使相變點處所受外部熱負荷升高，使相變點發生傳熱惡化及該處水冷壁爆管的概率增加。

發明內容

本發明的目的在于針對上述問題，提供了一種能夠改變700℃機組超超臨界鍋爐蒸汽相變點位置的700℃機組超超臨界鍋爐的蒸汽系統的受熱面布置方式。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：在現有的600℃機組超超臨界鍋爐的蒸汽系統的蒸汽側分別增設一級或二級壁掛式輻射過熱器和壁掛式輻射再熱器，壁掛式輻射過熱器和壁掛式輻射再熱器的受熱面以壁掛式輻射受熱面的形式布置在鍋爐爐膛水冷壁蒸汽發段上即相變點以下水冷壁的蒸發段受熱面之上，且壁掛式輻射過熱器布置在低溫過熱器與屏式過熱器之間，并與低溫過熱器和屏式過熱器通過管道相連通，壁掛式輻射再熱器布置在一級再熱器與二級再熱器之間，并與一級再熱器和原二級再熱器通過管道相連通。

所述的增設一級壁掛式輻射過熱器和壁掛式輻射再熱器時，一級壁掛式輻射過熱器進口與低溫過熱器出口相連接，其出口與屏式過熱器進口相連接，一級壁掛式輻射再熱器進口與一級再熱器出口相連接，其出口與二級再熱器進口相連接。

所述的增設二級壁掛式輻射過熱器和壁掛式輻射再熱器時，一級壁掛式輻射過熱器進口與低溫過熱器出口相連接，其出口與二級壁掛式輻射過熱器進口相連接，二級壁掛式輻射過熱器出口與屏式過熱器進口相連接；一級壁掛式輻射再熱器進口與一級再熱器出口相連接，其出口與二級壁掛式輻射再熱器的進口相連接，二級壁掛式輻射再熱器的出口與二級再熱器的進口相連接。