[發明專利]用于熱力發電站水回路的加熱系統

有效

• 申請號: 201310018683.9
• 申請日: 2013-01-18
• 公開（公告）號: CN103216818A
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發明（設計）人: V.茹爾丹;J.科林
• 申請（專利權）人: 阿爾斯通技術有限公司
• 主分類號: F22D1/32
• 分類號: F22D1/32
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 肖日松;嚴志軍

技術領域

本發明涉及用于熱力發電站的水-蒸汽循環的水回路的加熱系統的領域。本發明的加熱系統顯然適用于核電站，并且尤其適用于設有沸水反應堆(BWR)的發電站，但也可適用于其它類型的熱力發電站。本發明更特定地涉及用于在一方面至少一個冷凝器的出口和另一方面發電站的蒸汽發生系統的入口之間回收熱量的回路。

背景技術

在今天的熱力發電站中，優化水加熱回路是至關重要的，特別是在關注降低能源消耗時。

關鍵問題是，有必要將水流在給定溫度下傳送到蒸汽發生系統的入口，同時在所有處理階段對蒸汽或冷凝形式的水的能量進行最大的再利用。因此，難題為減小熱能損耗和優化發電站的總體運行中的再利用之一。

在優化熱力發電站的能量效率時，有必要考慮各個方面。特別地，發電站對于構成其的各種元件的結構完整性具有許多約束，這意味著必須做出某些折衷。

就此而言，配置的選擇在熱力發電站的各種元件之間強加了某些安全約束。安全/效率折衷有時導致能路中的熱能和/或效率的損失。

圖1描繪了熱力發電站的常規設計，其包括蒸汽發生系統1、一組高壓渦輪8、一組中壓渦輪9和一組低壓渦輪10。通常還有交流發電機11和冷凝器6。系統提供了到冷凝器6的冷卻水流。

蒸汽發生系統1和高壓、中壓及低壓渦輪、交流發電機11、外部循環回路300以及冷凝器6構成發電站的一次回路的關鍵要素。在一些情形下，中壓和低壓渦輪可組合。

在冷凝器6的出口側，用于通過泵4抽取從抽自冷凝器6的水冷凝的水的回路包括表示為SP的凈化系統35，另外也稱為“精處理(polishing)系統”，其后是由幾組加熱器構成的加熱回路。

原理在于從在渦輪中的所選點處分出的蒸汽回收其中一些余熱，用于加熱供給至蒸汽發生系統的水的目的。蒸汽入口20、21和23允許逐步加熱回路30的水，以確保水流在期望溫度下再注入蒸汽發生系統1的入口側。

加熱器LP1、LP2、LP3、LP4、給水箱(表示為BA)以及表示為HP的一組加熱器相對于從冷凝器6抽出的水流串聯安裝，以便優化熱力學水加熱循環。在常規配置中，表示為RC的冷卻器7定位在加熱回路的上游，以在冷凝水返回冷凝器6之前冷卻來自加熱器LP3的冷凝水。

以常規方式，出于系統構造的原因，第一組加熱器通常并入包括冷凝器6和低壓渦輪10的結構中。在圖示示例中，該第一組包括加熱器LP1和LP2。

包括加熱器LP3和LP4的第二組加熱器通常布置在包括冷凝器6的結構的外部。

通常，謹慎的設計原則規定，來自該第二組的冷凝水100不能直接在并入包括冷凝器6和低壓渦輪10的結構的第一組加熱器中回收。

由于來自第二組加熱器的冷凝水100不能直接傳送到第一組，常規解決方案是在該冷凝水返回至冷凝器6之前冷卻它，以便避免顯著的熱能損失。

在這類配置中，來自第二組的冷凝水100被注入冷卻器7，以便使更冷的水經由冷卻器7的出口13返回至冷凝器6。

然而，由于在冷卻器200的出口和回水100之間明顯的較大溫差，在加熱回路30中的水的功能上存在顯著的能量效率損失。

存在使得可以在加熱器級聯安裝時增大能量平衡的解決方案。例如，一種已知的備選方案是裝配冷凝水回收泵，其從一個特定的加熱器回收冷凝水并將該冷凝水再注入同一加熱器下游的給水回路中。這種系統的確允許在類似溫度水平的水循環中直接回收，從而通過減小溫差而增大能量效率。然而，該解決方案具有若干潛在缺點。

首先，它向水系統增加了額外的設備，特別是泵，這具有成本，需要空間來安裝它們，并且要求一定水平的維護。此外，由回收泵泵送的冷凝水不經過凈化從冷凝器抽取的水的凈化系統SP，從而降低了回路中水的化學品質。

第二個已知的備選方案是將來自一個加熱器的冷凝水系統地級聯到更低級的加熱器中。如前所述，該解決方案不能謹慎地應用于并入包括冷凝器6和低壓渦輪10的結構中的加熱器，因為這些分支未裝配有止回閥，并且冷的再汽化水和冷凝水的混合物向渦輪的回流會導致渦輪葉片損壞，尤其是在壓力突然急劇下降的情況中。

因此，在第一組加熱器LP上游裝配疏水冷卻器7的配置通常是出于可靠性、制造容易性和水質的原因而采用的配置，而對能量效率相對不利。

發明內容

本發明使得可以減輕上述缺點。

本發明的一個目的是，使得用于加熱將傳送至蒸汽發生系統的水的回路的系統可行，該系統允許優化的能量平衡，同時確保渦輪的最高安全水平、最少維護工作和給水的最佳化學品質的可能性。