[發明專利]一種二次再熱超超臨界鍋爐及其受熱面布置方法

在審

• 申請號: 201710283259.5
• 申請日: 2017-04-26
• 公開（公告）號: CN106949451A
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發明（設計）人: 向軍;周敬;張晨浩;胡松;蘇勝;汪一;江龍;徐俊;許凱;劉洪佚;崔曉寧
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: F22B31/08
• 分類號: F22B31/08;F22G7/00
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司11212
• 代理人: 楊立,陳璐

技術領域

本發明屬于燃煤鍋爐技術領域，具體涉及一種二次再熱超超臨界鍋爐及其受熱面布置方法。

背景技術

超超臨界燃煤發電技術是一種先進、高效的發電技術，它比超臨界機組的熱效率高出約4％，與常規燃煤發電機組相比優勢就更加明顯。目前，超超臨界機組的鍋爐內工質均為水，超臨界和超超臨界并無嚴各的界限，國內及國際上一般認為只要主蒸汽溫度達到或過600℃，就認為是超超臨界機組。

從2006年第一臺百萬級超超臨界機組投運以來，國內已經有近50臺百萬級超超臨界機組投入商業運行。為了進一步提高超超臨界機組的發電效率，研究人員提出了二次再熱的結構設想并付諸實施。研究發現，二次再熱在應用時存在一次再熱蒸汽和二次蒸汽蒸汽溫度達不到設計值的問題。在發明專利201110276427.0中公開了一種700℃機組超超臨界鍋爐的蒸汽系統的受熱面布置結構，其在水冷壁受熱面增加壁掛式輻射受熱面，這種將部分再熱器提前的方式容易導致結焦結渣；發明專利201610381277.2公開了650℃先進超超臨界機組鍋爐的再熱器，其通過使用先進材料以增加再熱器傳熱效率的方法提高再熱蒸汽溫度，這種方法提高蒸汽溫度顯然有局限性。也即目前尚缺少針對一次、二次再熱蒸汽溫度達不到設計值的問題的有效解決方案。

發明內容

針對現有技術中存在的不足，本發明提供一種二次再熱超超臨界鍋爐及其受熱面布置方法，其可有效解決一次、二次再熱蒸汽溫度達不到設計值的問題并提高發電效率。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：一種二次再熱超超臨界鍋爐，其包括爐膛、灰渣斗和煙道，所述爐膛豎直設置且其下端連通所述灰渣斗、上端連通所述煙道，所述爐膛側壁分為水冷壁和再熱壁兩部分，所述水冷壁位于所述再熱壁下方，所述水冷壁的中部或下部區域設置有燃燒器，所述再熱壁分為離地高度相等或接近的一次再熱壁和二次再熱壁兩部分，所述煙道內沿煙氣的前進方向依次設置有高溫過熱器、高再冷再熱器組、低溫過熱器、高再熱再熱器組、低溫再熱器組和省煤器，所述高再冷再熱器組包括并列設置的一次再熱高再冷再熱器和二次再熱高再冷再熱器，所述高再熱再熱器組包括并列設置的一次再熱高再熱再熱器和二次再熱高再熱再熱器，所述低溫再熱器組包括并列設置的一次再熱低溫再熱器和二次再熱低溫再熱器，所述省煤器、水冷壁、低溫過熱器、高溫過熱器依次通過管道連通，以保證工質被依次梯級加熱并送往高壓汽輪機做功；所述一次再熱壁、一次再熱低溫再熱器、一次再熱高再冷再熱器、一次再熱高再熱再熱器依次通過管道連通，以保證一次再熱乏汽依次梯級加熱并送往中壓汽輪機做功；所述二次再熱壁、二次再熱低溫再熱器、二次再熱高再冷再熱器、二次再熱高再熱再熱器依次通過管道連通，以保證二次再熱乏汽依次梯級加熱并送往低壓汽輪機做功。再熱泛汽是指通入汽輪機中蒸汽在釋放熱勢能做功之后由排汽孔排出的汽，一次再熱泛汽是指高壓汽輪機排出的汽，二次再熱乏汽指中壓汽輪機排出的汽。

在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進。

進一步，所述灰渣斗側壁上設置有用于預熱一次再熱乏汽的再熱前置冷卻壁，所述再熱前置冷卻壁、一次再熱壁、一次再熱低溫再熱器、一次再熱高再冷再熱器、一次再熱高再熱再熱器依次通過管道連通，以保證一次再熱乏汽依次梯級加熱并送往中壓汽輪機做功。該結構設計的好處在于，可有效保證通入中壓汽輪機的蒸汽溫度達到設定值(達標)。

進一步，所述灰渣斗側壁上設置有用于預熱二次再熱乏汽的再熱前置冷卻壁，所述再熱前置冷卻壁、二次再熱壁、二次再熱低溫再熱器、二次再熱高再冷再熱器、二次再熱高再熱再熱器依次通過管道連通，以保證二次乏汽依次梯級加熱并送往低壓汽輪機做功。該結構設計的優點在于，可有效保證通入低壓汽輪機的蒸汽溫度達到設定值。

進一步，所述爐膛的橫截面為矩形，所述再熱壁分為前壁、后壁、左壁和右壁，所述前壁、后壁、左壁和右壁的上下兩端均分別設置有獨立的聯箱，所述一次再熱壁由所述前壁、后壁、左壁和右壁中的任意兩個或三個及相應的獨立聯箱組成。該結構的優勢在于，前壁、后壁、左壁、右壁中的任一個及其兩端的獨立聯箱均為一個獨立的吸熱部件，可根據中壓做功和低壓做功的負荷靈活選用合適的組合形成一次再熱壁和二次再熱壁。

進一步，所述一次再熱壁由所述前壁和后壁及相應的獨立聯箱組成，所述二次再熱壁由所述左壁和右壁及相應的獨立聯箱組成。

進一步，所述一次再熱壁由所述前壁和左壁及相應的獨立聯箱組成，所述二次再熱壁由所述后壁和右壁及相應的獨立聯箱組成。