[實用新型]集成外置式蒸汽冷卻器和回熱式汽輪機的二次再熱系統

有效

• 申請號: 201821318723.6
• 申請日: 2018-08-15
• 公開（公告）號: CN209130851U
• 公開（公告）日: 2019-07-19
• 發明（設計）人: 段立強;孫婧
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: F22D1/32
• 分類號: F22D1/32;F22D11/06;F01K11/02
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 張文寶

本實用新型公開了一種集成外置式蒸汽冷卻器和回熱式汽輪機的二次再熱系統，外置式蒸汽冷卻器布置于第一高壓加熱器的抽汽管路上，具有較高溫度和過熱度的其中一股超高壓缸排汽先進入外置式蒸汽冷卻器，與第一高壓加熱器出口溫度較高的主給水換熱后，然后再進入第一高壓加熱器中與溫度較低的主給水進行換熱。可以有效降低多級抽汽過熱度，同時提高給水的溫度，從而降低回熱加熱器和鍋爐的不可逆損失，也使得機組的能耗降低，相比常規單獨集成回熱式汽輪機的系二次再熱系統具有顯著的熱力學和經濟性能優勢。

技術領域

本實用新型屬于超超臨界二次再熱發電系統能量高效利用領域，具體涉及一種集成外置式蒸汽冷卻器和回熱式汽輪機的二次再熱系統。

背景技術

煤炭占我國能源結構和消費的主體地位，且在未來幾十年不會有較大改變。其中火電機組是耗煤大戶，約占我國煤炭消費的50％。然而火電機組一直是我國電力供應的主要支柱，盡管近年來新能源發電方式急劇發展，但仍無法撼動火力發電的重要地位。隨著節能減排和提倡清潔煤發電等政策的不斷推行，火力發電技術不斷進行整改和創新。二次再熱技術則是目前較為高效、低耗、低污染的火力發電技術之一。然而，二次再熱超超臨界機組由于蒸汽參數高，且又有兩級再熱，使得進行給水回熱的抽汽過熱度過高，導致給水回熱加熱器存在較大的不可逆損失，從而降低了二次再熱機組的節能優勢。而常規抽汽過熱度利用的方式只關注緊鄰再熱后抽汽的過熱度，忽略了其余級抽汽過熱度高的問題，特別是進入1號高壓加熱器的抽汽，過熱度和溫度都較高，存在抽汽過熱度能量不能充分利用和高品質蒸汽可用能浪費的問題，并導致回熱加熱器有較大的不可逆損失，從而影響了二次再熱機組的經濟性。

為了解決上述問題，本實用新型提出一種同時集成外置式蒸汽冷卻器和回熱式汽輪機的二次再熱系統方案，不僅可以有效降低和充分利用多級抽汽的過熱度，而且還能進一步提高進入鍋爐前給水的溫度，一方面回熱加熱器的不可逆損失大大降低，另一方面使得鍋爐的換熱溫差有所降低，不可逆損失相應減小，從而進一步提高二次再熱機組的經濟性。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種集成外置式蒸汽冷卻器和回熱式汽輪機的二次再熱系統，在第一高壓加熱器的抽汽管路上增加設置外置式蒸汽冷卻器，有效降低進入該級加熱器的抽汽的過熱度。

一種集成外置式蒸汽冷卻器和回熱式汽輪機的二次再熱系統，包括鍋爐、凝汽器、軸封冷卻器、汽輪機超高壓缸、汽輪機高壓缸、汽輪機中壓缸、汽輪機低壓缸、回熱式汽輪機、外置式蒸汽冷卻器、四個高壓給水加熱器、除氧器、五個低壓加熱器、給水泵、凝結水泵、疏水泵、兩個發電機，其特征在于：外置式蒸汽冷卻器布置于第一高壓加熱器的抽汽管路上，具有較高溫度和過熱度的其中一股超高壓缸排汽先進入所述外置式蒸汽冷卻器中，與所述第一高壓加熱器出口溫度較高的主給水進行換熱后，然后再進入所述第一高壓加熱器中與溫度較低的主給水進行換熱。

進一步，給水在所述鍋爐中吸熱成為高溫、高壓的蒸汽，進入所述汽輪機超高壓缸中膨脹做功后，部分排汽進入所述鍋爐進行一次再熱；進行一次再熱后的蒸汽進入所述汽輪機高壓缸中繼續做功，然后膨脹后的蒸汽進入所述鍋爐吸熱，進行二次再熱后的蒸汽進入所述汽輪機中壓缸中做功，接著分別進入所述汽輪機兩個低壓缸中膨脹做功，然后乏汽進入所述凝汽器中冷卻凝結，凝結水進入所述凝結水泵加壓后依次經過所述五個低壓加熱器、除氧器、給水泵和四個高壓加熱器成為高壓高溫的給水，再在所述第一高壓加熱器抽汽管路上增設的所述外置式蒸汽冷卻器中進一步提高溫度后再次送入所述鍋爐進行熱力循環。

進一步，所述汽輪機超高壓缸的排汽分成三股，其中一股蒸汽進入所述鍋爐中進行一次再熱；第二股作為所述第一高壓加熱器給水回熱的汽源，該股蒸汽先進入所述外置式蒸汽冷卻器中釋放部分熱量加熱較高溫度的給水，然后再進入所述第一高壓加熱器中加熱較低溫度的給水；第三股進入所述回熱式汽輪機中膨脹做功，回熱式汽輪機的4級抽汽分別作為第二至第四高壓加熱器和所述除氧器的給水回熱的汽源，排汽進入第一低壓加熱器中進行給水回熱，第二至第五低壓加熱器進口抽汽分別來自所述汽輪機中壓缸部分排汽和所述汽輪機低壓缸的三段抽汽。