[發(fā)明專利]基于二次再熱煤電機組的雙機耦合熱力系統(tǒng)及耦合方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011605271.1
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112814751A
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 雷曉龍;方宇;孫奇;張曉東;范小平;侯明軍;張小波;王松;衛(wèi)棟梁
• 申請（專利權(quán)）人: 東方電氣集團東方汽輪機有限公司
• 主分類號: F01K11/02
• 分類號: F01K11/02;F01K7/02;F01K7/22;F01D15/10
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 古波;蔣仕平

本發(fā)明公開了基于二次再熱煤電機組的雙機耦合熱力系統(tǒng)，包括主汽輪機發(fā)電機組、回?zé)崾津?qū)動汽輪發(fā)電機組、給水系統(tǒng)和凝結(jié)水系統(tǒng)；所述的主汽輪機發(fā)電機組鍋爐、超高壓缸、鍋爐一次再熱器、高壓缸、鍋爐二次再熱器、中壓缸和低壓缸；所述的回?zé)崾津?qū)動汽輪發(fā)電機組包括回?zé)崾津?qū)動汽輪機；所述的給水系統(tǒng)包括除氧器、給水泵和若干個高壓加熱器，末級高壓加熱器與鍋爐連通，除氧器、高壓加熱器分別與回?zé)崾津?qū)動汽輪機連通，給水泵與回?zé)崾津?qū)動汽輪機傳動連接。本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明降低了常規(guī)系統(tǒng)中的較高的回?zé)岢槠^熱度，降低了回?zé)嵯到y(tǒng)換熱的不可逆損失，提高了回?zé)嵫h(huán)效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及汽輪發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體的說，是基于二次再熱煤電機組的雙機耦合熱力系統(tǒng)及耦合方法。

背景技術(shù)

中國“富煤缺油少氣”的能源資源稟賦，就決定了以燃煤發(fā)電為主的電力工業(yè)格局在較長一段時間內(nèi)不會發(fā)生根本性的改變。燃煤發(fā)電在社會經(jīng)濟發(fā)展中提供了強力支撐的同時，也產(chǎn)生大量的污染和溫室氣體的排放。為了保護環(huán)境、節(jié)約資源，如何提高燃煤發(fā)電效率以成為業(yè)內(nèi)越來越重視的問題。

得益于材料高溫性能的持續(xù)提升，燃煤發(fā)電機組的蒸汽參數(shù)不斷提高，以獲得更高的循環(huán)效率，從而進一步降低機組的煤耗，減少溫室氣體和其它污染物排放。

20世紀90年代末期和21世紀初，歐盟、美國和日本先后啟動了700℃及以上參數(shù)的先進超超臨界(USC)發(fā)電技術(shù)研究計劃，為下一代火電裝備的更新提供技術(shù)。歐盟于1998年1月啟動的“AD700”先進超超臨界發(fā)電計劃，其目標(biāo)是建立500MW、700℃/720℃/35MPa等級的示范電站，結(jié)合機爐深度耦合煙氣余熱利用、降低背壓、降低管道阻力、提高給水溫度等技術(shù)措施，使機組效率達到50％以上。2010年7月23日，國家能源局成立“國家超超臨界燃煤發(fā)電技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟”，標(biāo)志著我國正式啟動相關(guān)技術(shù)研發(fā)。近年來，國內(nèi)630℃、650℃以及700℃燃煤發(fā)電機組正在研發(fā)當(dāng)中。

根據(jù)熱力學(xué)基本原理，提高蒸汽壓力、溫度等初參數(shù)，能夠提高朗肯循環(huán)的平均吸熱溫度，是提高燃煤發(fā)電系統(tǒng)循環(huán)效率的最直接途徑之一。但是隨著蒸汽初參數(shù)的持續(xù)提高，也帶來了其他的問題：回?zé)嵯到y(tǒng)抽汽過熱度不斷增大，回?zé)峒訜崞鲀?nèi)汽側(cè)和水側(cè)換熱不可逆損失增加，削弱了蒸汽參數(shù)提升所帶來的經(jīng)濟性收益。蒸汽參數(shù)越高，這一矛盾越突出；再熱次數(shù)越多，這種削弱效應(yīng)越顯著。對于這一問題，目前傳統(tǒng)的解決辦法是，通過在再熱后的部分回?zé)岢槠鲈O(shè)外置式蒸汽冷卻器，來降低回?zé)岢槠倪^熱度。但是該方法僅能降低再熱后個別矛盾突出的回?zé)岢槠倪^熱度和換熱損失，無法從根本上實現(xiàn)回?zé)岢槠芰康奶菁壚茫粌H能降低設(shè)置外置式蒸汽冷卻器的回?zé)岢槠艿啦牧系牡燃墸矡o法完全解決回?zé)岢槠艿啦牧铣杀据^高的問題。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供基于二次再熱煤電機組的雙機耦合熱力系統(tǒng)及耦合方法，用于大幅降低二次再熱燃煤發(fā)電機組再熱后回?zé)岢槠膿Q熱過熱度，可以顯著提高回?zé)岢槠芗壚眯剩瑫r能夠減少高溫材料的使用范圍、降低電站投資成本。

本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：基于二次再熱煤電機組的雙機耦合熱力系統(tǒng)，包括主汽輪機發(fā)電機組、回?zé)崾津?qū)動汽輪發(fā)電機組、給水系統(tǒng)和凝結(jié)水系統(tǒng)；

所述的主汽輪機發(fā)電機組包括按照蒸汽流通方向依次連通的鍋爐、超高壓缸、鍋爐一次再熱器、高壓缸、鍋爐二次再熱器、中壓缸和低壓缸；

所述的回?zé)崾津?qū)動汽輪發(fā)電機組包括入口端與超高壓缸的出口端連通的回?zé)崾津?qū)動汽輪機；

所述的給水系統(tǒng)包括按照水流順序依次連通的除氧器、給水泵和若干個高壓加熱器，末級高壓加熱器與鍋爐連通，除氧器、高壓加熱器分別與回?zé)崾津?qū)動汽輪機連通，給水泵與回?zé)崾津?qū)動汽輪機傳動連接；

所述的凝結(jié)水系統(tǒng)包括按照水流順序依次連通的凝汽器、凝結(jié)水泵和多級低壓加熱器，凝汽器和多級低壓加熱器分別與低壓缸連通，末級低壓加熱器與除氧器連通。