[發(fā)明專利]一種蒸汽發(fā)生系統(tǒng)及運行方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310206824.3
• 申請日: 2023-03-06
• 公開（公告）號: CN116241866A
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張鳳濤;張建元;伊福龍;尤景剛;堵根旺;王偉;殷威;焦立剛;于嵩韜;鄒家琪;馬玉華;劉振剛;王昊
• 申請（專利權(quán)）人: 華能國際電力股份有限公司丹東電廠;西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: F22B31/08
• 分類號: F22B31/08;F22B35/06
• 代理公司: 北京清亦華知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 曲進(jìn)華

本申請?zhí)岢鲆环N蒸汽發(fā)生系統(tǒng)及運行方法，包括：混合式蒸發(fā)器、蒸汽循環(huán)系統(tǒng)、工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)和測量控制組件；其中本申請中的蒸汽發(fā)生系統(tǒng)包含混合式蒸發(fā)器，通過測量控制組件對蒸汽發(fā)生系統(tǒng)中間接信號的測量和轉(zhuǎn)化，將液態(tài)工質(zhì)和汽態(tài)工質(zhì)在混合式蒸發(fā)器中混合產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)行測量分配，使得分別進(jìn)入蒸汽循環(huán)系統(tǒng)和工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)的蒸汽質(zhì)量流量分別與混合前液態(tài)工質(zhì)和汽態(tài)工質(zhì)的質(zhì)量流量相等。因此本申請中的蒸汽發(fā)生系統(tǒng)相較于相關(guān)技術(shù)中的間壁式換熱器能夠顯著降低成本并實現(xiàn)混合后流量的準(zhǔn)確分配。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及蒸發(fā)換熱技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種蒸汽發(fā)生系統(tǒng)及運行方法。

背景技術(shù)

換熱器是熱工基礎(chǔ)設(shè)備，在化工、動力及其它許多工業(yè)生產(chǎn)中具有重要地位，蒸發(fā)器是其中重要的一種，它將高溫流體的熱量傳遞給低溫流體，最終使低溫流體蒸發(fā)完成相變形成蒸汽。混合式蒸汽發(fā)生器是一種特殊的蒸發(fā)器，兩股不同相態(tài)的同一種工質(zhì)在發(fā)生器中混合換熱后最終形成狀態(tài)參數(shù)相同的蒸汽，兩種相態(tài)一般是汽態(tài)和液態(tài)且壓力基本相等，汽態(tài)工質(zhì)處于過熱狀態(tài)，兩股工質(zhì)混合后經(jīng)過傳熱傳質(zhì)過程，汽態(tài)工質(zhì)將熱量直接傳遞給液態(tài)工質(zhì)導(dǎo)致其發(fā)生相變。

混合式蒸汽發(fā)生器的優(yōu)點是大幅度降低了換熱器用的金屬材料量，因為一般換熱器都是間壁式換熱器，兩股換熱流體互不接觸，為執(zhí)行傳熱過程必須利用金屬材料形成傳熱壁面，液體蒸發(fā)必須克服大量潛熱，所以一般蒸發(fā)器面積都會非常大，消耗的金屬材料量也很大。混合式蒸汽發(fā)生器能用于復(fù)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，以提高整體循環(huán)的發(fā)電效率，由于蒸汽很容易被壓縮導(dǎo)致流量無法較為準(zhǔn)確的測量，因此大規(guī)模應(yīng)用混合式蒸汽發(fā)生器必須解決兩股流體混合換熱后的流量分配問題，否則較大的流量偏差會直接影響系統(tǒng)整體的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。

發(fā)明內(nèi)容

本申請旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本申請的目的在于提出一種蒸汽發(fā)生系統(tǒng)及運行方法，其中蒸汽發(fā)生系統(tǒng)包含混合式蒸發(fā)器，通過測量控制組件對蒸汽發(fā)生系統(tǒng)中間接信號的測量和轉(zhuǎn)化，將液態(tài)工質(zhì)和汽態(tài)工質(zhì)在混合式蒸發(fā)器中混合產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)行測量分配，使得分別進(jìn)入蒸汽循環(huán)系統(tǒng)和工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)的蒸汽質(zhì)量流量分別與混合前液態(tài)工質(zhì)和汽態(tài)工質(zhì)的質(zhì)量流量相等。

根據(jù)本申請的第一個方面提出了一種蒸汽發(fā)生系統(tǒng)，包括：

混合式蒸發(fā)器，混合式蒸發(fā)器，其用于將同時輸入的同一工質(zhì)的過熱蒸汽和液態(tài)工質(zhì)匯合產(chǎn)生蒸汽；

蒸汽循環(huán)系統(tǒng)，其包括所述混合式蒸發(fā)器、第一換熱器的熱側(cè)和第一用戶組成的蒸汽循環(huán)通路；

工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)，其包括工質(zhì)循環(huán)回路系統(tǒng)和換熱旁路系統(tǒng)；其中所述工質(zhì)循環(huán)回路系統(tǒng)包括所述混合式蒸發(fā)器、第二換熱器的熱側(cè)和第二用戶組成的工質(zhì)循環(huán)通路；所述換熱旁路系統(tǒng)包括所述第二用戶輸出端、第二換熱器的冷側(cè)和第一換熱器的冷側(cè)組成的換熱旁路；以及

測量控制組件；其包括控制閥組和測量組件；其中所述測量組件用于對所述蒸汽循環(huán)通路、所述工質(zhì)循環(huán)通路和所述換熱旁路上多處測量點的工質(zhì)溫度、壓力和質(zhì)量流量進(jìn)行測量；所述控制閥組用于控制各通路中工質(zhì)的質(zhì)量流量。

在一些實施例中，所述混合式蒸發(fā)器、第一換熱器的熱側(cè)和第一用戶兩兩之間的管路上均分布有測量點；所述控制閥組包括位于所述第一用戶的輸入端的第三控制閥。

在一些實施例中，所述混合式蒸發(fā)器的輸出端和第一換熱器的熱側(cè)的輸入端之間包括第一壓力測點和第一溫度測點；所述第一換熱器的熱側(cè)的輸出端和所述第一用戶的輸入端之間包括第二溫度測點；所述第一用戶的輸出端和所述混合式蒸發(fā)器的輸入端之間包括第二壓力測點和第三溫度測點。

在一些實施例中，在所述工質(zhì)循環(huán)通路中，所述第二換熱器的熱側(cè)的輸出端和所述第二用戶的輸入端之間包括第四溫度測點；所述第二用戶的輸出端和所述混合式蒸發(fā)器的輸入端之間包括流量測點、第五溫度測點和第三壓力測點；所述控制閥組包括位于所述第二用戶的輸入端的第二控制閥。