提升火电机组参数至650的汽轮机回热系统及方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010916868.1 (22)申请日 2020.09.03 (71)申请人 西安热工研究院有限公司 地址 710048 陕西省西安市碑林区兴庆路 136号 申请人 西安西热节能技术有限公司 (72)发明人 居文平谢天屈杰马汀山 黄嘉驷薛朝囡范庆伟雒青 (74)专利代理机构 西安通大专利代理有限责任 公司 61200 代理人 朱海临 (51)Int.Cl. F01K 7/40(2006.01) F01K 7/38(2006.01) F01K 7/22(2006.01) (5。

2、4)发明名称 一种提升火电机组参数至650的汽轮机回 热系统及方法 (57)摘要 本发明公开了一种提升火电机组参数至650 的汽轮机回热系统及方法， 包括高压缸和中压 缸； 一级抽汽口与第一外置蒸汽冷却器连接， 第 一外置蒸汽冷却器与第一高压加热器连接； 高压 缸排汽口分两路， 一路去锅炉再热器， 一路与第 二高压加热器连接； 三级抽汽口与第二外置式蒸 汽冷却器连接， 第二外置蒸汽冷却器与第三高压 加热器连接。 本发明提出的回热系统， 可显著降 低一级、 三级抽汽过热度， 减少不可逆损失( 损)， 改善高压加热器运行工况， 降低加热器制造 成本， 同时将一级、 三级抽汽多余的热量用于加 热锅炉。

3、给水， 起到一定的节煤效果， 提高了机组 循环效率， 对于发展火电机组650超(超)临界 发电技术具有一定的推广意义。 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 CN 111894690 A 2020.11.06 CN 111894690 A 1.一种提升火电机组参数至650的汽轮机回热系统， 其特征在于， 包括： 高压缸(1)， 所述高压缸(1)与中压缸(2)同轴连接， 高压缸(1)的一级抽汽口(4)通过调 热系统连接回热单元， 高压缸(1)的进汽为锅炉主蒸汽， 其排汽口分两路， 第一路连接锅炉 再热器， 第二路连接回热单元； 中压缸(2)， 所述中压缸(2)的进汽为锅炉再热蒸汽， 中压缸(2)。

4、的三级抽汽口(5)通过 调热系统连接回热单元； 给水管道(8)， 所述给水管道(8)的入口连接除氧器， 出口连接锅炉省煤器， 调热系统和 回热单元均设置在给水管道(8)上， 且回热系统设置在调热系统的上游方向。 2.根据权利要求1所述的提升火电机组参数至650的汽轮机回热系统， 其特征在于， 所述调热系统包括沿给水方向依次设置的第二分流口(17)、 第二阀门组(16)、 第二汇流口 (15)、 第一分流口(14)、 第一阀门组(13)以及第一汇流口(12)； 第一阀门组(13)上并联有第 一外置蒸汽冷却器(6)， 第二阀门组(16)上并联有第二外置蒸汽冷却器(7)。 3.根据权利要求2所述的提。

5、升火电机组参数至650的汽轮机回热系统， 其特征在于， 所述第一分流口(14)将给水分为两路， 第一路输送至第一阀门组(13)， 第二路通过第三阀 门组(18)输送至第一外置蒸汽冷却器(6)的水侧入口， 第一外置蒸汽冷却器(6)的水侧出口 连接第一汇流口(12)； 所述第二分流口(17)将给水分为两路， 第一路输送至第二阀门组 (16)， 第二路通过第四阀门组(19)输送至第二外置蒸汽冷却器(7)的水侧入口， 第二外置蒸 汽冷却器(7)的水侧出口连接第二汇流口(15)； 第一外置蒸汽冷却器(6)的汽侧入口连接高压缸(1)的一级抽汽口(4)， 汽侧出口连接 第一高压加热器(9)； 第二外置蒸汽冷。

6、却器(7)的汽侧入口连接中压缸(2)的三级抽汽口 (5)， 汽侧出口连接第二高压加热器(10)。 4.根据权利要求3所述的提升火电机组参数至650的汽轮机回热系统， 其特征在于， 所述回热单元包括第一高压加热器(9)、 第二高压加热器(10)以及第三高压加热器(11)； 第 一高压加热器(9)的汽侧入口连接第一外置蒸汽冷却器(6)的汽侧出口， 第一高压加热器 (9)的疏水口与第二高压加热器(10)相连， 第二高压加热器(10)的疏水口与第三高压加热 器(11)相连， 第三高压加热器(11)的疏水口与除氧器相连； 第二高压加热器(10)的汽侧入 口连接高压缸(1)的排汽口， 第三高压加热器(11。

7、)的汽侧入口连接第二外置蒸汽冷却器(7) 的汽侧出口。 5.一种采用权利要求4所述系统的提升火电机组参数至650的汽轮机回热方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 当高压缸(1)一级抽汽的温度高于预设值时， 调整第三阀门组(18)与第一阀门组(13) 的开度， 使得流过第一外置蒸汽冷却器(6)的给水流量增大， 流过第一阀门组(13)的给水流 量减小， 高压缸(1)的一级抽汽经第一外置蒸汽冷却器(6)冷却后， 进入第一高压加热器(9) 的汽侧入口； 当中压缸(2)三级抽汽的温度高于预设值时， 调整第四阀门组(19)与第二阀门组(16) 的开度， 使得流过第二外置蒸汽冷却器(7)的给水流量增大， 。

8、流过第二阀门组(16)的给水流 量减小， 中压缸(2)的三级抽汽经第二外置蒸汽冷却器(7)冷却后， 进入第二高压加热器 (10)的汽侧入口。 权利要求书 1/1 页 2 CN 111894690 A 2 一种提升火电机组参数至650的汽轮机回热系统及方法 【技术领域】 0001 本发明属于火力发电技术领域， 涉及一种提升火电机组参数至650的汽轮机回 热系统及方法。 【背景技术】 0002 目前化石能源中煤炭仍然占主导地位，“多煤、 少油、 缺气” 的能源结构决定了煤炭 在未来很长一段时间内仍将是主要的一次能源。 高效、 清洁利用煤炭是从源头上降低大气 污染物和二氧化碳排放最有效的手段， 其中。

9、高效、 清洁煤电技术是高效、 清洁利用煤炭的主 要途径， 而发展高效率的高参数、 大容量机组， 提高火电厂的发电效率， 减少火电厂的煤炭 消耗， 是高效、 清洁煤电技术的主要发展方向。 0003 上世纪90年代末以来， 部分国家先后启动了先进的700超超临界发电技术的研 发计划， 但700超超临界机组需要大量使用价格极其昂贵的镍基合金， 致使电厂造价大幅 上升， 预计700超超临界发电技术在较长时期内无法实现工程应用。 近年高温材料的研究 开发有了新的进展， 在700超超临界发电技术研发过程中开发出了一些成本相对较低、 性 能中端的材料， 目前已有一批可用的铁素体耐热钢和奥氏体耐热钢及铁镍基合。

10、金等材料， 且技术经济性能较好， 因此650超(超)临界发电技术将成为当前技术可行、 经济合理的发 展方向。 0004 火电机组主、 再热蒸汽温度提至650后， 原汽轮机回热系统各级加热器抽汽过热 度均明显升高， 导致对应的加热器进汽温度过高， 运行工况恶劣， 制造成本提高， 同时超高 过热度利用能级不合理， 加热器换热温差大， 导致不可逆损失(损)增加， 机组能耗还有进 一步降低的空间。 【发明内容】 0005 本发明的目的在于针对火电机组向大容量、 高参数方向发展提效改造的需求， 提 供一种提升火电机组参数至650的汽轮机回热系统及方法， 降低汽轮机回热系统高压加 热器抽汽过热度， 减少不。

11、可逆损失(损)， 降低加热器制造成本， 同时提高机组循环效率。 0006 为达到上述目的， 本发明采用以下技术方案予以实现： 0007 一种提升火电机组参数至650的汽轮机回热系统， 包括： 0008 高压缸， 所述高压缸与中压缸同轴连接， 高压缸的一级抽汽口通过调热系统连接 回热单元， 高压缸的进汽为锅炉主蒸汽， 其排汽口分两路， 第一路连接锅炉再热器， 第二路 连接回热单元； 0009 中压缸， 所述中压缸的进汽为锅炉再热蒸汽， 中压缸的三级抽汽口通过调热系统 连接回热单元； 0010 给水管道， 所述给水管道的入口连接除氧器， 出口连接锅炉省煤器， 调热系统和回 热单元均设置在给水管道上。

12、， 且回热系统设置在调热系统的上游方向。 0011 本发明进一步的改进在于： 说明书 1/4 页 3 CN 111894690 A 3 0012 所述调热系统包括沿给水方向依次设置的第二分流口、 第二阀门组、 第二汇流口、 第一分流口、 第一阀门组以及第一汇流口； 第一阀门组上并联有第一外置蒸汽冷却器， 第二 阀门组上并联有第二外置蒸汽冷却器。 0013 所述第一分流口将给水分为两路， 第一路输送至第一阀门组， 第二路通过第三阀 门组输送至第一外置蒸汽冷却器的水侧入口， 第一外置蒸汽冷却器的水侧出口连接第一汇 流口； 所述第二分流口将给水分为两路， 第一路输送至第二阀门组， 第二路通过第四阀门。

13、组 输送至第二外置蒸汽冷却器的水侧入口， 第二外置蒸汽冷却器的水侧出口连接第二汇流 口； 0014 第一外置蒸汽冷却器的汽侧入口连接高压缸的一级抽汽口， 汽侧出口连接第一高 压加热器； 第二外置蒸汽冷却器的汽侧入口连接中压缸的三级抽汽口， 汽侧出口连接第二 高压加热器。 0015 所述回热单元包括第一高压加热器、 第二高压加热器以及第三高压加热器； 第一 高压加热器的汽侧入口连接第一外置蒸汽冷却器的汽侧出口， 第一高压加热器的疏水口与 第二高压加热器相连， 第二高压加热器的疏水口与第三高压加热器相连， 第三高压加热器 的疏水口与除氧器相连； 第二高压加热器的汽侧入口连接高压缸的排汽口， 第三高。

14、压加热 器的汽侧入口连接第二外置蒸汽冷却器的汽侧出口。 0016 一种提升火电机组参数至650的汽轮机回热方法， 包括以下步骤： 0017 当高压缸一级抽汽的温度高于预设值时， 调整第三阀门组与第一阀门组的开度， 使得流过第一外置蒸汽冷却器的给水流量增大， 流过第一阀门组的给水流量减小， 高压缸 的一级抽汽经第一外置蒸汽冷却器冷却后， 进入第一高压加热器的汽侧入口。 0018 当中压缸三级抽汽的温度高于预设值时， 调整第四阀门组与第二阀门组的开度， 使得流过第二外置蒸汽冷却器的给水流量增大， 流过第二阀门组的给水流量减小， 中压缸 的三级抽汽经第二外置蒸汽冷却器冷却后， 进入第二高压加热器的汽。

15、侧入口。 0019 与现有技术相比， 本发明具有以下有益效果： 0020 本发明火电机组主、 再热蒸汽温度提至650后， 原汽轮机回热系统各级加热器抽 汽过热度均大幅升高， 一级和三级抽汽尤为明显， 本发明提出的回热系统， 可显著降低一 级、 三级抽汽过热度， 减少不可逆损失(损)， 改善高压加热器运行工况， 降低加热器制造 成本， 同时将一级、 三级抽汽多余的热量用于加热锅炉给水， 起到一定的节煤效果， 提高了 机组循环效率。 【附图说明】 0021 图1为本发明的整体结构示意图。 0022 其中， 1-高压缸； 2-中压缸； 3-高压缸排汽口； 4-一级抽汽口； 5-三级抽汽口； 6-第 。

16、一外置蒸汽冷却器； 7-第二外置蒸汽冷却器； 8-给水管道； 9-第一高压加热器； 10-第二高压 加热器； 11-第三高压加热器； 12-第一汇流口； 13-第一阀门组； 14-第一分流口； 15-第二汇 流口； 16-第二阀门组； 17-第二分流口； 18-第三阀门组； 19-第四阀门组。 【具体实施方式】 0023 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案， 下面将结合本发明实施例中的 说明书 2/4 页 4 CN 111894690 A 4 附图， 对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完整地描述， 显然， 所描述的实施例仅仅是 本发明一部分的实施例， 不是全部的实施例， 而并非要限。

17、制本发明公开的范围。 此外， 在以 下说明中， 省略了对公知结构和技术的描述， 以避免不必要的混淆本发明公开的概念。 基于 本发明中的实施例， 本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例， 都应当属于本发明保护的范围。 0024 在附图中示出了根据本发明公开实施例的各种结构示意图。 这些图并非是按比例 绘制的， 其中为了清楚表达的目的， 放大了某些细节， 并且可能省略了某些细节。 图中所示 出的各种区域、 层的形状及它们之间的相对大小、 位置关系仅是示例性的， 实际中可能由于 制造公差或技术限制而有所偏差， 并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不 同形状、 。

18、大小、 相对位置的区域/层。 0025 本发明公开的上下文中， 当将一层/元件称作位于另一层/元件 “上” 时， 该层/元件 可以直接位于该另一层/元件上， 或者它们之间可以存在居中层/元件。 另外， 如果在一种朝 向中一层/元件位于另一层/元件 “上” ， 那么当调转朝向时， 该层/元件可以位于该另一层/ 元件 “下” 。 0026 需要说明的是， 本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语 “第一” 、“第 二” 等是用于区别类似的对象， 而不必用于描述特定的顺序或先后次序。 应该理解这样使用 的数据在适当情况下可以互换， 以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或 描述的那些以。

19、外的顺序实施。 此外， 术语 “包括” 和 “具有” 以及他们的任何变形， 意图在于覆 盖不排他的包含， 例如， 包含了一系列步骤或单元的过程、 方法、 系统、 产品或设备不必限于 清楚地列出的那些步骤或单元， 而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、 方法、 产品 或设备固有的其它步骤或单元。 0027 下面结合附图对本发明做进一步详细描述： 0028 参见图1， 本发明提升火电机组参数至650的汽轮机回热系统， 包括高压缸1和中 压缸2， 高压缸1上设置有一级抽汽口4和高压缸排汽口3； 中压缸2上设置有三级抽汽口5。 0029 锅炉给水管道8中的给水自除氧器来， 依次经过第三高压加热器1。

20、1、 第二高压加热 器10和第一高压加热器9后进入锅炉省煤器； 第一高压加热器9出口给水管道8上沿给水方 向依次布置第二分流口17、 第二阀门组16、 第二汇流口15、 第一分流口14、 第一阀门组13以 及第一汇流口12。 0030 第一分流口14的引出管道上布置有第三阀门组18和第一外置蒸汽冷却器6； 第二 分流口17的引出管道上布置有第四阀门组19和第二外置蒸汽冷却器7。 0031 一级抽汽口4与第一外置蒸汽冷却器6连接， 第一外置蒸汽冷却器6与第一高压加 热器9连接； 高压缸排汽口3分两路， 第一路去锅炉再热器， 第二路与第二高压加热器10连 接； 三级抽汽口5与第二外置式蒸汽冷却器7。

21、连接， 第二外置蒸汽冷却器7与第三高压加热器 11连接。 0032 第一高压加热器9的疏水口与第二高压加热器10相连， 第二高压加热器10的疏水 口与第三高压加热器11相连， 第三高压加热器11的疏水口与除氧器相连。 0033 本发明的工作过程： 0034 高压缸1上的一级抽汽口4引出蒸汽管道与第一外置蒸汽冷却器6汽侧入口连接， 第一外置蒸汽冷却器6汽侧出口与第一高压加热器9汽侧入口连接， 给水管道上第一分流口 说明书 3/4 页 5 CN 111894690 A 5 14引出水管道经过第三阀门组与第一外置蒸汽冷却器6水侧入口连接， 第一外置蒸汽冷却 器6水侧出口与给水管道8上第一汇流口12连。

22、接， 第一外置蒸汽冷却器6与第一阀门组13并 联布置。 机组运行时， 若一级抽汽过热度高， 开大第三阀门组18， 关小第一阀门组13， 分流一 定量的给水进入第一外置蒸汽冷却器6， 将一级抽汽冷却后由第一汇流口12回到给水管道 8。 0035 中压缸2上的三级抽汽口5引出蒸汽管道与第二外置蒸汽冷却器7汽侧入口连接， 第二外置蒸汽冷却器7汽侧出口与第三高压加热器11汽侧入口连接， 给水管道8上第二分流 口17引出水管道经过第四阀门组19与第二外置蒸汽冷却器7水侧入口连接， 第二外置蒸汽 冷却器7水侧出口与给水管道8上第二汇流口15连接， 第二外置蒸汽冷却器7与第二阀门组 16并联。 机组运行时，。

23、 若三级抽汽过热度高， 开大第四阀门组19， 关小第二阀门组16， 分流一 定量的给水进入第二外置蒸汽冷却器7， 将三级抽汽冷却后由第二汇流口15回到给水管道 8。 给水温度升高后送往锅炉省煤器。 0036 其余的加热器， 如高压加热器、 除氧器、 低压加热器也可能存在抽汽温度高的问 题， 可同样采用设置外置蒸汽冷却器降低蒸汽过热度， 或采用增加回热抽汽级数， 调整加热 器抽汽口的方法。 0037本发明提出的回热系统， 可显著降低一级、 三级抽汽过热度， 减少不可逆损失( 损)， 改善高压加热器运行工况， 降低加热器制造成本， 同时将一级、 三级抽汽多余的热量用 于加热锅炉给水， 起到一定的节煤效果， 提高了机组循环效率， 对于发展火电机组650超 (超)临界发电技术具有一定的推广意义。 0038 以上内容仅为说明本发明的技术思想， 不能以此限定本发明的保护范围， 凡是按 照本发明提出的技术思想， 在技术方案基础上所做的任何改动， 均落入本发明权利要求书 的保护范围之内。 说明书 4/4 页 6 CN 111894690 A 6 图1 说明书附图 1/1 页 7 CN 111894690 A 7 。