專利名稱：發(fā)電廠回?zé)嵯到y(tǒng)中的外置蒸汽冷卻器系統(tǒng)及回?zé)嵯到y(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及火力發(fā)電設(shè)備，具體涉及火力發(fā)電設(shè)備回?zé)嵯到y(tǒng)中的外置蒸汽冷卻器系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在火力發(fā)電廠的回?zé)嵯到y(tǒng)中，對過熱度較高的抽汽，通常配外置蒸汽冷卻器以提高熱力系統(tǒng)效率。對于過熱蒸汽量大的汽輪發(fā)電機組，通常采用如圖1所示的全給水容量的外置蒸汽冷卻器系統(tǒng)。即在末級給水加熱器3之后布置外置冷卻器4，且末級給水加熱器3的給水全部進入外置蒸汽冷卻器4，經(jīng)過外置蒸汽冷卻器4冷卻后的高過熱度抽汽進入末級給水加熱器3之前某一級給水加熱器或除氧器2或凝結(jié)水加熱器I。而對于過熱蒸汽量小的汽輪發(fā)電機組，通常采用如圖2所示的部分給水容量的外置蒸汽冷卻器系統(tǒng)。即在末級給水加熱器3之后布置外置冷卻器4，且末級給水加熱器3的給水一部分進入外置蒸汽冷卻器4，而另一部分直接走旁路到外置蒸汽冷卻器4后給水總管，經(jīng)過外置蒸汽冷卻器4冷卻后的高過熱度抽汽進入末級給水加熱器3之前某一級給水加熱器或除氧器2或凝結(jié)水加熱器I。兩種現(xiàn)有系統(tǒng)均利用蒸汽的過熱度，加熱高壓給水，提高回?zé)崃浚_到節(jié)能減排、提聞熱力循環(huán)效率的目的。現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)中，外置蒸冷器的被加熱介質(zhì)為高壓給水，壓力很高。例如對目前多見的超超臨界機組，高壓給水額定運行壓力在30MPa.g以上，設(shè)備和給水管系設(shè)計壓力在38MPa.g以上。很高的運行和設(shè)計壓力導(dǎo)致設(shè)備制造難度大、造價高、運行安全要求高，同時管系(包括管道、管件、閥門等)的造價很高，影響投資收益率。對于很多已經(jīng)投運但沒有配外置蒸汽冷卻器的汽輪發(fā)電機組，雖然知道配外置蒸汽冷卻器可以提高熱力系統(tǒng)效率、節(jié)能降耗，但由于以上原因，該現(xiàn)有技術(shù)未得到大范圍推廣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)壓力高導(dǎo)致投資高、相對收益率低、推廣難的缺點，通過采用壓力相對低的新系統(tǒng)，在提高熱力系統(tǒng)效率的同時，降低設(shè)備和管系的造價，提高投資收益率，擴大節(jié)能降耗技術(shù)的應(yīng)用范圍。為實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種發(fā)電廠回?zé)嵯到y(tǒng)中的外置蒸汽冷卻器系統(tǒng)，所述回?zé)嵯到y(tǒng)包括多級給水加熱器、除氧加熱器、給水管系，以及疏水管系，所述外置蒸汽冷卻器系統(tǒng)包括外置蒸汽冷卻器和蒸汽管系，其特征在于:所述外置蒸汽冷卻器布置在給水加熱器的疏水管路上且其蒸汽入口通過管道與汽輪機的高過熱度抽汽連通，所述外置蒸汽冷卻器用于加熱所述給水加熱器的疏水。優(yōu)選地，疏水被加熱汽化后，產(chǎn)生的蒸汽被引回所述給水加熱器，加熱給水。
優(yōu)選地，高過熱度蒸汽被冷卻后成為低過熱度的蒸汽后供給前級的給水加熱器、除氧器、或凝結(jié)水加熱器。優(yōu)選地，所述外置蒸汽冷卻器布置在末級給水加熱器與末級給水加熱器前一級給水加熱器之間的疏水管路上，用于加熱末級給水加熱器的疏水。優(yōu)選地，所述外置蒸汽冷卻器布置在任一中間級給水加熱器與該級給水加熱器前一級給水加熱器之間的疏水管路上，用于加熱給水加熱器的疏水。優(yōu)選地，所述外置蒸汽冷卻器數(shù)量為兩級，其中一級布置在末級給水加熱器之后，用于加熱給水，而另一級布置在任一級給水加熱器與該級給水加熱器前一級給水加熱器之間的疏水管路上，用于加熱所述任一級給水加熱器的疏水。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種發(fā)電廠回?zé)嵯到y(tǒng)，所述回?zé)嵯到y(tǒng)包括多級給水加熱器、除氧加熱器、給水管系，疏水管系，以及上述的外置蒸汽冷卻器系統(tǒng)。本發(fā)明的外置蒸汽冷卻器系統(tǒng)中，利用高過熱度蒸汽的過熱度，加熱給水加熱器的壓力較低的疏水，疏水被加熱汽化后，產(chǎn)生的蒸汽引回末級或某一中間級給水加熱器，達到間接加熱給水的目的。與利用高過熱度蒸汽的過熱度通過現(xiàn)有的外置蒸汽冷卻器系統(tǒng)、直接加熱高壓給水的系統(tǒng)相比，本發(fā)明在提高熱力系統(tǒng)效率的同時，顯著降低設(shè)備和管系的造價，提高投資收益率，擴大節(jié)能降耗技術(shù)的應(yīng)用范圍。本發(fā)明的系統(tǒng)配置中，外置蒸冷器的被加熱介質(zhì)為給水加熱器的疏水，壓力相對較低。例如對目前多見的超超臨界機組，末級給水加熱器疏水的額定運行壓力約9MPa.g，較低的壓力可降低外置蒸冷器設(shè)備制造難度、降低造價、提高運行安全性，同時汽水管系(包括管道、管件、閥門等)的造價顯著降低，最終提高投資收益率。例如對I臺1000MW超超臨界火力發(fā)電機組，本發(fā)明的外置蒸汽冷卻器系統(tǒng)的設(shè)備和管系投資可降低到約1000萬元，對I臺1000MW超超臨界火力發(fā)電機組，相比于現(xiàn)有外置蒸汽冷卻器系統(tǒng)的設(shè)備和管系的高達約2000萬元的投資，可降低約1000萬元的投資。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的外置蒸汽冷卻器系統(tǒng)的一實施例的系統(tǒng)布置圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)中的外置蒸汽冷卻器系統(tǒng)的另一實施例的系統(tǒng)布置圖；圖3示出根據(jù)本發(fā)明的外置蒸汽冷卻器系統(tǒng)的第一實施例的系統(tǒng)布置圖；圖4示出根據(jù)本發(fā)明的外置蒸汽冷卻器系統(tǒng)的第二實施例的系統(tǒng)布置圖；以及圖5示出根據(jù)本發(fā)明的外置蒸汽冷卻器系統(tǒng)的第三實施例的系統(tǒng)布置圖。
具體實施例方式以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的較佳實施例進行詳細說明，以便更清楚理解本發(fā)明的目的、特點和優(yōu)點。應(yīng)理解的是，附圖所示的實施例并不是對本發(fā)明范圍的限制，而只是為了說明本發(fā)明技術(shù)方案的實質(zhì)精神。本文中，相同或相似的部件以相同的附圖標(biāo)記標(biāo)示。本發(fā)明中，術(shù)語“外置蒸汽冷卻器”指的是采用過熱度較高蒸汽的加熱器的換熱面可分為過熱蒸汽冷卻段、飽和蒸汽凝結(jié)段和疏水冷卻段，常規(guī)過熱蒸汽冷卻段可與其它換熱段集成到同一加熱器內(nèi)，也可以將過熱蒸汽冷卻段部分分出來，做成獨立的換熱器，該獨立的換熱器稱為外置蒸汽冷卻器。
圖3示出根據(jù)本發(fā)明的外置蒸汽冷卻器系統(tǒng)的第一實施例的系統(tǒng)布置圖。本發(fā)明的外置蒸汽冷卻器系統(tǒng)是汽輪發(fā)電熱力循環(huán)系統(tǒng)(回?zé)嵯到y(tǒng))的一部分。如圖3所示，回?zé)嵯到y(tǒng)主要由各級加熱器，包括給水加熱器3、除氧器2、凝結(jié)水加熱器I等；蒸汽管系、疏水管系、給水管系、凝結(jié)水管系；以及外置蒸汽冷卻器4組成。外置蒸汽冷卻器4布置在末級給水加熱器與末級給水加熱器前一級給水加熱器之間的疏水管路6上，用于加熱末級給水加熱器3的疏水。具體來說，外置蒸汽冷卻器4的蒸汽入口與高過熱度抽汽連通，蒸汽出口與另一級給水加熱器3的蒸汽入口連接，而外置蒸汽冷卻器4的疏水入口與末級給水加熱器的疏水出口連接，疏水被加熱汽化后，產(chǎn)生的蒸汽被引回末級加熱器，加熱給水。工作時，高過熱度蒸汽通過蒸汽管系，先進入外置蒸汽冷卻器4，加熱末級給水加熱器3的疏水。高過熱度蒸汽被冷卻后成為低過熱度的蒸汽，供給相應(yīng)的用戶(包括前級的給水加熱器3、除氧器2、凝結(jié)水加熱器I或其它蒸汽用戶)。末級給水加熱器3的疏水進入外置蒸汽冷卻器，被加熱汽化后，產(chǎn)生的蒸汽引回末級給水加熱器，加熱給水。若末級給水加熱器的疏水量較大，也可將一部分疏水引到前級給水加熱器而不經(jīng)過外置蒸汽冷卻器4。圖4示出根據(jù)本發(fā)明的外置蒸汽冷卻器系統(tǒng)的第二實施例的系統(tǒng)布置圖。本實施例與第一實施例的區(qū)別之處在于高過熱度蒸汽通過外置蒸汽冷卻器，加熱中間級給水加熱器3的疏水。即外置蒸汽冷卻器4的蒸汽入口與高過熱度抽汽連通，蒸汽出口與另一級給水加熱器3的蒸汽入口連接，而外置蒸汽冷卻器4的疏水入口與某一中間級給水加熱器疏水出口連接，疏水被加熱汽化后，產(chǎn)生的蒸汽被引回該中間級加熱器，加熱給水。工作時，高過熱度蒸汽通過蒸汽管系，先進入外置蒸汽冷卻器4，加熱該中間級給水加熱器3的疏水。高過熱度蒸汽被冷卻后成為低過熱度的蒸汽，供給相應(yīng)的用戶(包括前級的給水加熱器3、除氧器2、凝結(jié)水加熱器I或其它蒸汽用戶)。該中間級給水加熱器3的疏水進入外置蒸汽冷卻器，被加熱汽化后，產(chǎn)生的蒸汽引回該中間級給水加熱器(或其它級給水加熱器)，加熱給水。若該中間級給水加熱器的疏水量較大，也可將一部分疏水引到前級給水加熱器而不經(jīng)過外置蒸汽冷卻器4。另外，本發(fā)明中，如果高過熱度的蒸汽來源較多，可以只設(shè)一級的外置蒸汽冷卻器或設(shè)置多級的外置蒸汽冷卻器?；蛘撸绻哌^熱度的蒸汽來源較多，也可以在現(xiàn)有的已設(shè)置常規(guī)外置蒸汽冷卻器的系統(tǒng)中加設(shè)本發(fā)明的外置蒸汽冷卻器，如圖5所示，以充分利用蒸汽的過熱度，提高熱力循環(huán)效率。需要指出的是，本發(fā)明的回?zé)嵯到y(tǒng)中的加熱器可以是多級，級數(shù)不受圖3 5所示的回?zé)嵯到y(tǒng)的限制。回?zé)嵯到y(tǒng)的加熱器可以單列，也可以是雙列，列數(shù)不受圖3 5所示的回?zé)嵯到y(tǒng)的限制。高過熱度的蒸汽可以是一級，也可以是雙級或多級，級數(shù)不受圖3 5所示的回?zé)嵯到y(tǒng)的限制。經(jīng)過外置蒸汽冷卻器后的低過熱度蒸汽的用戶可以是給水加熱器、除氧器、凝結(jié)水加熱器或其它蒸汽用戶，用途不受圖3 5所示的回?zé)嵯到y(tǒng)的限制。本發(fā)明的外置蒸汽冷卻器系統(tǒng)中，利用高過熱度蒸汽的過熱度，加熱給水加熱器的壓力較低的疏水，疏水被加熱汽化后，產(chǎn)生的蒸汽引回末級或某一中間級給水加熱器，達到間接加熱給水的目的。與利用高過熱度蒸汽的過熱度通過現(xiàn)有的外置蒸汽冷卻器系統(tǒng)、直接加熱高壓給水的系統(tǒng)相比，本發(fā)明在提高熱力系統(tǒng)效率的同時，顯著降低設(shè)備和管系的造價，提高投資收益率，擴大節(jié)能降耗技術(shù)的應(yīng)用范圍。本發(fā)明的系統(tǒng)配置中，外置蒸冷器的被加熱介質(zhì)為給水加熱器的疏水，壓力相對較低。例如對目前多見的超超臨界機組，末級給水加熱器疏水的額定運行壓力約9MPa.g，較低的壓力可降低外置蒸冷器設(shè)備制造難度、降低造價、提高運行安全性，同時汽水管系(包括管道、管件、閥門等)的造價顯著降低，最終提高投資收益率。例如對I臺IOOOMW超超臨界火力發(fā)電機組，本發(fā)明的外置蒸汽冷卻器系統(tǒng)的設(shè)備和管系投資可降低到約1000萬元，對I臺1000MW超超臨界火力發(fā)電機組，相比于現(xiàn)有外置蒸汽冷卻器系統(tǒng)的設(shè)備和管系的高達約2000萬元的投資，可降低約1000萬元的投資。另外，現(xiàn)有技術(shù)外置蒸汽冷卻器系統(tǒng)在給水系統(tǒng)中有約IOm H2O的流阻，本發(fā)明的外置蒸汽冷卻器系統(tǒng)沒有相應(yīng)流阻，流動順暢、效率高。同時，相比于現(xiàn)有技術(shù)外置蒸汽冷卻器設(shè)備較大、管系較大，占到面積大，本發(fā)明的外置蒸汽冷卻器系統(tǒng)設(shè)備較小、管系較小，占到面積小，對場地受限的技改項目具有更好的適用性。此外，對發(fā)電設(shè)備的回?zé)嵯到y(tǒng)增加現(xiàn)有技術(shù)的外置蒸汽冷卻器需要提高給水溫度來提高循環(huán)效率，會在一定程度上影響鍋爐運行，而增加本發(fā)明的外置蒸汽冷卻器則在提高了循環(huán)效率的同時給水溫度基本不改變，對已投運的現(xiàn)有工程具有更好的適用性。以上已詳細描述了本發(fā)明的較佳實施例，但應(yīng)理解到，在閱讀了本發(fā)明的上述講授內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改。這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)電廠回?zé)嵯到y(tǒng)中的外置蒸汽冷卻器系統(tǒng)，所述回?zé)嵯到y(tǒng)包括多級給水加熱器、除氧加熱器、給水管系，以及疏水管系，所述外置蒸汽冷卻器系統(tǒng)包括外置蒸汽冷卻器和蒸汽管系，其特征在于:所述外置蒸汽冷卻器布置在給水加熱器的疏水管路上且其蒸汽入口通過管道與汽輪機的高過熱度抽汽連通，所述外置蒸汽冷卻器用于加熱所述給水加熱器的疏水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外置蒸汽冷卻器系統(tǒng)，其特征在于:疏水被加熱汽化后，產(chǎn)生的蒸汽被引回所述給水加熱器，加熱給水。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外置蒸汽冷卻器系統(tǒng)，其特征在于:高過熱度蒸汽被冷卻后成為低過熱度的蒸汽后供給前級的給水加熱器、除氧器、或凝結(jié)水加熱器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外置蒸汽冷卻器系統(tǒng)，其特征在于:所述外置蒸汽冷卻器布置在末級給水加熱器與末級給水加熱器前一級給水加熱器之間的疏水管路上，用于加熱末級給水加熱器的疏水。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外置蒸汽冷卻器系統(tǒng)，其特征在于:所述外置蒸汽冷卻器布置在任一中間級給水加熱器與該級給水加熱器前一級給水加熱器之間的疏水管路上，用于加熱給水加熱器的疏水。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外置蒸汽冷卻器系統(tǒng)，其特征在于:所述外置蒸汽冷卻器數(shù)量為兩級，其中一級布置在末級給水加熱器之后，用于加熱給水，而另一級布置在任一級給水加熱器與該級給水加熱器前一級給水加熱器之間的疏水管路上，用于加熱所述任一級給水加熱器的疏水。
7.一種發(fā)電廠回?zé)嵯到y(tǒng)，所述回?zé)嵯到y(tǒng)包括多級給水加熱器、除氧加熱器、給水管系，以及疏水管系，其特征在于:所述回?zé)嵯到y(tǒng)還包括權(quán)利要求1-6中任一項所述的外置蒸汽冷卻器系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種發(fā)電廠回?zé)嵯到y(tǒng)中的外置蒸汽冷卻器系統(tǒng)及回?zé)嵯到y(tǒng)?；?zé)嵯到y(tǒng)包括多級給水加熱器、除氧加熱器、給水管系，以及疏水管系，外置蒸汽冷卻器系統(tǒng)包括外置蒸汽冷卻器和蒸汽管系。其中，外置蒸汽冷卻器布置在給水加熱器的疏水管路上且其蒸汽入口通過管道與汽輪機的高過熱度抽汽連通，外置蒸汽冷卻器用于加熱給水加熱器的疏水。與利用高過熱度蒸汽的過熱度通過現(xiàn)有的外置蒸汽冷卻器系統(tǒng)、直接加熱高壓給水的系統(tǒng)相比，本發(fā)明的外置蒸汽冷卻器系統(tǒng)在提高熱力系統(tǒng)效率的同時，顯著降低設(shè)備和管系的造價，提高投資收益率，擴大節(jié)能降耗技術(shù)的應(yīng)用范圍。
文檔編號F22D1/32GK103115349SQ201310077630
公開日2013年5月22日 申請日期2013年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月11日
發(fā)明者申松林, 施剛夜, 林磊, 姚君 申請人:中國電力工程顧問集團華東電力設(shè)計院