一种提升火电机组参数至650℃的汽轮机回热系统及方法
阅读说明：本技术 一种提升火电机组参数至650℃的汽轮机回热系统及方法 (Steam turbine heat regeneration system and method for improving parameters of thermal power generating unit to 650 DEG C ) 是由 居文平 谢天 屈杰 马汀山 黄嘉驷 薛朝囡 范庆伟 雒青 于 2020-09-03 设计创作，主要内容包括：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(<Image he="62" wi="61" file="DDA0002665331320000011.GIF" imgContent="drawing" imgFormat="GIF" orientation="portrait" inline="no"></Image>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。(The invention discloses a steam turbine heat regeneration system and a method for improving parameters of a thermal power generating unit to 650 ℃, and the system comprises a high-pressure cylinder and a medium-pressure cylinder; the first-stage steam extraction port is connected with a first external steam cooler, and the first external steam cooler is connected with a first high-pressure heater; the high-pressure cylinder steam exhaust port is divided into two paths, one path is sent to a boiler reheater, and the other path is connected with a second high-pressure heater; the third-stage steam extraction port is connected with a second external steam cooler, and the second external steam cooler is connected with a third high-pressure heater. The heat recovery system provided by the invention can obviously reduce the superheat degree of primary and tertiary extraction steam and reduce irreversible loss Loss), improve the operating condition of the high-pressure heater and reduce the pressure of the heaterThe manufacturing cost of the heat generator is reduced, and meanwhile, the redundant heat of the primary and tertiary extraction steam is used for heating boiler feed water, so that a certain coal-saving effect is achieved, the circulation efficiency of the unit is improved, and the heat-engine unit has certain popularization significance in developing 650 ℃ supercritical power generation technology of a thermal power unit.)
【技术领域】
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】
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。
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。
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
】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，减少不可逆损失(
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种提升火电机组参数至650℃的汽轮机回热系统，包括：
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；
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；
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，且回热系统设置在调热系统的上游方向。
本发明进一步的改进在于：
所述调热系统包括沿给水方向依次设置的第二分流口、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。
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；
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。
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。
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：
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。
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侧入口。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
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】
图1为本发明的整体结构示意图。
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
】
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。
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、大小、相对位置的区域/层。
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”。
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。
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
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。
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11、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。
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。
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连接，第二外置蒸汽冷却器7与第三高压加热器11连接。
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。
本发明的工作过程：
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。
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，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。
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。
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(
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。