[发明专利]一种蒸汽二次再热系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力设备，尤其涉及一种新颖的蒸汽二次再热系统。

背景技术

在常规火力发电厂中，可采用再热来提高热力循环效率。其中，再热是指将汽轮机内做了部分功的蒸汽引出进行再次加热，然后引回汽轮机继续做功。通过合理的再热，可以降低排汽湿度，提高热力循环效率。

一般，再热次数多则热力循环效率高，但与此同时造价也高，故大多数火电厂采用锅炉一次再热系统，只有极少数火电厂采用锅炉二次再热系统。

常规锅炉二次再热系统造价高的一个主要因素是烟气-蒸汽换热的第二级再热的压力低、温度高、蒸汽密度小、容积流量大，不但锅炉第二级再热受热面大、汽轮机第二级再热中压缸通流体积大，设备的造价高，而且相应要求第二级再热管道规格大，并且从锅炉到汽轮机的距离远，汽轮机与锅炉之间第二级再热来回的管道长，管道的造价相应高。另外，来回管道长，导致流阻大，影响了热力循环效率。这些因素导致常规锅炉二次再热系统的投资收益较差，无法推广。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明的发明人特别开发了一种结构新颖的蒸汽二次再热系统。本发明基于热力循环基本原理，针对锅炉二次再热系统造价高的难题，研制出了本发明的蒸汽二次再热系统，其中第一级再热是常规的锅炉一次再热系统，第二级再热所用的再热器采用汽水-蒸汽换热器，代替锅炉烟气-蒸汽换热器。此外，本发明进一步采用汽轮机的高、中压缸抽汽加热第二级再热蒸汽。

具体地，本发明提出了一种蒸汽二次再热系统，该系统包括：

汽轮机，所述汽轮机包括依次连接的高压缸、中压缸和低压缸；

二次再热器，设置于锅炉外部，同所述汽轮机的一个中压缸的排汽口连接并同所述汽轮机的另一中压缸或低压缸的进汽口连接，

其中，所述二次再热器产生高温再热蒸汽，并将该高温再热蒸汽引入所述另一中压缸或低压缸。

根据一个优选实施例，在上述蒸汽二次再热系统中，所述二次再热器采用汽水-蒸汽换热的换热方式。

根据一个优选实施例，在上述蒸汽二次再热系统中，所述二次再热器与高压缸、中压缸或这两者相连接，其中所述高压缸、中压缸或这两者作为所述二次再热器的汽源。

根据一个优选实施例，在上述蒸汽二次再热系统中，所述二次再热器从所述高压缸、中压缸或这两者抽汽。

根据一个优选实施例，在上述蒸汽二次再热系统中，所述高压缸、中压缸或这两者向所述二次再热器排汽。

根据一个优选实施例，在上述蒸汽二次再热系统中，所述二次再热器进一步与所述蒸汽二次再热系统中的一个或多个加热器相连接，其中所述一个或多个加热器的回热系统压力与所述二次再热器的经换热后的疏水排汽的压力相匹配(相当或稍低)，其中所述二次再热器将经换热后的疏水排汽排入所述一个或多个加热器。

根据一个优选实施例，在上述蒸汽二次再热系统中，所述汽轮机的高压缸、中压缸、低压缸同轴带一台发电机。

根据一个优选实施例，在上述蒸汽二次再热系统中，所述汽轮机的高压缸、中压缸、低压缸不同轴带多台发电机。

相比于现有技术，本发明的蒸汽二次再热系统至少有以下优点：

a.本发明的蒸汽二次再热系统较常规锅炉一次再热系统的热力循环效率高；

b.与常规锅炉二次再热系统相比，新型蒸汽二次再热系统的汽水-蒸汽换热的第二级再热器位于汽轮机附近，第二级再热管道相对短很多，管道流阻大幅降低，管道效率得到提高；

c.与常规锅炉二次再热系统相比，汽水-蒸汽换热的第二级再热器位于汽轮机附近，第二级再热管道相对短很多，而且介质温度低，低温钢管道较高温钢管道单价低，管径小，管道造价大幅降低；

d.汽水-蒸汽换热的第二级再热器的温度低，与常规的高温锅炉第二级再热器相比，蒸汽密度大，体积流量小，第二级再热器的换热设备造价低；

e.汽水-蒸汽换热的第二级再热器的出口再热蒸汽温度低，与常规的高温锅炉二次再热系统汽轮机相比，第二级再热汽轮机设备造价低；

f.汽水-蒸汽换热的第二级再热器的加热蒸汽来自汽轮机高压缸抽汽和排汽，进入锅炉一次再热器的蒸汽流量减少，锅炉一次再热器的换热面积减小，相应锅炉一次再热器的造价降低。

综上，针对常规锅炉一次再热系统效率低、常规锅炉二次再热系统投资收益比较差的问题，本发明的蒸汽二次再热系统在提高效率的同时，大幅降低二次再热系统的投资，具有良好的投资收益技术经济性。