[发明专利]用于热力发电站水回路的加热系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于热力发电站的水-蒸汽循环的水回路的加热系统的领域。本发明的加热系统显然适用于核电站，并且尤其适用于设有沸水反应堆(BWR)的发电站，但也可适用于其它类型的热力发电站。本发明更特定地涉及用于在一方面至少一个冷凝器的出口和另一方面发电站的蒸汽发生系统的入口之间回收热量的回路。

背景技术

在今天的热力发电站中，优化水加热回路是至关重要的，特别是在关注降低能源消耗时。

关键问题是，有必要将水流在给定温度下传送到蒸汽发生系统的入口，同时在所有处理阶段对蒸汽或冷凝形式的水的能量进行最大的再利用。因此，难题为减小热能损耗和优化发电站的总体运行中的再利用之一。

在优化热力发电站的能量效率时，有必要考虑各个方面。特别地，发电站对于构成其的各种元件的结构完整性具有许多约束，这意味着必须做出某些折衷。

就此而言，配置的选择在热力发电站的各种元件之间强加了某些安全约束。安全/效率折衷有时导致能路中的热能和/或效率的损失。

图1描绘了热力发电站的常规设计，其包括蒸汽发生系统1、一组高压涡轮8、一组中压涡轮9和一组低压涡轮10。通常还有交流发电机11和冷凝器6。系统提供了到冷凝器6的冷却水流。

蒸汽发生系统1和高压、中压及低压涡轮、交流发电机11、外部循环回路300以及冷凝器6构成发电站的一次回路的关键要素。在一些情形下，中压和低压涡轮可组合。

在冷凝器6的出口侧，用于通过泵4抽取从抽自冷凝器6的水冷凝的水的回路包括表示为SP的净化系统35，另外也称为“精处理(polishing)系统”，其后是由几组加热器构成的加热回路。

原理在于从在涡轮中的所选点处分出的蒸汽回收其中一些余热，用于加热供给至蒸汽发生系统的水的目的。蒸汽入口20、21和23允许逐步加热回路30的水，以确保水流在期望温度下再注入蒸汽发生系统1的入口侧。

加热器LP1、LP2、LP3、LP4、给水箱(表示为BA)以及表示为HP的一组加热器相对于从冷凝器6抽出的水流串联安装，以便优化热力学水加热循环。在常规配置中，表示为RC的冷却器7定位在加热回路的上游，以在冷凝水返回冷凝器6之前冷却来自加热器LP3的冷凝水。

以常规方式，出于系统构造的原因，第一组加热器通常并入包括冷凝器6和低压涡轮10的结构中。在图示示例中，该第一组包括加热器LP1和LP2。

包括加热器LP3和LP4的第二组加热器通常布置在包括冷凝器6的结构的外部。

通常，谨慎的设计原则规定，来自该第二组的冷凝水100不能直接在并入包括冷凝器6和低压涡轮10的结构的第一组加热器中回收。

由于来自第二组加热器的冷凝水100不能直接传送到第一组，常规解决方案是在该冷凝水返回至冷凝器6之前冷却它，以便避免显著的热能损失。

在这类配置中，来自第二组的冷凝水100被注入冷却器7，以便使更冷的水经由冷却器7的出口13返回至冷凝器6。

然而，由于在冷却器200的出口和回水100之间明显的较大温差，在加热回路30中的水的功能上存在显著的能量效率损失。

存在使得可以在加热器级联安装时增大能量平衡的解决方案。例如，一种已知的备选方案是装配冷凝水回收泵，其从一个特定的加热器回收冷凝水并将该冷凝水再注入同一加热器下游的给水回路中。这种系统的确允许在类似温度水平的水循环中直接回收，从而通过减小温差而增大能量效率。然而，该解决方案具有若干潜在缺点。

首先，它向水系统增加了额外的设备，特别是泵，这具有成本，需要空间来安装它们，并且要求一定水平的维护。此外，由回收泵泵送的冷凝水不经过净化从冷凝器抽取的水的净化系统SP，从而降低了回路中水的化学品质。

第二个已知的备选方案是将来自一个加热器的冷凝水系统地级联到更低级的加热器中。如前所述，该解决方案不能谨慎地应用于并入包括冷凝器6和低压涡轮10的结构中的加热器，因为这些分支未装配有止回阀，并且冷的再汽化水和冷凝水的混合物向涡轮的回流会导致涡轮叶片损坏，尤其是在压力突然急剧下降的情况中。

因此，在第一组加热器LP上游装配疏水冷却器7的配置通常是出于可靠性、制造容易性和水质的原因而采用的配置，而对能量效率相对不利。

发明内容

本发明使得可以减轻上述缺点。

本发明的一个目的是，使得用于加热将传送至蒸汽发生系统的水的回路的系统可行，该系统允许优化的能量平衡，同时确保涡轮的最高安全水平、最少维护工作和给水的最佳化学品质的可能性。