一种低成本超临界热力发电系统技术方案

一种低成本超临界热力发电系统，包括超临界直流锅炉、前置汽轮机、增压泵和亚临界热力发电系统的下游发电机组，超临界直流锅炉的主蒸汽带动前置汽轮机组做功，前置汽轮机内做完功的蒸汽参数转变为亚临界蒸汽，然后通过管道进入亚临界热力发电系统的下游发电机组做功。本实用新型专利技术所提供的超临界机组热力系统与现有同容量超临界热力发电系统效率相当，远高于原亚临界热力发电系统效率。采用本实用新型专利技术的设计，在降低超临界热力发电系统建设成本的同时，可避免因改建而拆除服役期亚临界热力发电系统所造成的浪费，是一种具有较高性价比、经济实用，以及较快改建速度实现热力系统以小换大、以“亚”换“超”的理想途径。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种热力系统，特别是低成本超临界热力发电系统。
技术介绍
亚临界热力发电系统的主蒸汽压力在15.7-19.6Mpa，超临界热力发电系统的主蒸汽压力多22MPa。超临界热力发电系统是当今火力发电领域内先进技术的代表，由于主蒸汽的温度和压力较高，因此发电效率也比较高。以一台600丽的超临界热力发电系统为例，相比现有效率较高的600丽的亚临界热力发电系统，一年约可以节省五万吨标准煤，节能效果十分显著。此外，超临界热力发电系统在节煤的同时可以减少对环境的污染，600MW超临界热力发电系统相比600MW亚临界热力发电系统一年可以减少约7000吨的灰渣以及大量的二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物等有害物质的排放量。因此超临界热力发电系统是一种具有发展前景的节能环保产品。目前，火力发电行业有大量的亚临界热力发电系统在运行，特别是300MW容量等级的亚临界热力发电系统占有相当大的比例，根据节能环保要求以及国家“上大压小”政策，这些热力系统将逐步被拆除淘汰。但鉴于现有亚临界热力发电系统发电量所占发电总量的比例较大，及相当数量的亚临界热力发电系统使用时间还不长，若在电厂改造中拆除这些尚在服役期的亚临界热力发电系统势必会造成极大的浪费。因此，充分利用现有亚临界热力发电系统的主要设备，以较少的投资改建超临界热力发电系统，从而大幅度降低超临界热力发电系统的建设费用，是一种具有较高性价比及较快改建速度的理想途径。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种低成本超临界热力发电系统，所述超临界机组热力系统充分利用现有亚临界热力发电系统设备资源，可大幅度减少超临界热力发电系统投资费用，加快高能耗亚临界热力发电系统的改建步伐。本技术所述问题是以下述技术方案实现的:—种低成本超临界热力发电系统，包括超临界直流锅炉、前置汽轮机、增压栗、混合加热器和亚临界热力发电系统的下游发电机组，所述下游发电机组包括高压缸、中压缸、低压缸、凝汽器、凝结水栗、除氧器、低压加热器组和高压加热器组，超临界直流锅炉的主蒸汽管路连通前置汽轮机的蒸汽入口，前置汽轮机蒸汽出口管路连通高压缸蒸汽入口管路，高压缸蒸汽出口管路连通超临界直流锅炉的再热蒸汽冷段管路，超临界直流锅炉的再热蒸汽热段管路连通中压缸蒸汽入口管路，中压缸蒸汽出口管路连通低压缸的蒸汽入口，低压缸蒸汽出口管路连接凝汽器，凝汽器连接凝结水栗，凝结水栗连接低压加热器组，低压加热器组连接除氧器，除氧器连接给水栗，给水栗连接高压加热器组，高压加热器组出水管路连通混合加热器，混合加热器连通增压栗，增压栗连通超临界直流锅炉给水管路。上述低成本超临界热力发电系统，所述下游发电机组的数目为1-4套，下游发电机组设置两套以上时，各套下游发电机组规格、结构相同，各套下游发电机组的高压缸蒸汽入口管路并联连接前置汽轮机蒸汽出口管路，各套下游发电机组的中压缸蒸汽入口管路并联连接再热蒸汽热段管路；各套下游发电机组的高压加热器组出水管路均与混合加热器连通，各套下游发电机组的高压缸蒸汽出口管路均与再热蒸汽冷段管路连通。上述低成本超临界热力发电系统，主蒸汽管路内的压力为23-26.5MPa，温度590-605°C，超临界直流锅炉给水管路内的压力为25-29.5MPa，温度290-320°C ;再热蒸汽冷段管路内的压力为3.3-3.7MPa，温度为306-325 °C，再热蒸汽热段管路内的压力为3.1-3.5MPa，温度为 527-542。。。上述低成本超临界热力发电系统，所述前置汽轮机设有前置汽轮机抽汽管道，置汽轮机抽汽管道连通混合加热器。上述低成本超临界热力发电系统，各套下游发电机组的高压加热器组包括第一高压加热器、第二高压加热器和第三高压加热器，第一高压加热器与该套下游发电机组的中压缸抽汽口连通，第二高压加热器、第三高压加热器分别与该套下游发电机组高压缸的高压缸蒸汽出口管路连通；各套下游发电机组的低压加热器组包括第一低压加热器、第二低压加热器、第三低压加热器和第四低压加热器，各低压加热器分别与该套下游发电机组的低压缸抽汽口连通。本技术提供的超临界热力发电系统包括超临界直流锅炉、前置汽轮机和数套现有的亚临界热力发电系统的下游发电机组。所述超临界热力发电系统以超临界直流锅炉替代亚临界热力发电系统的汽包锅炉，超临界直流锅炉的主蒸汽带动前置汽轮机做功，前置汽轮机内做完功的蒸汽转变为亚临界参数蒸汽，然后通过管道进入亚临界热力发电系统的下游发电机组做功，最大程度的利用现有亚临界热力发电系统设备，从而减小新建大容量超临界热力发电系统建设投资费用，提高现有设备的利用率。本技术所提供的超临界热力发电系统与现有同容量超临界热力发电系统效率相当，远高于原亚临界热力发电系统效率。采用本技术的设计，在降低超临界热力发电系统建设成本的同时，可避免因改建而拆除服役期亚临界热力发电系统所造成的浪费，是一种具有较高性价比、经济实用，以及较快改建速度实现热力系统以小换大、以“亚”换“超”的理想途径。【附图说明】下面结合附图对本技术作进一步说明。图1是本技术第一实施方案的示意图；图2是本技术第二实施方案的示意图；图3是本技术第三实施方案的示意图；图4是本技术第四实施方案的示意图。图中各标号清单为:1、超临界直流锅炉；2、主蒸汽管路；3、前置汽轮机；4、前置汽轮机蒸汽出口管路；5、高压缸蒸汽入口管路；6、高压缸；7、高压缸蒸汽出口管路；8、再热蒸汽冷段管路；9、超临界直流锅炉给水管路；10、再热蒸汽热段管路；11、中压缸蒸汽入口管路；12、中压缸；13、中压缸蒸汽出口管路；14、低压缸；15、发电机；16、低压缸蒸汽出口管路；17、凝汽器；18、凝结水栗；19-1、第一低压加热器；19-2、第二低压加热器；19_3、第三低压加热器；19-4、第四低压加热器；20、除氧器，21、给水栗；22-1、第一高压加热器；22_2、第二高压加热器；22-3、第三高压加热器；23、高压加热器组出水管路；24、混合加热器；25、增压栗；26、前置汽轮机抽汽管道；27、前置汽轮机发电机。【具体实施方式】超临界热力发电系统与亚临界热力发电系统相比，其高压缸内最初几级的蒸汽为超临界参数，而通过这几级后蒸汽参数降至亚临界。因此，本技术所述的超临界热力发电系统充分利用现有较小容量亚临界热力发电系统的下游发电机组相关设备，通过参数的合理配置，使进入下游发电机组高压缸的蒸汽参数(前置汽轮机排汽参数)与原亚临界机组运行时的参数匹配，满足设备的工况范围，最大程度的降低改建费用。参看图1，这是本技术优选的第一实施方案(一拖二)。该实施方案利用两套现有的300MW亚临界热力系统的下游发电机组设备(附图内虚线框表示的部分)和增设的超临界直流锅炉1、前置汽轮机3、增压栗25、混合加热器24等设备构建成660MW等级的超临界热力发电系统。两套原亚临界热力系统的下游发电机组结构设置相同，分别称为第一下游发电机组、第二下游发电机组。各下游发电机组分别包括高压缸6、中压缸12、低压缸14、发电机15、凝汽器17、凝结水栗18、除氧器20、给水栗21、低压加热器组和高压加热器组。由于改建后下游机组高压缸无需再进行配汽，因此高压缸无需设置调节级。各套本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低成本超临界热力发电系统，其特征在于：包括超临界直流锅炉（1）、前置汽轮机（3）、增压泵（25）、混合加热器（24）和亚临界热力发电系统的下游发电机组，所述下游发电机组包括高压缸（6）、中压缸（12）、低压缸（14）、凝汽器（17）、凝结水泵（18）、除氧器（20）、低压加热器组和高压加热器组，超临界直流锅炉的主蒸汽管路（2）连通前置汽轮机的蒸汽入口，前置汽轮机蒸汽出口管路（4）连通高压缸蒸汽入口管路（5），高压缸蒸汽出口管路（7）连通超临界直流锅炉的再热蒸汽冷段管路（8），超临界直流锅炉的再热蒸汽热段管路（10）连通中压缸蒸汽入口管路（11），中压缸蒸汽出口管路（13）连通低压缸（14）的蒸汽入口，低压缸蒸汽出口管路（16）连接凝汽器（17），凝汽器连接凝结水泵（18），凝结水泵连接低压加热器组，低压加热器组连接除氧器（20），除氧器连接给水泵（21），给水泵连接高压加热器组，高压加热器组出水管路（23）连通混合加热器（24），混合加热器连通增压泵（25），增压泵连通超临界直流锅炉给水管路（9）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：付文锋，王蓝婧，李嘉华，周兰欣，
申请(专利权)人：华北电力大学保定，
类型：新型
国别省市：河北;13