一种超超临界机组二次再热双机回热无除氧器热力系统技术方案

本发明专利技术公开了一种超超临界机组二次再热双机回热无除氧器热力系统，其特征在于：蒸汽由锅炉进入大汽轮机超高压缸做功，排汽分别进入锅炉再次加热；进入BEST汽轮机做功并提供高加抽汽；进入高压加热器加热锅炉给水。进入锅炉的蒸汽再热后，进入大汽轮机做功，排汽在凝汽器冷凝为凝结水，依次流经一级凝泵，轴封，低压混合式加热器，二级凝泵，表面式低加，给水泵，表面式高加，最后进入锅炉完成循环。进入BEST汽轮机的蒸汽做功后的排汽引入低压混合式加热器，加热除氧凝结水。该低压混合式加热器利用小机排汽将低温低压凝结水加热至饱和水状态，将凝结水中溶解的氧及其他不凝结气体脱除，采用表面式低压加热器取代除氧器，且不需高位布置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种超超临界汽轮发电机组热力系统，具体涉及一种无除氧器的、配置EC-BEST(Echelon Cycle-Backpressure Extraction Steam Turbine)双机回热系统的超超临界二次再热机组的热力系统。
技术介绍
在超超临界发电机组的热力循环系统中，锅炉产生的蒸汽推动汽轮机做功，带动发电机发电，然后成为乏汽，乏汽经过汽轮机低压缸出口的凝汽器冷却变为凝结水，凝结水经过升温再次被送入锅炉，又在锅炉中变为蒸汽，如此循环往复。常规机组均采用蒸汽一次中间再热，是将汽轮机高压缸排汽送入锅炉再热器中再次加热，然后送回汽轮机中压缸和低压缸继续做功。采用二次再热的系统，蒸汽在超高压缸、高压缸做功后分别返回锅炉的一次再热器、二次再热器中再次加热，相比一次再热系统，汽轮机增加一个超高压缸。该热力系统中存在的主要问题是一次再热和二次再热后，抽汽的温度较高，过热度大，过热部分的能量也随汽化潜热被用来加热锅炉给水，影响机组热力循环效率。为防止热力循环系统的氧气在高温条件下对锅炉给水管道、锅炉受热面以及热交换器的氧化腐蚀，消除氧气等不凝结气体对热交换效率的影响，在热力循环系统中设计有除氧器，来保证了热力循环系统的汽水品质。除氧器布置于低压凝结水系统和高压给水系统之间。除氧器利用汽轮机抽汽把锅炉给水加热到相应压力下的饱和温度，并且回收加热器疏水和锅炉排污扩容器产生的蒸汽等，以减少电厂的汽水损失。但是随着热力发电技术向大容量、高参数等方面发展，研究发现原来给水的特定处理工艺存在流动加速腐蚀，在给水除氧的还原性环境下，金属腐蚀生成的Fe3O4结构疏松，无法使金属进入钝化区。通过给水加氧处理的方式，使锅炉给水的还原性环境转化为氧化性环境，将原有的Fe3O4膜变成致密的Fe2O3保护膜，能够抑制管路和设备流动加速腐蚀的发生。给水加氧技术的采用对现有热力系统标准配置的除氧器提出了挑战，其除氧功能弱化甚至成为多余。除氧器还存在以下弊端：(1)导致锅炉给水流程复杂，且降低机组运行经济性。以除氧器运行压力为基准将回热系统分为低压回热系统和高压回热系统。高压回热系统中，给水泵为防止气蚀需要设置前置泵，而为了保证前置泵安全运行，除氧器必须高位布置。低压回热系统中，凝结水泵要选择高扬程，以克服高位布置的除氧器沿程阻力。整个给水系统存在一个“升压(凝泵)-降压(除氧器)-升压(前置泵)-升压(给水泵)”过程，流程复杂且能量损失巨大。(2)增加工程基础投资。除氧器高位布置增加了热力发电厂土建工程量,并增加了凝结水管道和给水管路的长度。主厂房中，安置除氧器的除氧间增大了锅炉房和汽机房之间的距离,并增加了四大管道投资和管路压损。(3)高温高压容器，存在安全隐患，增加安全管理和运行监督工作量。热力发电厂中，除氧器属于一类压力容器，其体积庞大，造价较高，储存了巨大的介质能量，一旦爆破或泄漏，危害极大。国内外均发生过除氧水箱破裂导致人员伤亡的事故。目前，越来越多的超超临界机组在正常运行中，采用给水加氧处理方式。取消原有除氧器设备，降低回热抽汽过热度，对热力循环系统进行优化设计，降低热力火电厂工程造价和提高机组经济性能，是超超临界二次再热机组热力系统发展趋势。
技术实现思路
针对现有技术的超超临界二次再热热力系统的上述不足，本专利技术提供一种无除氧器的、配置EC-BEST双机回热系统的，能够降低BEST汽轮机排汽背压，增加机组发电量；能够取消除氧器和前置泵，简化锅炉给水流程；能够减少大容量高温高压容器，提高机组安全性；能够降低高压抽汽过热度，提高机组经济性；能够“零端差”利用BEST汽轮机排汽，提高回热效率；能够回收低压加热器疏水，减少凝汽器冷端损失的超超临界二次再热机组热力系统。为了解决以上技术问题，本专利技术的技术方案为：一种超超临界机组二次再热双机回热无除氧器热力系统，包括锅炉，所述的锅炉包括连通的进汽口I、出汽口I和连通的进汽口II和出汽口II；出汽口I和大汽轮机超高压缸进汽口连通；所述的大汽轮机超高压缸的排汽口又分别与锅炉的进汽口II、BEST汽轮机的进汽口和高压加热器的进汽口连通；所述锅炉的出汽口II与依次串联的大汽轮机的高压缸、中压缸、低压缸连通，带动大汽轮发电机组发电；所述的大汽轮机的乏汽出口与依次串联的凝汽器、一级凝结水泵、轴封加热器、低压混合式加热器、二级凝结水泵、多级低压加热器、锅炉给水泵和多级高压加热器连通；且沿着锅炉给水方向，位于末级的高压加热器的蒸汽出口与进汽口I连通。大汽轮机中、低压缸抽汽回热凝结水；BEST汽轮机抽汽回热锅炉给水；系统不设除氧器。进一步的，所述的多级低压加热器、多级高压加热器各自包括多个依次串联的低压加热器或者多个依次串联的高压加热器，且低压加热器和高压加热器均为表面式加热器。具体的工艺过程如下：蒸汽由锅炉中流出，进入大汽轮机超高压缸中做功，排汽分为三路，第一路返回锅炉再次加热，第二路进入BEST汽轮机中做功并提供各级高压抽汽，第三路进入高压加热器中加热锅炉给水。返回锅炉的蒸汽再次流出，依次进入大汽轮机高压缸、中压缸、低压缸中做功，带动发电机发电，最后成为乏汽，进入凝汽器中冷凝为凝结水，流入一级凝结水泵中升压，流经轴封加热器，进入低压混合式加热器中，经加热除氧，进入二级凝结水泵，升压后逐级流经各级表面式低压加热器，进入锅炉给水泵，升压后成为高压给水，逐级流经各级表面式高压加热器，最后进入锅炉完成循环。进一步的，所述的BEST汽轮机的排汽口与低压混合式加热器的进汽口连通，加热除氧低温低压凝结水。进一步的，所述的混合式低压加热器可以独立设置于任意一级低压加热器前或后，也可以替代任意一级表面式低压加热器，接收大汽轮机中、低压缸抽汽。进一步的，沿锅炉给水流动方向，第一级表面式低压加热器的疏水排入混合式低压加热器中，不再排入凝汽器，减少在凝汽器中产生的冷端损失。进一步的，本专利技术中采用的低压混合式加热器利用小机排汽将低温低压凝结水加热至饱和水状态，将凝结水中溶解的氧及其他不凝结气体脱除。进一步的，本专利技术中采用的低压混合式加热器可以在汽侧接入辅助蒸汽来加热凝结水。进一步的，本专利技术中采用的凝汽器具有除氧功能。进一步的，本专利技术中锅炉给水采用加氧处理，可以在任一低压凝结水管道上设置加药点，机组正常运行中，给水中的含氧量通过加药量调节。进一步的，本专利技术中凝汽器出口设置一级凝结水泵，其扬程只需满足低压混合式加热器给水入口压力；低压混合式加热器出口设置二级凝结水泵，其扬程只需满足锅炉给水至给水泵前的低压加热器与管道的沿程阻力。进一步的，本专利技术中除混合式低压加热器外，如其他低压加热器全部采用表面式，可以取消传统锅炉给水系统中锅炉给水泵入口的前置泵，给水泵入口压力直接由二级凝结水泵提供。进一步的，本专利技术中锅炉给水泵入口前一级(沿锅炉给水流动方向)的低压加热器可以选用汽水混合器，以减少加热器的换热端差。进一步的，本专利技术中任意一个表面式高压或低压加热器都可以选用汽水混合器。进一步的，本专利技术中大汽轮机为超超临界机组。进一步的，本专利技术中汽轮发电机组采用二次再热的热力系统。进一步的，本专利技术中采用EC-BEST双机回热系统的BEST汽轮机来驱动锅炉给水泵。进一步的，本专利技术中BEST汽轮机配备小发电机。进一步的，所述的汽轮机设本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超超临界机组二次再热双机回热无除氧器热力系统，包括锅炉，所述的锅炉包括连通的进汽口I、出汽口I和连通的进汽口II和出汽口II；出汽口I和大汽轮机超高压缸进汽口连通；其特征在于，所述的大汽轮机超高压缸的排汽口又分别与锅炉的进汽口II、BEST汽轮机的进汽口和高压加热器的进汽口连通；所述锅炉的出汽口II与依次串联的大汽轮机的高压缸、中压缸、低压缸连通，带动大汽轮发电机组发电；所述的大汽轮机的乏汽出口与依次串联的凝汽器、一级凝结水泵、轴封加热器、低压混合式加热器、二级凝结水泵、多级低压加热器、锅炉给水泵和多级高压加热器连通；且沿着锅炉给水方向，位于末级的高压加热器的蒸汽出口与进汽口I连通。

【技术特征摘要】
1.一种超超临界机组二次再热双机回热无除氧器热力系统，包括锅炉，所述的锅炉包括连通的进汽口I、出汽口I和连通的进汽口II和出汽口II；出汽口I和大汽轮机超高压缸进汽口连通；其特征在于，所述的大汽轮机超高压缸的排汽口又分别与锅炉的进汽口II、BEST汽轮机的进汽口和高压加热器的进汽口连通；所述锅炉的出汽口II与依次串联的大汽轮机的高压缸、中压缸、低压缸连通，带动大汽轮发电机组发电；所述的大汽轮机的乏汽出口与依次串联的凝汽器、一级凝结水泵、轴封加热器、低压混合式加热器、二级凝结水泵、多级低压加热器、锅炉给水泵和多级高压加热器连通；且沿着锅炉给水方向，位于末级的高压加热器的蒸汽出口与进汽口I连通。2.如权利要求1所述的超超临界机组二次再热双机回热无除氧器热力系统，其特征在于，所述的BEST汽轮机的排汽口与低压混合式加热器的进汽口连通，加热除氧低温低压凝结水。3.如权利要求1所述的超超临界机组二次再热双机回热无除氧器热力系统，其特征在于，所述的混合式低压加热器可以独立设置于任意一级低压加热器前或后，也可以替代任意一级表面式低压加热器，接收大汽轮机中、低压缸抽汽。4.如权利要求1所述的超超临界机组二次再热双机回热无除氧器热力系统，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：高岩，张乐川，栾涛，高永芬，彭吉伟，苏乐，
申请(专利权)人：山东电力工程咨询院有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37