CN114857568A - 一种650℃以上超高温机组系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及火力发电技术领域，具体涉及一种650℃以上超高温机组系统。所述650℃以上超高温机组系统包括旁路系统、凝汽器以及依次连接的过热器组、高压缸、再热器组、中压缸，所述旁路系统包括高压旁路和低压旁路，所述过热器组和再热器组皆设有至少两级，所述高压旁路的引出端连接在末尾两级过热器之间，出口端连接在所述高压缸与首级再热器之间，所述低压旁路的引出端连接在末尾两级再热器之间，出口端引至所述凝汽器。本发明通过将旁路系统引出端提前的方式，降低了旁路蒸汽温度，从而降低了旁路系统材料等级，进而降低了机组造价，解决了超高温汽轮机旁路阀门制造困难的问题，突破了高参数等级机组设计建造的瓶颈。

Description

一种650℃以上超高温机组系统

技术领域

本发明涉及火力发电技术领域，具体涉及一种650℃以上超高温机组系统。

背景技术

大型中间再热机组均为单元制布置，为了便于机组启停、事故处理及特殊要求的运行方式，解决低负荷运行时机炉特性不匹配的矛盾，基本上均设有旁路系统。旁路系统是指锅炉产生的全部或部分蒸汽绕过汽轮机或者再热器，通过减温减压设备(旁路阀)直接排入凝汽器的系统。为适用于较多的工况，现代大型机组多采用两级串联旁路系统。

然而，对于650℃以上超高温机组，由于其主、再热蒸汽温度高于现有常规铁基材料的许用温度，如要设计相应温度的高低压旁路阀，需要以新型高温材料为基础，但目前国内外还没有成熟的用于650℃以上超高温机组的铸件材料，仅有用于锅炉小管和主、再热蒸汽大管的材料，650℃以上超高温机组的高低压旁路阀制造需要从材料研发开始，制约了对650℃以上超高温机组的设计建造。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中超高温机组旁路系统受高温影响，制造受限的缺陷，从而提供一种650℃以上超高温机组系统。

本发明提供一种650℃以上超高温机组系统，包括旁路系统、凝汽器以及依次连接的过热器组、高压缸、再热器组、中压缸，所述旁路系统包括高压旁路和低压旁路，所述过热器组和所述再热器组皆设有至少两级，所述高压旁路的引出端连接在末尾两级过热器之间，出口端连接在所述高压缸与首级再热器之间，所述低压旁路的引出端连接在末尾两级再热器之间，出口端引至所述凝汽器。

可选的，所述旁路系统采用铁基材料制成。

可选的，所述高压旁路和低压旁路中皆设有逆止阀。

可选的，所述旁路系统中减温水来自给水。

可选的，所述过热器组为依次连接的低温过热器、屏式过热器、末级过热器。

可选的，所述再热器组为依次连接的低温再热器、末级再热器。

可选的，所述末级过热器的管道和所述末级再热器的管道皆为HT700T镍铁基高温合金材料。

可选的，所述末级过热器的集箱和所述末级再热器的集箱皆为HT700P镍铁基高温合金材料。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的650℃以上超高温机组系统，通过将旁路系统引出端提前的方式，即高压旁路引出端从末级过热器的出汽口后提前至末尾两级过热器之间，低压旁路引出端从末级再热器的出汽口后提前至末尾两级再热器之间，降低了旁路蒸汽温度，从而降低了旁路系统材料等级，进而降低了机组造价，解决了超高温汽轮机旁路阀门制造困难的问题，突破了高参数等级机组设计建造的瓶颈。

2.本发明提供的650℃以上超高温机组系统，旁路系统采用铁基材料制成，相比常规布置的超高温机组所采用的镍铁基材料和镍基材料，机组造价大幅降低。

3.本发明提供的650℃以上超高温机组系统，末级过热器的管道、末级过热器的集箱、末级再热器的管道、末级再热器的集箱均使用HT700材料，完全抗氧化，允许没有通入蒸汽时能够干烧。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的系统图。

附图标记说明：

11、高压旁路；12、低压旁路；21、低温过热器；22、屏式过热器；23、末级过热器；30、高压缸；41、低温再热器；42、末级再热器；50、中压缸；60、凝汽器；71、逆止阀；72、减温器；81、省煤器；82、空预器；90、炉膛；91、水冷壁。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例

本发明实施例提供一种650℃以上超高温机组系统，包括旁路系统、凝汽器60以及依次连接的过热器组、高压缸30、再热器组、中压缸50，旁路系统包括高压旁路11和低压旁路12，过热器组和再热器组皆设有至少两级，高压旁路11的引出端连接在末尾两级过热器之间，出口端连接在高压缸30与首级再热器之间，低压旁路12的引出端连接在末尾两级再热器之间，出口端引至凝汽器60。

通过将旁路系统引出端提前的方式，即高压旁路11引出端从末级过热器23的出汽口后提前至末尾两级过热器之间，低压旁路12引出端从末级再热器42的出汽口后提前至末尾两级再热器之间，降低了旁路蒸汽温度，从而降低了旁路系统材料等级，进而降低了机组造价，解决了超高温汽轮机旁路阀门制造困难的问题，突破了高参数等级机组设计建造的瓶颈。

本实施例中，过热器组的具体组合方式不作具体限定，视机组等级而定，满足将饱和蒸汽加热成目标温度的过热蒸汽，在锅炉负荷或其他工况变动时过热蒸汽温度处于允许波动范围内即可，其可以是依次连接的低温过热器21、分隔屏过热器、屏式过热器22、末级过热器23，参考图1，也可以是依次连接的低温过热器21、屏式过热器22、末级过热器23。

本实施例中，再热器组的具体组合方式不作具体限定，视机组等级而定，满足将汽轮机高压缸30做过部分功的蒸汽送回锅炉中重新加热至目标温度即可，参考图1，其可以是依次连接的低温再热器41、末级再热器42。

本实施例中，旁路系统采用铁基材料制成。铁基材料的选择视旁路的蒸汽温度而定，以本实施例中的超高温机组为例，高压旁路11的蒸汽温度大概在590℃-615℃，根据温度范围可选目前的600℃等级机组的主蒸汽管道材料X10CrWMoVNb9-2，低压旁路12的蒸汽温度大概在540℃-560℃，可选目前的600℃等级机组的主蒸汽管道材料X10CrWMoVNb9-2,或略低一等级的A335P91。旁路系统采用铁基材料制成，相比常规布置的超高温机组所采用的镍铁基材料和镍基材料，机组造价大幅降低。

本实施例中，高压旁路11和低压旁路12中皆设有逆止阀71，避免有逆压差时因为压差的影响导致蒸汽回灌。

本实施例中，旁路系统中减温水来自给水，供给方便。

本实施例中，末级过热器23的管道和末级再热器42的管道皆为HT700T镍铁基高温合金材料。末级过热器23的管道和末级再热器42的管道使用HT700材料，完全抗氧化，允许管道没有通入蒸汽时能够干烧。

本实施例中，末级过热器23的集箱和末级再热器42的集箱皆为HT700P镍铁基高温合金材料。末级过热器23的集箱和末级再热器42的集箱使用HT700材料，完全抗氧化，允许集箱没有通入蒸汽时能够干烧。

本实施例提供的650℃以上超高温机组系统的具体工作流程如下：

参考图1，空预器82将进入炉膛90内的空气预热，给水通过省煤器81加热后流经炉膛90内的水冷壁91，吸收热量后依次通过低温过热器21、屏式过热器22、末级过热器23，随后流经汽轮机的高压缸30做功，之后依次流经低温再热器41、末级再热器42，随后流经汽轮机的中压缸50做功，最终流至凝汽器60。旁路系统包括高压旁路11和低压旁路12，高压旁路11的引出端连接在屏式过热器22与末级过热器23之间，出口端连接在高压缸30与低温再热器41之间，低压旁路12的引出端连接在低温再热器41与末级再热器42之间，出口端引至凝汽器60，高压旁路11、低压旁路12均设有逆止阀71和减温器72，旁路系统中的减温水来自给水。在启机等工况下时，主蒸汽通过高压旁路11、再热蒸汽通过低压旁路12，高压旁路11设置在末级过热器23之前、低压旁路12设置在末级再热器42之前，此时末级过热器23、末级再热器42干烧。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种650℃以上超高温机组系统，包括旁路系统、凝汽器(60)以及依次连接的过热器组、高压缸(30)、再热器组、中压缸(50)，所述旁路系统包括高压旁路(11)和低压旁路(12)，所述过热器组和再热器组皆设有至少两级，其特征在于：

所述高压旁路(11)的引出端连接在末尾两级过热器之间，出口端连接在所述高压缸(30)与首级再热器之间，所述低压旁路(12)的引出端连接在末尾两级再热器之间，出口端引至所述凝汽器(60)。

2.根据权利要求1所述的650℃以上超高温机组系统，其特征在于，所述旁路系统采用铁基材料制成。

3.根据权利要求1所述的650℃以上超高温机组系统，其特征在于，所述高压旁路(11)和低压旁路(12)中皆设有逆止阀(71)。

4.根据权利要求1所述的650℃以上超高温机组系统，其特征在于，所述旁路系统中减温水来自给水。

5.根据权利要求1所述的650℃以上超高温机组系统，其特征在于，所述过热器组为依次连接的低温过热器(21)、屏式过热器(22)、末级过热器(23)。

6.根据权利要求1所述的650℃以上超高温机组系统，其特征在于，所述再热器组为依次连接的低温再热器(41)、末级再热器(42)。

7.根据权利要求1-6任一项所述的650℃以上超高温机组系统，其特征在于，所述末级过热器(23)的管道和所述末级再热器(42)的管道皆为HT700T镍铁基高温合金材料。

8.根据权利要求1-6任一项所述的650℃以上超高温机组系统，其特征在于，所述末级过热器(23)的集箱和所述末级再热器(42)的集箱皆为HT700P镍铁基高温合金材料。

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