本实用新型涉及一种汽水系统。
背景技术：
现有汽水系统的结构如图1所示，该汽水系统包括锅炉和汽轮机4，该锅炉含有省煤器1、水冷壁2、过热器3、再热器5。炉膛是锅炉燃烧组织的最主要部件，其空间通常由水冷壁管道围成。炉膛的形状和大小通常按照燃料燃烧的需求来设计，对应的水冷壁吸热量通常不足以将炉膛出口温度降低至设计要求，因此需要在炉膛中增设额外的受热面，即屏式受热面。现有的锅炉设计中，受热面中的工质都是预设好的，汽水系统各级吸热量主要靠受热面积来保证。但由于炉膛中的传热难以精确计算、燃烧系统改造、入炉煤质变化等因素，实际运行中各级受热面的吸热量往往与设计存在偏差，使得锅炉出口蒸汽温度偏离设计值，降低了运行的经济性。
现有技术中，在对受热面改造时，当蒸汽温度偏高时，割去部分低温过热器受热面，或增加部分省煤器受热面，或二者同时实施；当蒸汽温度偏低时，割去部分省煤器受热面，或增加部分低温过热器受热面，或二者同时实施。现有技术的确定是：1、属于技术改造，增加了制造和安装成本。尤其是对于入炉煤质变化引起的各级受热面吸热量不匹配，这种改造的成本过高。2、实施效果受施工空间限制。
名词解释：
饱和温度：水和水蒸气处于动态平衡状态即饱和状态时所具有的温度。饱和状态时，液体和蒸气的温度相等。饱和温度与水和水蒸气的压力一一对应。
过冷水：温度低于对应压力下饱和温度的水。
饱和蒸汽：温度等于对应压力下饱和温度的水蒸气。
过热蒸汽：温度高于对应压力下饱和温度的水蒸气。
再热蒸汽：从汽轮机抽出并返回汽水系统加热的水蒸气。
汽水系统：汽水系统中工质(水或蒸汽)流过的所有管道和设备的总称，包括各类受热面及其连接管道等。
水冷壁：汽水系统中围成炉膛的受热面总称，是汽水系统中工质主要的蒸发受热面。
屏式受热面：汽水系统炉膛中除水冷壁外的附加受热面，一般以管屏的形式悬挂在炉膛中。屏式受热面由同一平面上的一排管道组成，按照管道内流通的工质不同，又分成水冷屏和汽冷屏。水冷屏管道内流动的是过冷水或汽水混合物，汽冷屏管道内流动的是过热蒸汽或再热蒸汽。
技术实现要素：
为了解决现有汽水系统的锅炉中受热面吸热量不匹配的问题，本实用新型提供了一种汽水系统，该汽水系统能够在不改变现有汽水系统的锅炉中受热面结构的前提下，根据实际运行状况，调整汽水系统中各级受热面吸热量分配，从而使受热面与吸热量匹配。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种汽水系统，包括锅炉和汽轮机，该锅炉含有省煤器、水冷壁、过热器、再热器和屏式受热面，省煤器的出口通过第一输送管线与水冷壁的入口连接，水冷壁的出口通过第二输送管线与过热器的入口连接，过热器的出口通过第三输送管线与汽轮机的过热蒸汽入口连接，汽轮机的再热蒸汽出口通过第四输送管线与再热器的入口连接，再热器的出口通过第五输送管线与汽轮机的再热蒸汽入口连接，屏式受热面内能够通入过冷水、汽水混合物、过热蒸汽或再热蒸汽。
当屏式受热面内通入过冷水或汽水混合物时；屏式受热面的入口与第一连通管线的一端连接，第一连通管线的另一端与第一输送管线连接，屏式受热面的出口与第四连通管线的一端连接，第四连通管线的另一端与第二输送管线连接。
当屏式受热面内通入过冷水或汽水混合物，且水冷壁含有下段水冷壁和上段水冷壁时；省煤器的出口通过第一输送管线与下段水冷壁的入口连接，下段水冷壁的出口通过水冷壁连接管与上段水冷壁的入口连接，上段水冷壁的出口通过第二输送管线与过热器的入口连接；屏式受热面的入口与第一连通管线的一端连接，第一连通管线的另一端与第一输送管线连接，屏式受热面的出口与第四连通管线的一端连接，第四连通管线的另一端与第二输送管线连接。
当屏式受热面内通入过冷水或汽水混合物，且水冷壁含有下段水冷壁和上段水冷壁时；省煤器的出口通过第一输送管线与下段水冷壁的入口连接，下段水冷壁的出口通过水冷壁连接管与上段水冷壁的入口连接，上段水冷壁的出口通过第二输送管线与过热器的入口连接；屏式受热面的入口与第一连通管线的一端连接，第一连通管线的另一端与水冷壁连接管连接，屏式受热面的出口与第四连通管线的一端连接，第四连通管线的另一端与第二输送管线连接。
当屏式受热面内通入过热蒸汽时；屏式受热面的入口与第二连通管线的一端连接，第二连通管线的另一端与第二输送管线连接，屏式受热面的出口与第五连通管线的一端连接，第五连通管线的另一端与第三输送管线连接。
当屏式受热面内通入过热蒸汽，且过热器含有低温过热器和末级过热器时；水冷壁的出口通过第二输送管线与低温过热器的入口连接，低温过热器的出口通过过热器连接管与末级过热器的入口连接，末级过热器的出口通过第三输送管线与汽轮机的过热蒸汽入口连接；屏式受热面的入口与第二连通管线的一端连接，第二连通管线的另一端与过热器连接管连接，屏式受热面的出口与第五连通管线的一端连接，第五连通管线的另一端与第三输送管线连接。
当屏式受热面内通入过热蒸汽，且过热器含有低温过热器和末级过热器时；水冷壁的出口通过第二输送管线与低温过热器的入口连接，屏式受热面的入口与第二连通管线的一端连接，第二连通管线的另一端与低温过热器的出口连接，屏式受热面的出口与第五连通管线的一端连接，第五连通管线的另一端与末级过热器的入口连接，末级过热器的出口通过第三输送管线与汽轮机的过热蒸汽入口连接。
当屏式受热面内通入再热蒸汽时；屏式受热面的入口与第三连通管线的一端连接，第三连通管线的另一端与第四输送管线连接，屏式受热面的出口与第六连通管线的一端连接，第六连通管线的另一端与第五输送管线连接。
当屏式受热面内通入再热蒸汽，且再热器含有低温再热器和末级再热器时；汽轮机的再热蒸汽出口通过第四输送管线与低温再热器的入口连接，低温再热器的出口通过再热器连接管与末级再热器的入口连接，末级再热器的出口通过第五输送管线与汽轮机的再热蒸汽入口连接；屏式受热面的入口与第三连通管线的一端连接，第三连通管线的另一端与再热器连接管连接，屏式受热面的出口与第六连通管线的一端连接，第六连通管线的另一端与第五输送管线连接。
当屏式受热面内通入再热蒸汽，且再热器含有低温再热器和末级再热器时；汽轮机的再热蒸汽出口通过第四输送管线与低温再热器的入口连接，屏式受热面的入口与第三连通管线的一端连接，第三连通管线的另一端与低温再热器的出口连接，屏式受热面的出口与第六连通管线的一端连接，第六连通管线的另一端与末级再热器的入口连接，末级再热器的出口通过第五输送管线与汽轮机的再热蒸汽入口连接。
本实用新型的有益效果是：
1、不改变现有炉膛受热面的结构，保证了燃烧设计和烟气流动预期的效果。
2、通过切换屏式受热面中的工质，实现了汽水系统蒸发吸热量和过(再)热吸热量的重新分配，保证了汽轮机所需的蒸汽温度达到设计值，同时提高了运行经济性。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
图1是现有汽水系统的结构图。
图2是本实用新型的实施例1中所述汽水系统的结构示意图。
图3是本实用新型的实施例2中屏式受热面的局部连接结构示意图。
图4是本实用新型的实施例3中屏式受热面的局部连接结构示意图。
图5是本实用新型的实施例4中所述汽水系统的结构示意图。
图6是本实用新型的实施例5中屏式受热面的局部连接结构示意图。
图7是本实用新型的实施例6中屏式受热面的局部连接结构示意图。
图8是本实用新型的实施例7中所述汽水系统的结构示意图。
图9是本实用新型的实施例8中屏式受热面的局部连接结构示意图。
图10是本实用新型的实施例9中屏式受热面的局部连接结构示意图。
图11是本实用新型的实施例1、4、7的使用状态示意图。
图12是本实用新型的实施例2、3、5、6、8、9的使用状态示意图。
图13是本实用新型的实施例1、4、7结合后的所述汽水系统的结构示意图。
图14是本实用新型的实施例2、5、8结合后的部分结构示意图。
1、省煤器；2、水冷壁；3、过热器；4、汽轮机；5、再热器；6、屏式受热面；
21、下段水冷壁；22、上段水冷壁；23、水冷壁连接管；
31、低温过热器；32、末级过热器；33、过热器连接管；
51、低温再热器；52、末级再热器；53、再热器连接管；
71、第一连通管线；72、第二连通管线；73、第三连通管线；74、第四连通管线；75、第五连通管线；76、第六连通管线；
81、第一输送管线；82、第二输送管线；83、第三输送管线；84、第四输送管线；85、第五输送管线；86、第六输送管线。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
一种汽水系统，包括锅炉和汽轮机4，该锅炉含有省煤器1、水冷壁2、过热器3、再热器5和屏式受热面6，省煤器1的出口通过第一输送管线81与水冷壁2的入口连接，水冷壁2的出口通过第二输送管线82与过热器3的入口连接，过热器3的出口通过第三输送管线83与汽轮机4的过热蒸汽入口连接，汽轮机4的再热蒸汽出口通过第四输送管线84与再热器5的入口连接，再热器5的出口通过第五输送管线85与汽轮机4的再热蒸汽入口连接，屏式受热面6内能够通入过冷水或汽水混合物、过热蒸汽或再热蒸汽。
该汽水系统的工作过程是，当蒸汽温度偏高时，可根据实际需要将部分(或全部)汽冷屏切换成水冷屏；当蒸汽温度偏低时，可根据实际需要将部分(或全部)水冷屏切换成汽冷屏。工质切换一般在汽水系统停运期间完成。在切换系统可靠性足够保障的前提下，也可在汽水系统运行时切换屏式受热面中的工质。屏式受热面6内通入过冷水或汽水混合物、过热蒸汽或再热蒸汽的具体实现方式如下。
实施例1
本实施例是当屏式受热面6内通入过冷水或汽水混合物时的具体实现方式。
在本实施例中，汽水系统包括锅炉和汽轮机4，该锅炉含有省煤器1、水冷壁2、过热器3、再热器5和屏式受热面6，省煤器1的出口通过第一输送管线81与水冷壁2的入口连接，水冷壁2的出口通过第二输送管线82与过热器3的入口连接，过热器3的出口通过第三输送管线83与汽轮机4的过热蒸汽入口连接，汽轮机4的再热蒸汽出口通过第四输送管线84与再热器5的入口连接，再热器5的出口通过第五输送管线85与汽轮机4的再热蒸汽入口连接。
在本实施例中，屏式受热面6的入口与第一连通管线71的一端连接，第一连通管线71的另一端与第一输送管线81连接，屏式受热面6的出口与第四连通管线74的一端连接，第四连通管线74的另一端与第二输送管线82连接，如图2和图11所示。
实施例2
本实施例是对实施例1的一种改进。
本实施例是当屏式受热面6内通入过冷水或汽水混合物，且水冷壁2含有下段水冷壁21和上段水冷壁22时的具体实现方式。
在本实施例中，省煤器1的出口通过第一输送管线81与下段水冷壁21的入口连接，下段水冷壁21的出口通过水冷壁连接管23与上段水冷壁22的入口连接，上段水冷壁22的出口通过第二输送管线82与过热器3的入口连接；屏式受热面6的入口与第一连通管线71的一端连接，第一连通管线71的另一端与第一输送管线81连接，屏式受热面6的出口与第四连通管线74的一端连接，第四连通管线74的另一端与第二输送管线82连接，如图3和图12所示。
在本实施例中，水冷壁2被分为了下段水冷壁21和上段水冷壁22，下段水冷壁21和上段水冷壁22通过水冷壁连接管23串联，屏式受热面6与下段水冷壁21和上段水冷壁22并联。本实施例中的其它技术特征均与实施例1相同，为了节约篇幅，本实用新型不再详细介绍。
实施例3
本实施例是对实施例1的一种改进。
本实施例是当屏式受热面6内通入过冷水或汽水混合物，且水冷壁2含有下段水冷壁21和上段水冷壁22时的具体实现方式。
在本实施例中，省煤器1的出口通过第一输送管线81与下段水冷壁21的入口连接，下段水冷壁21的出口通过水冷壁连接管23与上段水冷壁22的入口连接，上段水冷壁22的出口通过第二输送管线82与过热器3的入口连接；屏式受热面6的入口与第一连通管线71的一端连接，第一连通管线71的另一端与水冷壁连接管23连接，屏式受热面6的出口与第四连通管线74的一端连接，第四连通管线74的另一端与第二输送管线82连接，如图4和图12所示。
在本实施例中，水冷壁2被分为了下段水冷壁21和上段水冷壁22，下段水冷壁21和上段水冷壁22通过水冷壁连接管23串联，屏式受热面6与上段水冷壁22并联。本实施例中的其它技术特征均与实施例1相同，为了节约篇幅，本实用新型不再详细介绍。
实施例4
本实施例是当屏式受热面6内通入过热蒸汽时的具体实现方式。
在本实施例中，汽水系统包括锅炉和汽轮机4，该锅炉含有省煤器1、水冷壁2、过热器3、再热器5和屏式受热面6，省煤器1的出口通过第一输送管线81与水冷壁2的入口连接，水冷壁2的出口通过第二输送管线82与过热器3的入口连接，过热器3的出口通过第三输送管线83与汽轮机4的过热蒸汽入口连接，汽轮机4的再热蒸汽出口通过第四输送管线84与再热器5的入口连接，再热器5的出口通过第五输送管线85与汽轮机4的再热蒸汽入口连接。
在本实施例中，屏式受热面6的入口与第二连通管线72的一端连接，第二连通管线72的另一端与第二输送管线82连接，屏式受热面6的出口与第五连通管线75的一端连接，第五连通管线75的另一端与第三输送管线83连接，如图5和图11所示。
实施例5
本实施例是对实施例4的一种改进。
本实施例是当屏式受热面6内通入过热蒸汽，且过热器3含有低温过热器31和末级过热器32时的具体实现方式。
在本实施例中，水冷壁2的出口通过第二输送管线82与低温过热器31的入口连接，低温过热器31的出口通过过热器连接管33与末级过热器32的入口连接，末级过热器32的出口通过第三输送管线83与汽轮机4的过热蒸汽入口连接；屏式受热面6的入口与第二连通管线72的一端连接，第二连通管线72的另一端与过热器连接管33连接，屏式受热面6的出口与第五连通管线75的一端连接，第五连通管线75的另一端与第三输送管线83连接，如图6和图12所示。
在本实施例中，过热器3被分为了低温过热器31和末级过热器32，低温过热器31和末级过热器32通过热器连接管33串联，屏式受热面6与末级过热器32并联。本实施例中的其它技术特征均与实施例4相同，为了节约篇幅，本实用新型不再详细介绍。
实施例6
本实施例是对实施例4的一种改进。
本实施例是当屏式受热面6内通入过热蒸汽，且过热器3含有低温过热器31和末级过热器32时的具体实现方式。
在本实施例中，水冷壁2的出口通过第二输送管线82与低温过热器31的入口连接，屏式受热面6的入口与第二连通管线72的一端连接，第二连通管线72的另一端与低温过热器31的出口连接，屏式受热面6的出口与第五连通管线75的一端连接，第五连通管线75的另一端与末级过热器32的入口连接，末级过热器32的出口通过第三输送管线83与汽轮机4的过热蒸汽入口连接，如图7和图12所示。
在本实施例中，过热器3被分为了低温过热器31和末级过热器32，低温过热器31、屏式受热面6和末级过热器32依次串联。本实施例中的其它技术特征均与实施例4相同，为了节约篇幅，本实用新型不再详细介绍。
实施例7
本实施例是当屏式受热面6内通入再热蒸汽时的具体实现方式。
在本实施例中，汽水系统包括锅炉和汽轮机4，该锅炉含有省煤器1、水冷壁2、过热器3、再热器5和屏式受热面6，省煤器1的出口通过第一输送管线81与水冷壁2的入口连接，水冷壁2的出口通过第二输送管线82与过热器3的入口连接，过热器3的出口通过第三输送管线83与汽轮机4的过热蒸汽入口连接，汽轮机4的再热蒸汽出口通过第四输送管线84与再热器5的入口连接，再热器5的出口通过第五输送管线85与汽轮机4的再热蒸汽入口连接。
在本实施例中，屏式受热面6的入口与第三连通管线73的一端连接，第三连通管线73的另一端与第四输送管线84连接，屏式受热面6的出口与第六连通管线76的一端连接，第六连通管线76的另一端与第五输送管线85连接，如图8和图11所示。
实施例8
本实施例是对实施例7的一种改进。
本实施例是当屏式受热面6内通入再热蒸汽，且再热器5含有低温再热器51和末级再热器52时的具体实现方式。
在本实施例中，汽轮机4的再热蒸汽出口通过第四输送管线84与低温再热器51的入口连接，低温再热器51的出口通过再热器连接管53与末级再热器52的入口连接，末级再热器52的出口通过第五输送管线85与汽轮机4的再热蒸汽入口连接；屏式受热面6的入口与第三连通管线73的一端连接，第三连通管线73的另一端与再热器连接管53连接，屏式受热面6的出口与第六连通管线76的一端连接，第六连通管线76的另一端与第五输送管线85连接，如图9和图12所示。
在本实施例中，再热器5被分为了低温再热器51和末级再热器52，低温再热器51和末级再热器52通过再热器连接管53串联，屏式受热面6与末级再热器52。本实施例中的其它技术特征均与实施例7相同，为了节约篇幅，本实用新型不再详细介绍。
实施例9
本实施例是对实施例7的一种改进。
本实施例是当屏式受热面6内通入再热蒸汽，且再热器5含有低温再热器51和末级再热器52时的具体实现方式。
在本实施例中，汽轮机4的再热蒸汽出口通过第四输送管线84与低温再热器51的入口连接，屏式受热面6的入口与第三连通管线73的一端连接，第三连通管线73的另一端与低温再热器51的出口连接，屏式受热面6的出口与第六连通管线76的一端连接，第六连通管线76的另一端与末级再热器52的入口连接，末级再热器52的出口通过第五输送管线85与汽轮机4的再热蒸汽入口连接，如图10和图12所示。
在本实施例中，再热器5被分为了低温再热器51和末级再热器52，低温再热器51、屏式受热面6和末级再热器52依次串联。本实施例中的其它技术特征均与实施例4相同，为了节约篇幅，本实用新型不再详细介绍。
在本实用新型的上述9个实施例中，屏式受热面6中的一部分(或全部)设计为工质可切换的受热面，即现有的屏式受热面中的一部分(或全部)可以作为本实用新型所述的屏式受热面6使用。屏式受热面6既可作为水冷屏(实施例1至实施例3)，又可以切换成汽冷屏(实施例4至实施例9)。
本实用新型的上述9个实施例可以被分为三组，第一组为实施例1至实施例3，第二组为实施例4至实施例6，第三组为实施例7至实施例9。上述三个组内的实施例之间可以自由的组合，组合的情况包括两个组的组合和三个组的组合。为了便于理解，上述实施例1、实施例2和实施例3分别用A1、A2和A3对应表示，上述实施例4、实施例5和实施例6分别用B1、B2和B3对应表示，上述实施例7、实施例8和实施例9分别用C1、C2和C3对应表示。
当上述三个组中的两组进行组合时，可以出现的组合方式为A1B1、A1B2、A1B3、A1C1、A1C2、A1C3、A2B1、A2B2、A2B3、A2C1、A2C2、A2C3、A3B1、A3B2、A3B3、A3C1、A3C2、A3C3、B1C1、B1C2、B1C3、B2C1、B2C2、B2C3、B3C1、B3C2、B3C3。当上述三个组中的三组进行组合时，可以出现的组合方式为A1B1C1、A1B1C2、A1B1C3、A1B2C1、A1B2C2、A1B2C3、A1B3C1、A1B3C2、A1B3C3、A2B1C1、A2B1C2、A2B1C3、A2B2C1、A2B2C2、A2B2C3、A2B3C1、A2B3C2、A2B3C3、A3B1C1、A3B1C2、A3B1C3、A3B2C1、A3B2C2、A3B2C3、A3B3C1、A3B3C2、A3B3C3。
上述9个实施例中有相同的技术特征，在进行上述组合时，不同的实施例中相同的仅保留一个，如实施例1中介绍了“省煤器1的出口通过第一输送管线81与水冷壁2的入口连接”，实施例4中也介绍了“省煤器1的出口通过第一输送管线81与水冷壁2的入口连接”，实施例1和实施例4在结合仅保留一个“省煤器1的出口通过第一输送管线81与水冷壁2的入口连接”，即省煤器1的出口通过一根第一输送管线81与水冷壁2的入口连接。
实施例7中也介绍了“省煤器1的出口通过第一输送管线81与水冷壁2的入口连接”，实施例1、实施例4和实施例7在结合也仅保留一个“省煤器1的出口通过第一输送管线81与水冷壁2的入口连接”。实施例1、实施例4和实施例7结合后的技术方案如图13所示。在实施例1、实施例4和实施例7结合后的技术方案中，第一连通管线71、第二连通管线72、第三连通管线73、第四连通管线74、第五连通管线75和第六连通管线76上均设有阀门。屏式受热面6既可作为水冷屏(此时图13中仅第一连通管线71为开通状态，第二连通管线72和第三连通管线73均为截断状态)，又可以切换成汽冷屏(此时图13中仅第二连通管线72或第三连通管线73为开通状态)。即使用时，第一连通管线71、第二连通管线72和第三连通管线73中仅有一条接通，其余两条连通管线必须切断状态。
另外，还需要注意的是，当结合的技术方案为水冷壁2含有下段水冷壁21和上段水冷壁22，且过热器3含有低温过热器31和末级过热器32时(如实施例2、实施例5和实施例8进行结合)，上段冷水壁22的出口通过第二输送管线82与低温过热器31的入口连接，如图14所示。
第一输送管线81可以称为冷水输送管线；第二输送管线82可以称为饱和蒸汽输送管线；第三输送管线83可以称为过热蒸汽输送管线；第四输送管线84可以称为再热蒸汽返回管线；第五输送管线85可以称为再热蒸汽输出管线；第六输送管线86可以称为乏汽输出管线。
作为本实用新型的替代方案，可以调整蒸汽流通的顺序，即不采用并联方式，将屏式受热面作为某级受热面(水冷壁、过热器或再热器)中的一段串联接入系统。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施例，不能以其限定实用新型实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本实用新型专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本实用新型中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案之间、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。