一种超临界或超超临界机组给水泵安装结构的制作方法

本实用新型涉及一种超临界或超超临界机组给水泵安装结构。

背景技术：

目前，汽轮发电机组给水泵在设计时多布置在除氧器和3号高压加热器之间，经过给水泵升压后，高压加热器内部水侧压力较高，高压加热器汽侧压力为汽轮机抽汽压力，从而造成高压加热器汽、水两侧压差偏大，特别是在超临界、超超临界机组中，加热器汽、水两侧压差偏大现象愈发明显。

在超临界、超超临界机组中，高压加热器汽、水两侧的压差较大，高加管束和管板承受着由高压水带来的内压应力和由高温蒸汽带来的热应力的双重作用力。随着汽水压差的增加，高压加热器存在一定的安全隐患，主要体现在以下两个方面：

1、在热应力和内压应力的双重作用下，换热管道容易发生弹性变形和塑性变形，甚至造成爆管进而引发加热器管束泄漏；

2、管板在双重应力的作用下容易发生变形，使得水室隔板两侧发生泄漏。

加热器泄漏会造成加热器换热性能下降，并且会影响机组运行安全性，降低机组运行经济性和安全性，如何避免由于汽水两侧压差大而引起加热器泄漏成为一个亟待解决的技术难题。

中国专利201310163143.X 公开了一种车载式超超临界压力锅炉，所述的燃烧室水平卧式放置，省煤器通过变径连接烟道连接在燃烧室的后端；燃烧器、燃烧室、省煤器、烟囱沿热烟气运动方向依次连通；燃烧室内的周边设有燃烧室管束；水-水换热器的结构为套管形式的蛇形往复管置于燃烧室外的上方，进行热交换；给水从锅炉给水入口进入给水泵，经给水泵加压至30.48MPa后再依次经过水管线、水-水换热器、省煤器管束、水-水换热器、燃烧室管束，逐步被加热升温。该方案不能有效解决上述问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计简单合理超临界或超超临界机组给水泵安装结构。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：一种超临界或超超临界机组给水泵安装结构，包括凝汽器、除氧器、左高压加热器组、右高压加热器组、给水泵和前置泵，凝汽器的水流出口与右高压加热器组的水流入口相连，右高压加热器组的水流出口与除氧器相连，除氧器与前置泵相连，前置泵与左高压加热器组的水流入口相连，除氧器、前置泵和左高压加热器组沿水流方向依次设置，其特征在于：所述左高压加热器组的水流出口与给水泵相连，除氧器、前置泵、左高压加热器组和给水泵沿水流方向依次设置。超临界、超超临界机组加热器内部各零部件所受的热应力有一定的设计限度，加热器汽、水两侧压差偏大会使内压应力增大，对加热器的受力产生重要的影响，加热器管束在高压应力下长时间运行，容易造成管束泄漏现象，机组加热器启停过程中需要严格控制加热器的温度变化率。高压加热器管束一旦发生泄漏，机组给水泄漏进入高加汽侧，引起加热器水位升高，对临近管束造成严重冲刷，较大冲击力引起管束的振动，造成更多的换热管发生泄漏。为避免上述问题的发生，减少加热器汽水两侧压差是主要技术措施，由于加热器汽侧压力是由抽汽参数决定的，可调节性较差，而高压加热器水侧压力取决于给水泵的压力和布置位置，具有可调节性。

本实用新型所述左高压加热器组包括一号高压加热器、二号高压加热器和三号高压加热器，三号高压加热器、二号高压加热器和一号高压加热器沿水流方向依次设置，三号高压加热器的水流出口和二号高压加热器的水流入口相连，一号高压加热器的水流入口和二号高压加热器的水流出口相连，前置泵与三号高压加热器的水流入口相连，一号高压加热器的水流出口与给水泵相连。针对超临界、超超临界机组高压加热器汽、水两侧压差急剧升高后所带来的问题，提出一种降低汽水两侧压差的方法，将给水泵的位置由三号高压加热器的水流入口移到一号高压加热器的水流出口，对给水泵位置变化后所带来的问题进行了研究，并提出了相应的应对措施。给水泵位置变化后，高加汽水两侧压差大幅度降低，对给水泵的启动和运行不会带来负面影响。

本实用新型所述右高压加热器组包括五号高压加热器、六号高压加热器、七号高压加热器和八号高压加热器，五号高压加热器的水流入口和六号高压加热器的水流出口相连，七号高压加热器的水流出口和六号高压加热器的水流入口相连，七号高压加热器的水流入口和八号高压加热器的水流出口相连，八号高压加热器、七号高压加热器、六号高压加热器和五号高压加热器沿水流方向依次设置，八号高压加热器的水流入口和凝汽器的水流出口相连，五号高压加热器的水流出口与除氧器相连。

相比现有技术，本发明具有以下优点：

1、本发明将给水泵布置位置有三号高压加热器的水流入口移动到一号高压加热器的水流出口，高压加热器内给水压力大幅度降低，高压加热器汽、水两侧压力减小，避免因压差大而引起高加泄漏，同时可增加高加投入率；

2、本发明给水泵布置方式改变后，高压加热器水侧压力大幅度降低，在满足材料强度的前提下，加热器管壳、管板和水室隔板的厚度设计时可以重新设计，从而降低加热器生产成本；

3、本发明给水泵位置改变后，不会对主给水泵的启动、运行等安全问题带来影响。

本发明技术适宜机组：高压加热器汽、水侧压力偏差较大的超、超超临界机组。

本发明技术在设计理念上推陈出新，技术具有创造性，实用性强，本技术将会在火电机组汽轮机本体上得到广泛应用。

附图说明

图1是本实用新型实施例的现有技术结构示意图。

图2是本实用新型实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。

实施例。

参见图1至图2。

本实施例对应的超临界或超超临界机组给水泵安装结构现有技术如下：

包括凝汽器1、除氧器2、左高压加热器组、右高压加热器组、给水泵4和前置泵3，凝汽器1的水流出口与右高压加热器组的水流入口相连，右高压加热器组的水流出口与除氧器2相连，除氧器2与前置泵3相连，前置泵3与给水泵4相连，给水泵4与左高压加热器组的水流入口相连，除氧器2、前置泵3、给水泵4和左高压加热器组沿水流方向依次设置。

左高压加热器组包括一号高压加热器5、二号高压加热器6和三号高压加热器7，三号高压加热器7、二号高压加热器6和一号高压加热器5沿水流方向依次设置，三号高压加热器7的水流出口和二号高压加热器6的水流入口相连，一号高压加热器5的水流入口和二号高压加热器6的水流出口相连，给水泵4与三号高压加热器7的水流入口相连。

右高压加热器组包括五号高压加热器8、六号高压加热器9、七号高压加热器10和八号高压加热器11，五号高压加热器8的水流入口和六号高压加热器9的水流出口相连，七号高压加热器10的水流出口和六号高压加热器9的水流入口相连，七号高压加热器10的水流入口和八号高压加热器11的水流出口相连，八号高压加热器11、七号高压加热器10、六号高压加热器9和五号高压加热器8沿水流方向依次设置，八号高压加热器11的水流入口和凝汽器1的水流出口相连，五号高压加热器8的水流出口与除氧器2相连。

本实施例超临界或超超临界机组给水泵安装结构如下：

包括凝汽器1、除氧器2、左高压加热器组、右高压加热器组、给水泵4和前置泵3，凝汽器1的水流出口与右高压加热器组的水流入口相连，右高压加热器组的水流出口与除氧器2相连，除氧器2与前置泵3相连，前置泵3与左高压加热器组的水流入口相连，左高压加热器组的水流出口与给水泵4相连，除氧器2、前置泵3、左高压加热器组和给水泵4沿水流方向依次设置。

左高压加热器组包括一号高压加热器5、二号高压加热器6和三号高压加热器7，三号高压加热器7、二号高压加热器6和一号高压加热器5沿水流方向依次设置，三号高压加热器7的水流出口和二号高压加热器6的水流入口相连，一号高压加热器5的水流入口和二号高压加热器6的水流出口相连，前置泵3与三号高压加热器7的水流入口相连，一号高压加热器5的水流出口与给水泵4相连。

右高压加热器组包括五号高压加热器8、六号高压加热器9、七号高压加热器10和八号高压加热器11，五号高压加热器8的水流入口和六号高压加热器9的水流出口相连，七号高压加热器10的水流出口和六号高压加热器9的水流入口相连，七号高压加热器10的水流入口和八号高压加热器11的水流出口相连，八号高压加热器11、七号高压加热器10、六号高压加热器9和五号高压加热器8沿水流方向依次设置，八号高压加热器11的水流入口和凝汽器1的水流出口相连，五号高压加热器8的水流出口与除氧器2相连。

本实施例以1000MW机组作为现有技术为例，汽轮机给水经除氧器2后依次经过前置泵3、给水泵4、三号高压加热器7、二号高压加热器6和一号高压加热器5，然后进入锅炉系统。按给水流动方向，三号高压加热器7水流入口的给水压力、二号高压加热器6水流入口的给水压力和一号高压加热器5水流入口的给水压力分别为31.63MPa、31.54MPa和31.45MPa，三号高压加热器7进汽压力、二号高压加热器6进汽压力和一号高压加热器5进汽压力分别为2.21MPa、5.69 MPa和7.52 MPa，三号高压加热器7汽水两侧压差、二号高压加热器6汽水两侧压差和一号高压加热器5汽水两侧压差分别为29.42MPa、25.85MPa和23.93MPa。压差最大在三号高压加热器7处，为29.42MPa。

汽轮机的前置泵3作用是提高给水泵入口压力，增加给水泵4的汽蚀余量，防止给水泵4发生汽蚀现象。该1000MW 机组额定工况下设计给水温度为290.20℃，考虑到管道、加热器的沿程压力损失等影响因素，为避免给水泵发生汽蚀现象，前置泵3的出口压力必须提高到9.50MPa。

为缓解机组高压加热器汽、水两侧压差急剧升高后所带来的问题，本实施例将给水泵的4位置由三号高压加热器7的水流入口移动到一号高压加热器5的水流出口。改造后给水经除氧器2后依次经过前置泵3、三号高压加热器7、二号高压加热器6、一号高压加热器5和给水泵4，最后进入锅炉系统，三号高压加热器7水侧压力为前置泵3出口压力9.50MPa，三号高压加热器7汽水两侧压差、二号高压加热器6汽水两侧压差、一号高压加热器5汽水两侧压差分别为7.14MPa、3.57MPa和1.65MPa，压差最大在三号高压加热器7处，为7.14MPa。通过给水泵4位置的优化调整，高压加热器水侧压力大幅度降低，高压加热器内部汽水两侧压差最大值由29.42MPa降低至7.14MPa，减少了加热器管束和管板的压差，改善了加热器的运行环境，避免了因压差大而引起加热器的泄漏，从而提高了高加的可靠性和投入率。

本实施例将给水泵位置移到一号高压加热器5的水流出口后，机组启动时可以通过专用给水管或高旁进入给水泵对给水泵4进行预暖。目前，大容量、高参数机组多采用滑压启动方式，相应高加采用随主机启停方式，随着汽轮机负荷的升高，抽汽参数提高，给水温度上升，给水泵的金属温度也随之提高。

本实施例将给水泵4布置位置优化调整后，高加一旦发生故障，高加自动旁路保护系统动作，给水走旁路进入给水泵4，发生故障的同列高加同时解列，另一列高加可以维持正常运行，对汽轮机给水温度的影响约为20度左右，给水泵进水温度变化不明显，不会影响给水泵4运行安全性。同时，给水泵4的前置泵3布置位置不变，除氧器2及高压加热器布置方式不变，不影响抽汽回热系统的正常运行，给水泵4位置改变后，不会对主给水泵的启动、运行等安全因素带来影响。

本实施例在设计理念上推陈出新，技术具有创造性，实用性强，本技术将会在火电厂超临界、超超临界机组上得到广泛应用。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本实用新型结构所作的举例说明。凡依据本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。