专利领域
本发明涉及一种火力发电系统，具体涉及一种二次再热双机回热系统。
背景技术：
目前，我国火电机组朝着大容量、高参数的方向发展，目前主蒸汽压力已经达到28mpa，620℃的世界先进水平，提高蒸汽参数是实现效率提升、节约资源的有效技术途径，但现在火力发电设备700℃等级高温材料还在研制之中，短期内还无法商业化运用，所以火电机组暂时不能达到更高的参数。
为了进一步地提高机组的循环效率，超超临界二次再热技术的发展开辟了新的方向，二次再热技术可以进一步地提高蒸汽吸热的平均温度，在相同温度条件下，相比一次再热技术可以提高效率2％～3％。但由于二次再热机组主蒸汽温度和再热蒸汽温度很高，，出现了各级回热系统抽汽过热度很大的问题，而这些回热系统回热加热器中过热的抽汽来自于汽轮机中压缸，增大了二次再热机组的能耗，阻碍了二次再热机组效率的进一步提高；因此急需一种新系统以解决回热加热器抽汽过热度过大和机组在低工况运行效果不佳的问题。
根据现实的调峰环境，二次再热机组不会在满负荷下一直运行，二次再热机组在变工况运行条件下普遍存在着适应性不好的问题，设计工况下，二次再热机组汽轮机低压缸叶片较长，在低负荷工况运行时，由于汽轮机低压缸的蒸汽流量变小，汽轮机低压缸的运行效果变差，这对二次再热机组的性能和安全运行都造成了很大的影响。
技术实现要素：
鉴于上述现有技术存在的问题，现提出一种宽工况二次再热双机回热系统，其特征在于，包括：锅炉、汽轮机高压缸、汽轮机第一级中压缸、汽轮机第二级中压缸、汽轮机第一级低压缸、汽轮机第二级低压缸、回热汽轮机、回热汽轮机低压缸、发电机、辅凝汽器、主凝汽器和回热系统；
其中回热系统的给水出口、锅炉和汽轮机高压缸的进汽口顺序相连，汽轮机高压缸的排汽口分别与回热汽轮机的进汽口、汽轮机第一级中压缸的进汽口和回热系统的第一进汽口相连，汽轮机第一级中压缸的出汽口与汽轮机第二级中压缸的进汽口相连，第二级中压缸为对称分流布置，对称分流的每侧分别设有一个排汽口，两个排汽口在汇合之后，分流并分别与汽轮机第一级低压缸的进汽口和汽轮机第二级低压缸的进汽口相连，汽轮机第一级低压缸和汽轮机第二级低压缸均采用对称分流布置，其中对称分流布置的每一侧均设有两个抽汽口和一个排汽口，汽轮机第一级低压缸和汽轮机第二级低压缸的两个排汽口汇合后与主凝汽器的进汽口相连，第一级低压缸的对称分流布置的两个汽轮机第一级低压缸第二抽汽口在汇合后与回热系统的第九进汽口相连，第二级低压缸的对称分流布置的两个汽轮机第二级低压缸第二抽汽口与回热系统的第十进汽口相连，汽轮机第一级低压缸对称分流布置的两个汽轮机第一级低压缸第一抽汽口和汽轮机第二级低压缸对称分流布置的两个汽轮机第二级低压缸第一抽汽口汇合后与回热系统的第八进汽口连接；
所述回热汽轮机设有五个抽汽口和一个排汽口；五个抽汽口分别是第一级抽汽口、第二级抽汽口、第三级抽汽口、第四级抽汽口和第五级抽汽口，其中第一级抽汽口与回热系统第二进汽口相连，第二级抽汽口与回热系统第三进汽口相连，第三级抽汽口与回热系统第四进汽口相连，第四级抽汽口与回热系统第五进汽口相连，第五级抽汽口与回热系统第六进汽口相连；回热汽轮机的排汽口和回热汽轮机低压缸的进汽口相连，回热汽轮机低压缸的排汽口与辅凝汽器的进汽口相连，辅凝汽器的凝结水出口、回热系统的疏水出口与主凝汽器的凝结水出口汇合后与回热系统的凝结水入口相连；回热汽轮机低压缸安装于回热汽轮机之后，回热汽轮机低压缸的转子与在其后方发电机的转子相连。
所述回热系统由第一级高压加热器、第二级高压加热器、第三级高压加热器、第四级高压加热器、除氧器、第六级低压加热器、第七级低压加热器、第八级低压加热器、第九级低压加热器、第十级低压加热器、给水泵、疏水泵和凝结水泵组成；回热系统的第一至第十进汽口依次分别为第一级高压加热器的进汽口、第二级高压加热器的进汽口、第三级高压加热器的进汽口、第四级高压加热器的进汽口、除氧器的进汽口、第六级低压加热器的进汽口、第七级低压加热器的进汽口、第八级低压加热器的进汽口、第九级低压加热器的进汽口、第十级低压加热器的进汽口，回热系统的凝结水入口为凝结水泵的入口，回热系统的给水出口为第一级高压加热器的给水出口，第九级低压加热器的疏水出口与第十级低压加热器的疏水出口汇合后成为回热系统的疏水出口；其中第一级高压加热器的疏水出口与第二级高压加热器的疏水入口连接，第二级高压加热器的疏水出口与第三级高压加热器的疏水入口连接，第三级高压加热器的疏水出口与第四级高压加热器的疏水入口连接，第四级高压加热器的疏水出口接入除氧器的疏水入口，第六级低压加热器的给水出口接入除氧器的给水入口；第六级低压加热器的疏水出口与第七级低压加热器的疏水入口连接，第七级低压加热器的疏水出口与第八级低压加热器的疏水入口连接，第八级低压加热器的疏水出口与疏水泵的给水入口连接，第九级低压加热器与第十级低压加热器的疏水出口汇合后成为回热系统的疏水出口；
第一级高压加热器、第二级高压加热器、第三级高压加热器和第四级高压加热器的给水出口和给水入口依次连接，除氧器的给水出口通过电力驱动的给水泵连接于第四级高压加热器的给水入口；第六级低压加热器、第七级低压加热器、第八级低压加热器、第九级低压加热器和第十级低压加热器的给水出口和给水入口依次连接，凝结水泵的出口与第十级低压加热器的给水入口相连；
所述发电机通过电缆与给水泵相连，所述发电机的发电量直接驱动给水泵。
工作时，所述回热汽轮机第一级抽汽口的温度压力参数为360.48℃/6.65mpa，所述回热汽轮机第二级抽汽口的温度压力参数为302.25℃/4.21mpa，所述回热汽轮机第三级抽汽口的温度压力参数为244.59℃/2.54mpa，所述回热汽轮机第四级抽汽口的温度压力参数为188.71℃/1.22mpa，所述回热汽轮机第五级抽汽口的温度压力参数为168.3℃/0.76mpa，所述回热汽轮机排汽口的温度压力参数为137.85℃/0.34mpa。
一种宽工况二次再热双机回热系统的工作流程，其特种在于，当锅炉的高温蒸汽进入汽轮机高压缸后，其排汽分为三个部分，第一部分回到锅炉再次加热后，进而进入到汽轮机第一级中压缸中，由此进入蒸汽主通路，第二部分进入第一级高压加热器加热给水后，其冷却后的疏水进入第二级高压加热器，第三部分进入回热汽轮机，由此进入到蒸汽辅通路中，回热汽轮机的第一级抽汽进入第二级高压加热器加热给水，其冷却后的疏水进入第三级高压加热器，第二级抽汽进入第三级高压加热器加热给水，其冷却后的疏水进入第四级高压加热器，第三级抽汽进入第四级高压加热器加热给水，其冷却后的疏水进入到除氧器后除去水中的氧气及其他气体，第四级抽汽进入除氧器加热给水，第五级抽汽进入第六级低压加热器加热给水，其冷却后的疏水进入第七级低压加热器，回热汽轮机的排汽进入第七级低压加热器加热给水，其冷却后的疏水进入第八级低压加热器；第一部分蒸汽在汽轮机第一级中压缸做功后的排汽回到锅炉再次加热，然后依次通过汽轮机第二级中压缸、汽轮机第一级低压缸、汽轮机第二级低压缸做功，最后排出至主凝汽器中凝结成水；汽轮机第一级低压缸的汽轮机第一级低压缸第一抽汽口和汽轮机第二级低压缸的汽轮机第二级低压缸第一抽汽口的抽汽汇合后进入第八级低压加热器加热给水，其冷却后的疏水进入疏水泵，然后汇入第八级低压加热器的给水，汽轮机第一级低压缸的汽轮机第一级低压缸第二抽汽口的抽汽进入第九级低压加热器加热给水，汽轮机第二级低压缸的汽轮机第二级低压缸第二抽汽口的抽汽进入第十级低压加热器加热给水，第九级低压加热器与第十级低压加热器的疏水汇合后汇入主凝汽器中；第三部分蒸汽进入回热汽轮机后，其排汽进入回热汽轮机低压缸，然后进入辅凝汽器凝结成水，再与主凝汽器的排水出口汇合；主凝汽器中的凝结水、辅凝汽器的凝结水和第九级低压加热器与第十级低压加热器的疏水汇合后的水汇合后，流入凝结水泵；随后顺序流过第十级低压加热器、第九级低压加热器、第八级低压加热器、第七级低压加热器、第六级低压加热器、除氧器，从第六级低压加热器出来的给水进入除氧器除去氧气以及其他气体后，接着进入给水泵、第四级高压加热器、第三级高压加热器、第二级高压加热器、第一级高压加热器进行加热后，流回锅炉。
本发明的有益效果为：该宽工况二次再热双机回热系统，相比于传统的二次再热机组，解决了回热加热器抽汽过热度过大的问题，独立的回热汽轮机及回热汽轮机低压缸后连接着发电机，可以直接驱动电动给水泵的运行，优化了机组的结构布置，中压缸可以取消抽汽设备，以简化中压缸的结构，进而提高中压缸的通流效率；
本发明在设计工况下可提高机组的供电效率0.1％～0.2％，75％负荷工况下可提高机组的供电效率0.6％～0.8％，50％负荷工况下可提高机组的供电效率1％～1.2％，降低了机组的煤耗率，使机组可以在宽工况范围内高效的运行；
在低负荷工况下，传统机组汽轮机低压缸运行效果不佳，本发明可以通过调节回热汽轮机与回热汽轮机低压缸这一通路的流量来实现机组的优化运行；因此本发明在提高了机组的循环效率的基础上，增强了经济性和实用性，弥补了现有系统技术的缺陷，具有很充分的利用价值和很广阔的应用前景。
附图说明
图1为：本发明一种宽工况二次再热双机回热系统实施例的流程图；
图中标号分别表示：1-锅炉、2-汽轮机高压缸、3-汽轮机第一级中压缸、4-汽轮机第二级中压缸、5-汽轮机第一级低压缸、6-汽轮机第二级低压缸、7-回热汽轮机、8-回热汽轮机低压缸、9-发电机、10-辅凝汽器、11-主凝汽器、12-第一级高压加热器、13-第二级高压加热器、14-第三级高压加热器、15-第四级高压加热器、16-除氧器、17-第六级低压加热器、18-第七级低压加热器、19-第八级低压加热器、20-第九级低压加热器、21-第十级低压加热器、22-给水泵、23-疏水泵、24-凝结水泵、a-汽轮机第一级低压缸第一抽汽口、b-汽轮机第一级低压缸第二抽汽口、c-汽轮机第二级低压缸第一抽汽口、d-汽轮机第二级低压缸第二抽汽口。
具体实施方式
本发明提供了一种宽工况二次再热双机回热系统，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，本发明提供了一种宽工况二次再热双机回热系统的实施例中包括：锅炉1；由主凝汽器11和辅凝汽器10组成的凝汽器；由汽轮机高压缸2、汽轮机第一级中压缸3、汽轮机第二级中压缸4、汽轮机第一级低压缸5和汽轮机第二级低压缸6构成的蒸汽主通路；由回热汽轮机7、回热汽轮机低压缸8、发电机9构成的蒸汽辅通路；由第一级高压加热器12、第二级高压加热器13、第三级高压加热器14、第四级高压加热器15、除氧器16、第六级低压加热器17、第七级低压加热器18、第八级低压加热器19、第九级低压加热器20、第十级低压加热器21、给水泵22、疏水泵23、凝结水泵24构成的回热系统100；
其中回热系统100的给水出口、锅炉1和汽轮机高压缸2的进汽口顺序相连，汽轮机高压缸2的排汽口分别与回热汽轮机7的进汽口、汽轮机第一级中压缸3的进汽口和回热系统100的第一进汽口相连，汽轮机第一级中压缸3的出汽口与汽轮机第二级中压缸4的进汽口相连，第二级中压缸4为对称分流布置，对称分流的每侧分别设有一个排汽口，两个排汽口在汇合之后，分流并分别与汽轮机第一级低压缸5的进汽口和汽轮机第二级低压缸6的进汽口相连，汽轮机第一级低压缸5和汽轮机第二级低压缸6均采用对称分流布置，其中对称分流布置的每一侧均设有两个抽汽口和一个排汽口，汽轮机第一级低压缸5和汽轮机第二级低压缸6的两个排汽口汇合后与主凝汽器11的进汽口相连，第一级低压缸5的对称分流布置的两个汽轮机第一级低压缸第二抽汽口b在汇合后与回热系统100的第九进汽口相连，第二级低压缸6的对称分流布置的两个汽轮机第二级低压缸第二抽汽口d与回热系统100的第十进汽口相连，汽轮机第一级低压缸5对称分流布置的两个汽轮机第一级低压缸第一抽汽口a和汽轮机第二级低压缸6对称分流布置的两个汽轮机第二级低压缸第一抽汽口c汇合后与回热系统100的第八进汽口连接；
回热汽轮机7设有五个抽汽口和一个排汽口；五个抽汽口分别是第一级抽汽口、第二级抽汽口、第三级抽汽口、第四级抽汽口和第五级抽汽口，其中第一级抽汽口与回热系统100第二进汽口相连，第二级抽汽口与回热系统100第三进汽口相连，第三级抽汽口与回热系统100第四进汽口相连，第四级抽汽口与回热系统100第五进汽口相连，第五级抽汽口与回热系统100第六进汽口相连；回热汽轮机7的排汽口和回热汽轮机低压缸8的进汽口相连，回热汽轮机低压缸8的排汽口与辅凝汽器10的进汽口相连，辅凝汽器10的凝结水出口、回热系统100的疏水出口与主凝汽器11的凝结水出口汇合后与回热系统100的凝结水入口相连；回热汽轮机低压缸8安装于回热汽轮机7之后，回热汽轮机低压缸8的转子与在其后方的发电机9的转子相连，发电机9通过电线与给水泵22相连，在机组正常运行时，此发电机9的发电量可以直接驱动给水泵22的运行，替代了传统的汽动给水泵；
在回热系统100中，回热系统100的第一至第十进汽口依次分别为第一级高压加热器12的进汽口、第二级高压加热器13的进汽口、第三级高压加热器14的进汽口、第四级高压加热器15的进汽口、除氧器16的进汽口、第六级低压加热器17的进汽口、第七级低压加热器18的进汽口、第八级低压加热器19的进汽口、第九级低压加热器20的进汽口、第十级低压加热器21的进汽口，回热系统100的凝结水入口为凝结水泵24的入口，回热系统100的给水出口为第一级高压加热器12的给水出口，第九级低压加热器20的疏水出口与第十级低压加热器21的疏水出口汇合后成为回热系统100的疏水出口；
在回热系统100中，第一级高压加热器12的疏水出口与第二级高压加热器13的疏水入口连接，第二级高压加热器13的疏水出口与第三级高压加热器14的疏水入口连接，第三级高压加热器14的疏水出口与第四级高压加热器15的疏水入口连接，第四级高压加热器15的疏水出口接入除氧器16的疏水入口，第六级低压加热器17的给水出口接入除氧器16的给水入口；第六级低压加热器17的疏水出口与第七级低压加热器18的疏水入口连接，第七级低压加热器18的疏水出口与第八级低压加热器19的疏水入口连接，第八级低压加热器19的疏水出口与疏水泵23的给水入口连接，第九级低压加热器20与第十级低压加热器21的疏水出口汇合后成为回热系统100的疏水出口；
在回热系统100中，第一级高压加热器12、第二级高压加热器13、第三级高压加热器14和第四级高压加热器15的给水出口和给水入口依次连接，除氧器16的给水出口通过电力驱动的给水泵22连接于第四级高压加热器15的给水入口；第六级低压加热器17、第七级低压加热器18、第八级低压加热器19、第九级低压加热器20和第十级低压加热器21的给水出口和给水入口依次连接，疏水泵23出口与第七级低压加热器18的给水入口相连，凝结水泵24的出口与第十级低压加热器21的给水入口相连。
本实施例的工作流程为：
当锅炉1的高温蒸汽进入汽轮机高压缸2后，其排汽分为三个部分，第一部分回到锅炉1再次加热后，进而进入到汽轮机第一级中压缸3中，由此进入蒸汽主通路，第二部分进入第一级高压加热器12加热给水后，其冷却后的疏水进入第二级高压加热器13，第三部分进入回热汽轮机7，由此进入到蒸汽辅通路中，回热汽轮机7的第一级抽汽进入第二级高压加热器13加热给水，其冷却后的疏水进入第三级高压加热器14，第二级抽汽进入第三级高压加热器14加热给水，其冷却后的疏水进入第四级高压加热器15，第三级抽汽进入第四级高压加热器15加热给水，其冷却后的疏水进入到除氧器后除去水中的氧气及其他气体，第四级抽汽进入除氧器16加热给水，第五级抽汽进入第六级低压加热器17加热给水，其冷却后的疏水进入第七级低压加热器18，回热汽轮机7的排汽进入第七级低压加热器18加热给水，其冷却后的疏水进入第八级低压加热器19；第一部分蒸汽在汽轮机第一级中压缸3做功后的排汽回到锅炉1再次加热，然后依次通过汽轮机第二级中压缸4、汽轮机第一级低压缸5、汽轮机第二级低压缸6做功，最后排出至主凝汽器11中凝结成水；汽轮机第一级低压缸5的汽轮机第一级低压缸第一抽汽口a和汽轮机第二级低压缸6的汽轮机第二级低压缸第一抽汽口c的抽汽汇合后进入第八级低压加热器19加热给水，其冷却后的疏水进入疏水泵23，然后汇入第八级低压加热器19的给水，汽轮机第一级低压缸5的汽轮机第一级低压缸第二抽汽口b的抽汽进入第九级低压加热器20加热给水，汽轮机第二级低压缸6的汽轮机第二级低压缸第二抽汽口d的抽汽进入第十级低压加热器21加热给水，第九级低压加热器20与第十级低压加热器21的疏水汇合后汇入主凝汽器11中；第三部分蒸汽进入回热汽轮机7后，其排汽进入回热汽轮机低压缸8，然后进入辅凝汽器10凝结成水，再与主凝汽器11的排水出口汇合；主凝汽器11中的凝结水、辅凝汽器10的凝结水和第九级低压加热器20与第十级低压加热器21的疏水汇合后的水汇合后，流入凝结水泵24；随后顺序流过第十级低压加热器21、第九级低压加热器20、第八级低压加热器19、第七级低压加热器18、第六级低压加热器17、除氧器16，从第六级低压加热器17出来的给水进入除氧器16除去氧气以及其他气体后，接着进入给水泵22、第四级高压加热器15、第三级高压加热器14、第二级高压加热器13、第一级高压加热器12进行加热后，流回锅炉1；完整的工作流程结束；
在设置时汽轮机第一级中压缸2和汽轮机第二级中压缸3取消了抽汽，简化了中压缸的结构，因此在工作流程中，中压缸的效率得到进一步的提升，提高了蒸汽主通路的通流效率，各级高压加热器、除氧器、第一级低压加热器17和第二级低压加热器18的抽汽均来自回热汽轮机7，回热汽轮机7第一级抽汽口的温度压力参数为360.48℃/6.65mpa，第二级抽汽口的温度压力参数为302.25℃/4.21mpa，第三级抽汽口的温度压力参数为244.59℃/2.54mpa，第四级抽汽口的温度压力参数为188.71℃/1.22mpa，第五级抽汽口的温度压力参数为168.3℃/0.76mpa，排汽口的温度压力参数为137.85℃/0.34mpa，由此可看出抽汽口的蒸汽参数较低，降低了回热加热器的过热度，减少了回热加热器的能量损失，从而提高了热力系统的循环效率。
在设置时回热汽轮机低压缸8的转子连接着发电机9的转子，在机组进行正常的工作流程时，此发电机9的发电量可以直接驱动给水泵22的运行，替代了传统的汽动给水泵，使整个系统更加简洁可靠。
本发明中二次再热系统中的汽轮机第二级中压缸4尾部取消了抽汽设备，其排汽直接进入汽轮机第一级低压缸5和汽轮机第二级低压缸6；因此提高了中压缸的效率，减少回热系统100由于抽汽过热度过大引起的能量损失，设计工况下提高机组的供电效率约0.1％～0.2％，75％负荷工况下可提高机组的供电效率约0.6％～0.8％，50％负荷工况下可提高机组的供电效率约1％～1.2％，降低了机组的煤耗率，使机组可以在宽工况范围内高效的运行。
由于传统二次再热机组的变工况适应性不是很好，因此当机组在低负荷运行工况下，蒸汽主通路的蒸汽流量过大时，会影响汽轮机低压缸的通流效率，进而导致整个机组的循环效率受到影响；当发生此种情况时，本发明二次再热机组可通过调节蒸汽辅通路的流量，即增大进入回热汽轮机7和回热汽轮机低压缸8的流量，实现蒸汽能量的最佳利用，以及实现在低负荷运行工况下整个机组的高效可靠运行。