一种低成本超临界热力发电系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种热力系统，特别是低成本超临界热力发电系统。
【背景技术】
[0002]亚临界热力发电系统的主蒸汽压力在15.7-19.6Mpa，超临界热力发电系统的主蒸汽压力多22MPa。超临界热力发电系统是当今火力发电领域内先进技术的代表，由于主蒸汽的温度和压力较高，因此发电效率也比较高。以一台600丽的超临界热力发电系统为例，相比现有效率较高的600丽的亚临界热力发电系统，一年约可以节省五万吨标准煤，节能效果十分显著。此外，超临界热力发电系统在节煤的同时可以减少对环境的污染，600MW超临界热力发电系统相比600MW亚临界热力发电系统一年可以减少约7000吨的灰渣以及大量的二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物等有害物质的排放量。因此超临界热力发电系统是一种具有发展前景的节能环保产品。目前，火力发电行业有大量的亚临界热力发电系统在运行，特别是300MW容量等级的亚临界热力发电系统占有相当大的比例，根据节能环保要求以及国家“上大压小”政策，这些热力系统将逐步被拆除淘汰。但鉴于现有亚临界热力发电系统发电量所占发电总量的比例较大，及相当数量的亚临界热力发电系统使用时间还不长，若在电厂改造中拆除这些尚在服役期的亚临界热力发电系统势必会造成极大的浪费。因此，充分利用现有亚临界热力发电系统的主要设备，以较少的投资改建超临界热力发电系统，从而大幅度降低超临界热力发电系统的建设费用，是一种具有较高性价比及较快改建速度的理想途径。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供一种低成本超临界热力发电系统，所述超临界机组热力系统充分利用现有亚临界热力发电系统设备资源，可大幅度减少超临界热力发电系统投资费用，加快高能耗亚临界热力发电系统的改建步伐。
[0004]本实用新型所述问题是以下述技术方案实现的:
[0005]—种低成本超临界热力发电系统，包括超临界直流锅炉、前置汽轮机、增压栗、混合加热器和亚临界热力发电系统的下游发电机组，所述下游发电机组包括高压缸、中压缸、低压缸、凝汽器、凝结水栗、除氧器、低压加热器组和高压加热器组，超临界直流锅炉的主蒸汽管路连通前置汽轮机的蒸汽入口，前置汽轮机蒸汽出口管路连通高压缸蒸汽入口管路，高压缸蒸汽出口管路连通超临界直流锅炉的再热蒸汽冷段管路，超临界直流锅炉的再热蒸汽热段管路连通中压缸蒸汽入口管路，中压缸蒸汽出口管路连通低压缸的蒸汽入口，低压缸蒸汽出口管路连接凝汽器，凝汽器连接凝结水栗，凝结水栗连接低压加热器组，低压加热器组连接除氧器，除氧器连接给水栗，给水栗连接高压加热器组，高压加热器组出水管路连通混合加热器，混合加热器连通增压栗，增压栗连通超临界直流锅炉给水管路。
[0006]上述低成本超临界热力发电系统，所述下游发电机组的数目为1-4套，下游发电机组设置两套以上时，各套下游发电机组规格、结构相同，各套下游发电机组的高压缸蒸汽入口管路并联连接前置汽轮机蒸汽出口管路，各套下游发电机组的中压缸蒸汽入口管路并联连接再热蒸汽热段管路；各套下游发电机组的高压加热器组出水管路均与混合加热器连通，各套下游发电机组的高压缸蒸汽出口管路均与再热蒸汽冷段管路连通。
[0007]上述低成本超临界热力发电系统，主蒸汽管路内的压力为23-26.5MPa，温度590-605°C，超临界直流锅炉给水管路内的压力为25-29.5MPa，温度290-320°C ;再热蒸汽冷段管路内的压力为3.3-3.7MPa，温度为306-325 °C，再热蒸汽热段管路内的压力为3.1-3.5MPa，温度为 527-542。。。
[0008]上述低成本超临界热力发电系统，所述前置汽轮机设有前置汽轮机抽汽管道，置汽轮机抽汽管道连通混合加热器。
[0009]上述低成本超临界热力发电系统，各套下游发电机组的高压加热器组包括第一高压加热器、第二高压加热器和第三高压加热器，第一高压加热器与该套下游发电机组的中压缸抽汽口连通，第二高压加热器、第三高压加热器分别与该套下游发电机组高压缸的高压缸蒸汽出口管路连通；各套下游发电机组的低压加热器组包括第一低压加热器、第二低压加热器、第三低压加热器和第四低压加热器，各低压加热器分别与该套下游发电机组的低压缸抽汽口连通。
[0010]本实用新型提供的超临界热力发电系统包括超临界直流锅炉、前置汽轮机和数套现有的亚临界热力发电系统的下游发电机组。所述超临界热力发电系统以超临界直流锅炉替代亚临界热力发电系统的汽包锅炉，超临界直流锅炉的主蒸汽带动前置汽轮机做功，前置汽轮机内做完功的蒸汽转变为亚临界参数蒸汽，然后通过管道进入亚临界热力发电系统的下游发电机组做功，最大程度的利用现有亚临界热力发电系统设备，从而减小新建大容量超临界热力发电系统建设投资费用，提高现有设备的利用率。本实用新型所提供的超临界热力发电系统与现有同容量超临界热力发电系统效率相当，远高于原亚临界热力发电系统效率。采用本实用新型的设计，在降低超临界热力发电系统建设成本的同时，可避免因改建而拆除服役期亚临界热力发电系统所造成的浪费，是一种具有较高性价比、经济实用，以及较快改建速度实现热力系统以小换大、以“亚”换“超”的理想途径。
【附图说明】
[0011]下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
[0012]图1是本实用新型第一实施方案的示意图；
[0013]图2是本实用新型第二实施方案的示意图；
[0014]图3是本实用新型第三实施方案的示意图；
[0015]图4是本实用新型第四实施方案的示意图。
[0016]图中各标号清单为:1、超临界直流锅炉；2、主蒸汽管路；3、前置汽轮机；4、前置汽轮机蒸汽出口管路；5、高压缸蒸汽入口管路；6、高压缸；7、高压缸蒸汽出口管路；8、再热蒸汽冷段管路；9、超临界直流锅炉给水管路；10、再热蒸汽热段管路；11、中压缸蒸汽入口管路；12、中压缸；13、中压缸蒸汽出口管路；14、低压缸；15、发电机；16、低压缸蒸汽出口管路；17、凝汽器；18、凝结水栗；19-1、第一低压加热器；19-2、第二低压加热器；19_3、第三低压加热器；19-4、第四低压加热器；20、除氧器，21、给水栗；22-1、第一高压加热器；22_2、第二高压加热器；22-3、第三高压加热器；23、高压加热器组出水管路；24、混合加热器；25、增压栗；26、前置汽轮机抽汽管道；27、前置汽轮机发电机。
【具体实施方式】
[0017]超临界热力发电系统与亚临界热力发电系统相比，其高压缸内最初几级的蒸汽为超临界参数，而通过这几级后蒸汽参数降至亚临界。因此，本实用新型所述的超临界热力发电系统充分利用现有较小容量亚临界热力发电系统的下游发电机组相关设备，通过参数的合理配置，使进入下游发电机组高压缸的蒸汽参数(前置汽轮机排汽参数)与原亚临界机组运行时的参数匹配，满足设备的工况范围，最大程度的降低改建费用。
[0018]参看图1，这是本实用新型优选的第一实施方案(一拖二)。该实施方案利用两套现有的300MW亚临界热力系统的下游发电机组设备(附图内虚线框表示的部分)和增设的超临界直流锅炉1、前置汽轮机3、增压栗25、混合加热器24等设备构建成660MW等级的超临界热力发电系统。两套原亚临界热力系统的下游发电机组结构设置相同，分别称为第一下游发电机组、第二下游发电机组。各下游发电机组分别包括高压缸6、中压缸12、低压缸14、发电机15、凝汽器17、凝结水栗18、除氧器20、给水栗21、低压加热器组和高压加热器组。由于改建后下游机组高压缸无需再进行配汽，因此高压缸无需设置调节级。各套下游发电机组的高压加热器组包括第一高压加热器22-1、第二高压加热器22-2和第三高压加热器22-3 ;各套下游发电机组的低压加热器组包括第一低压加热器19-1、第二低压加热器19-2、第三低压加热器19-3和第四低压加热器19-4。图1所示实施方案的具体结构如下:超临界直流锅炉1的主蒸汽管路2连通前置汽轮机3的蒸汽入口，前置汽轮机蒸汽出口管路4并联连接第一下游发电机组、第二下游发电机组的高压缸蒸汽入口管路5 ;第一下游发电机组、第二下游发电机组的高压缸蒸汽出口管路7均与超临界直流锅炉的再热蒸汽冷段管路8连接，超临界直流锅炉的再热蒸汽热段管路10并联连通到第一下游发电机组、第二下游发电机组的中压缸蒸汽入口管路11，第一下游发电机组、第二下游发电机组的中压缸蒸汽出口管路13分别与各自机组的低压缸14的蒸汽入口连通；在各下游发电机组，低压缸蒸汽出口管路16连接凝汽器17，凝汽器连接凝结水栗18，凝结水栗连接低压加热器组，低压加热器组连接除氧器20，除氧器连接给水栗21，给水栗连接高压加热器组；第一下游发电机组、第二下游发电机组的高压加热器组出水管路23均连通混合加热器24，混合加热器连通增压栗25，增压栗连通超临界直流锅炉给水管路9。
[0019]仍参看图1，图1所示第一实施方案的热力过程如下:超临界直流炉1产生的超临界参数主蒸汽通过主蒸汽管路2进入前置汽轮机3做功，主蒸汽管路内的压力为23-26MPa，温度为590-605°C，前置汽轮机3单独拖动一台前置汽轮机发电机27。前置汽轮机内做完功的蒸汽温度压力均降低，压力为8.6-11.7Mpa，温度为465_490°C，流量1650_1850t/h，分流后与原亚临界热力发电系统的压力、温度、流量均匹配，使原亚临界热力发电系统的下游发电机组运行设计工况的工况下，发挥最大效率。通过前置汽轮机蒸汽出口管路4进入高压缸蒸汽入口管路5的两股蒸汽可通过阀门调节为等量，分别进入第一下游发电机组、第二下游发电机组的高压缸6做功，两高压缸内做完功的两股蒸汽分别通过高压缸蒸汽出口管路7进入再热蒸汽冷段管路8汇为一股蒸汽进入超临界直流锅炉1再热，再热蒸汽冷段温度306-321°C，压力3.3-3.7MPa，进入锅炉的再热蒸汽流量1380_1580t/h ;再热后的蒸汽压力为3.1-3.5MPa，温度为527_542°C。通过再热蒸汽热段管路10进入第一下游发电机组、第二下游发电机组的中压缸蒸汽入口管路11，再进入第一下游发电机组、第二下游发电机组的中压