CN218154186U - 一种热力循环*** - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种热力循环***，包括锅炉，锅炉用于产生主蒸汽，锅炉连接有旁路管道，旁路管道用于对主蒸汽减温减压形成低温再热蒸汽，锅炉通过旁路管道连接有再热器，低温再热蒸汽可进入再热器形成高温再热蒸汽，再热器连接有换热器，高温再热蒸汽可进入换热器，换热器连接有减温器；锅炉还连接有高压缸，主蒸汽还可进入高压缸产生高压缸排汽，高压缸与换热器连接，高压缸排汽可进入换热器与高温再热蒸汽进行换热，本申请具有可实现能量梯级利用、避免高温再热蒸汽直接喷水减温带来能量损失的优点。

Description

一种热力循环***

技术领域

本申请涉及热力发电技术领域，尤其涉及一种热力循环***。

背景技术

随着能源结构变化，新能源装机容量和占比增加，必然要求热电联产机组深度参与调峰，热电联产机组以热定电运行方式限制其运行灵活性，因此热电联产机组实现热电解耦是参与市场深度调峰的重要前提。热电联产机组分采暖供热机组和工业供汽机组。采暖供热机组多采用低压缸零出力技术、储热、储能、电锅炉等技术实现热电解耦。工业供汽机组则多采用汽轮机本体抽汽、高(低)旁供热、高低旁联合供热、压力匹配器等技术实现热电解耦。

工业供汽机组在深度调峰时，需要保证用户工业用汽，特别是酒厂、化工厂、粮油和食品加工基地等蒸汽需求大户，否则会产生较大生产损失。现有工业供汽再热式机组在运行过程中，通过锅炉产生主蒸汽后，主蒸汽进入再热器形成高温再热蒸汽，高温再热蒸汽直接对外供汽，容易导致高温再热蒸汽直接喷水减温带来能量损失等不良影响

实用新型内容

本申请的主要目的在于提供一种热力循环***，旨在解决现有供汽机组容易导致高温再热蒸汽直接喷水减温带来能量损失等不良影响的技术问题。

为实现上述目的，本申请提供一种热力循环***，包括锅炉，锅炉用于产生主蒸汽，锅炉连接有旁路管道，旁路管道用于对主蒸汽减温减压形成低温再热蒸汽，锅炉通过旁路管道连接有再热器，低温再热蒸汽可进入再热器形成高温再热蒸汽，再热器连接有换热器，高温再热蒸汽可进入换热器；锅炉还连接有高压缸，主蒸汽还可进入高压缸产生高压缸排汽，高压缸与换热器连接，高压缸排汽可进入换热器与高温再热蒸汽进行换热。

可选地，旁路管道包括两条第一管道，两条第一管道上均设置有旁路阀。

可选地，高压缸与旁路管道之间设有第一关断阀。

可选地，换热器还连接有混温联箱，混温联箱与再热器连通，从再热器出来的高温再热蒸汽和经换热器加热后的高压缸排汽均可进入混温联箱内，混温联箱连接有第二管道，第二管道连接有中压缸。

可选地，混温联箱与再热器之间还连接有调节站，调节站用于对再热器出来的高温再热蒸汽进行调压。

可选地，混温联箱包括箱体，箱体上设置有第一进汽口、第二进汽口和排汽口，第一进汽口用于连通调节站，第二进汽口用于连通换热器，排汽口用于连通第二管道。

可选地，第一进汽口包括伸入箱体内的折弯管，折弯管连接有释放管，释放管上开设有多个蒸汽释放口。

可选地，箱体上还设置有至少一个备用口。

可选地，第二管道上设置有第二关断阀，第二关断阀位于混温联箱与中压缸的连通段和再热器与调节站的连通段之间。

可选地，换热器还连接有减温器，减温器用于对换热器出来的蒸汽进行温度调节，以对外供汽。

工作原理：在低负荷工况给水经锅炉吸热后成为主蒸汽，主蒸汽一部分经过旁路管道减压到用户所需蒸汽压力和再热***要求的温度；另一部分进入高压缸做功，在第一关断阀的作用下，主蒸汽在高压缸做功后，产生的高压缸排汽不再进入锅炉再热器再热，而是在新设置的换热器中吸热后送入新设置的混温联箱中进一步提高温度，再送入中压缸做功；

经减温减压后的低温再热蒸汽进入锅炉再热器再热形成高温再热蒸汽，高温再热蒸汽具有较大过热度，一部分高温再热蒸汽经调节后送入新设混温联箱，与高压缸排汽混温后，与高压缸排汽一起送入中压缸做功，另一部分高温再热蒸汽经换热器加热高压缸排汽后，温度下降，经减温器调节温度后对外向用户供汽。

本申请所能实现的有益效果如下：

本申请通过优化各功能组件和管路连接关系，利用设置的换热器可充分利用高温再热蒸汽的过热度加热高压缸排汽，加热高压缸排汽的同时，降低高温再热蒸汽的过热度，实现能量梯级利用，避免高温再热蒸汽直接喷水减温带来能量损失。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本申请的实施例中一种热力循环***的结构示意图；

图2为本申请的实施例中混温联箱的结构示意图。

附图标记：

110-锅炉，120-再热器，130-换热器，140-高压缸，150-第一管道，160-旁路阀，170-第一关断阀，180-混温联箱，181-箱体，182-第一进汽口，1821-折弯管，1822-释放管，1822a-蒸汽释放口，183-第二进汽口，184-排汽口，185-备用口，190-第二管道，210-调节站，220-第二关断阀，230-减温器，240-中压缸。

本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

另外，若本申请实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。

现有工业供汽机组，特别是抽凝机组，在深调时，机组负荷低，现有供汽技术或者方案都受机组负荷的影响，机组负荷高，供汽量大，供汽参数有保证；机组负荷低，供汽量小，供汽参数无保证，具体如下：

1、从汽轮机本体抽汽，抽汽量有限。汽轮机在制造时已确定其抽汽口大小和位置，抽汽量和抽汽参数受抽汽口流场限制，抽汽量无法扩大。带旋转隔板的汽轮机，大多在50％以下负荷工况，抽汽参数无法满足用户要求；

2、从再热冷段抽汽，抽汽量有限，低负荷工况抽汽压力低。从再热冷段抽汽需避免锅炉再热器超温，允许抽汽量仅为主汽流量的5％-8％。低负荷工况，再热蒸汽***压力受高压缸出力限制，为保证机组安全运行，高排压力和高排温度作为被控对象控制在主机制造商允许范围内。因此，机组参与深调时，机组负荷低，再热蒸汽***压力低，无法满足用户需求。从再热热段抽汽，配合高旁抽汽量有保证，但是存在与再热冷段抽汽同样的缺点，低负荷工况抽汽压力低；

3、压力匹配器采用高压蒸汽引射低压蒸汽，以满足供汽参数和流量要求。压力匹配器噪音大、可靠性差、变负荷适应性弱。

基于上述可能存在的问题，本申请通过以下实施例来详细阐述对应的技术方案。

实施例

参照图1-图2，本实施例提供一种热力循环***，包括锅炉110，锅炉110用于产生主蒸汽，锅炉110连接有旁路管道，旁路管道用于对主蒸汽减温减压形成低温再热蒸汽，锅炉110通过旁路管道连接有再热器120，低温再热蒸汽可进入再热器120形成高温再热蒸汽，再热器120连接有换热器130，高温再热蒸汽可进入换热器130；锅炉110还连接有高压缸140，主蒸汽还可进入高压缸140产生高压缸排汽，高压缸140与换热器130连接，高压缸排汽可进入换热器130与高温再热蒸汽进行换热。

在本实施例中，在低负荷工况给水经锅炉110吸热后成为主蒸汽，主蒸汽分两路：一路经旁路管道减温减压后进入再热器120吸热成为高温再热蒸汽，另一路主蒸汽进入高压缸140做功，做功后的高压缸排汽(即低温蒸汽)经高压缸140的排汽口184进入换热器130，在换热器130中，高压缸排汽和高温再热蒸汽进行换热，使得高温再热蒸汽的温度降低，高压缸排汽的温度升高，从而使高温再热蒸汽的过热度得到利用，因此，本实施例通过优化各功能组件和管路连接关系，利用设置的换热器130可充分利用高温再热蒸汽的过热度加热高压缸排汽，加热高压缸排汽的同时，降低高温再热蒸汽的过热度，实现能量梯级利用，避免高温再热蒸汽直接喷水减温带来能量损失。

作为一种可选的实施方式，旁路管道包括两条第一管道150，两条第一管道150上均设置有旁路阀160。

在本实施方式中，旁路管道包括两条带有旁路阀160的第一管道150，相当于在原有旁路新增了一条旁路，新设旁路的目的在于提高低负荷再热蒸汽***压力，同时解决低负荷供汽流量不足；

锅炉110过热器集箱出口的主蒸汽一部分经过新设旁路(即其中一条第一管道150)减压到用户所需蒸汽压力和再热***要求的温度，另一部分进入高压缸140做功，新设旁路容量选择需要满足供汽需求且不低于再热器120最小冷却流量。当蒸汽用户用汽参数，特别是压力变化时，可直接通过新设旁路进行调整，但不能超过再热***允许的压力，因此，配合新设旁路，从再热热段抽汽，能够适应任意负荷工况下再热***设计压力范围内的供汽参数，新设旁路可在保证再热器120安全运行前提下控制对外供汽。

需要说明的是，新设旁路的控制不受高压缸140压比的保护限制，因此进入再热器120的低温再热蒸汽温度可以尽可能低，保证再热器120不超温，解除汽轮机和锅炉110之间的热力耦合，通过控制进入汽轮机的蒸汽流量实现发电单独控制，从而实现真正热电解耦，机组调峰能力进一步提高。

作为一种可选的实施方式，高压缸140与旁路管道之间设有第一关断阀170。

在本实施方式中，通过设置用于阻隔低温再热蒸汽的第一关断阀170，高压缸排汽不经再热器120，而是在外部换热器130加热后进行下一步做功，避免高压缸140运行保护与锅炉110的再热器120保护相互影响，避免了再热***大量抽汽对汽轮机推力平衡的影响。

作为一种可选的实施方式，换热器130还连接有混温联箱180，混温联箱180与再热器120连通，从再热器120出来的高温再热蒸汽和经换热器130加热后的高压缸排汽均可进入混温联箱180内，混温联箱180连接有第二管道190，第二管道190连接有中压缸240。

在本实施方式中，高压缸排汽在换热器130中被高温再热蒸汽加热后进入混温联箱180，混温联箱180是向中压缸供汽的压力容器，一部分汽源是加热后的高压缸排汽，一部分汽源是富余的高温再热蒸汽。当对外供热蒸汽量大时，高温再热蒸汽不向混温联箱180供汽；当对外供热蒸汽量下降时，富余的高温再热蒸汽向混温联箱180供汽，混温联箱180出口的蒸汽进入中压缸240做功。用户蒸汽需求量波动时，多余的高温再热蒸汽可进入混温联箱180进一步提高进入中压缸240的蒸汽温度，提高机组出力，因此，通过混温联箱180的设置，可有效补充进入中压缸240的蒸汽，同时提高进入中压缸240的蒸汽温度，不仅实现机组推力平衡，也能有效利用多余的高温再热蒸汽。

作为一种可选的实施方式，混温联箱180与再热器120之间还连接有调节站210，调节站210用于对再热器120出来的高温再热蒸汽进行调压。

在本实施方式中，调节站210的作用主要是将多余的高温再热蒸汽调压后送入混温联箱180，再进入中压缸240做功发电，避免多余的高温再热蒸汽直接通过低压旁路减温减压后进入凝汽器，从而提高机组热效率。设置调节站210是由于对外供热压力可能高于高压缸排汽压力，此时高温再热蒸汽的压力高于高压缸排汽压力，如不进行压力调整，压力偏高的高温再热蒸汽进入混温联箱180会阻碍高压缸排汽的正常流动，在高压缸140内形成蒸汽阻塞，高压缸140不能正常运行。

作为一种可选的实施方式，混温联箱180包括箱体181，箱体181上设置有第一进汽口182、第二进汽口183和排汽口184，第一进汽口182用于连通调节站210，第二进汽口183用于连通换热器130，排汽口184用于连通第二管道190。第一进汽口182包括伸入箱体181内的折弯管1821，折弯管1821连接有释放管1822，释放管1822上开设有多个蒸汽释放口1822a。

在本实施方式中，第一进汽口182为主进汽口，用于连通调节站210，蒸汽通过第一进汽口182进入箱体181内后，在折弯管1821作用下可进一步减压，然后从蒸汽释放口1822a出来，同时第一进汽口182的结构设计有能够避免蒸汽直接喷入箱体181内壁的喷口的作用。

作为一种可选的实施方式，箱体181上还设置有至少一个备用口185，备用口185可与其他管道进行连通，以满足更多的使用需求，不使用时，这里备用口185应当为封闭状态(可设置控制阀来控制开断)。

作为一种可选的实施方式，第二管道190上设置有第二关断阀220，第二关断阀220位于混温联箱180与中压缸240的连通段和再热器120与调节站210的连通段之间，可阻隔再热器120出来的高温再热蒸汽直接进入中压缸240，以满足对应的控制需求。

作为一种可选的实施方式，换热器130还连接有减温器230，减温器230用于对换热器130出来的蒸汽进行温度调节，以对外供汽，这里减温器230可对换热器130出来的蒸汽温度进一步调节，以向用户提供满足使用要求的蒸汽。

需要说明的是，上述各功能部件之间根据需要可为管道连通，也可直接连接，这里不做具体限制。

综上所述，本申请具有以下技术优点：

(1)换热器130充分利用高温再热蒸汽过热度加热高压缸排汽，加热高排蒸汽的同时，降低高温再热蒸汽过热度，实现能量梯级利用，避免高温再热蒸汽直接喷水减温带来能量损失；

(2)配合新设旁路(即其中一条第一管道150)，从再热热段抽汽，能够适应任意负荷工况下再热***设计压力范围内的供汽参数；

(3)通过设置第一关断阀170，高压缸排汽不经再热器120，而是在外部换热器130加热后进入中压缸240做功，避免汽轮机的高压缸140运行保护与锅炉110的再热器120保护相互影响，避免了再热***大量抽汽对汽轮机推力平衡的影响；

(4)用户蒸汽需求量波动时，多余的高温再热蒸汽进入混温联箱180进一步提高进入中压缸240的蒸汽温度，提高机组出力。

以上仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种热力循环***，其特征在于，包括锅炉，所述锅炉用于产生主蒸汽，所述锅炉连接有旁路管道，所述旁路管道用于对所述主蒸汽减温减压形成低温再热蒸汽，所述锅炉通过所述旁路管道连接有再热器，所述低温再热蒸汽可进入所述再热器形成高温再热蒸汽，所述再热器连接有换热器，所述高温再热蒸汽可进入所述换热器；

所述锅炉还连接有高压缸，所述主蒸汽还可进入所述高压缸产生高压缸排汽，所述高压缸与所述换热器连接，所述高压缸排汽可进入所述换热器与所述高温再热蒸汽进行换热。

2.如权利要求1所述的一种热力循环***，其特征在于，所述旁路管道包括两条第一管道，两条所述第一管道上均设置有旁路阀。

3.如权利要求1或2所述的一种热力循环***，其特征在于，所述高压缸与所述旁路管道之间设有第一关断阀。

4.如权利要求1或2所述的一种热力循环***，其特征在于，所述换热器还连接有混温联箱，所述混温联箱与所述再热器连通，从所述再热器出来的高温再热蒸汽和经所述换热器加热后的高压缸排汽均可进入所述混温联箱内，所述混温联箱连接有第二管道，所述第二管道连接有中压缸。

5.如权利要求4所述的一种热力循环***，其特征在于，所述混温联箱与所述再热器之间还连接有调节站，所述调节站用于对所述再热器出来的高温再热蒸汽进行调压。

6.如权利要求5所述的一种热力循环***，其特征在于，所述混温联箱包括箱体，所述箱体上设置有第一进汽口、第二进汽口和排汽口，所述第一进汽口用于连通所述调节站，所述第二进汽口用于连通所述换热器，所述排汽口用于连通所述第二管道。

7.如权利要求6所述的一种热力循环***，其特征在于，所述第一进汽口包括伸入所述箱体内的折弯管，所述折弯管连接有释放管，所述释放管上开设有多个蒸汽释放口。

8.如权利要求6所述的一种热力循环***，其特征在于，所述箱体上还设置有至少一个备用口。

9.如权利要求5所述的一种热力循环***，其特征在于，所述第二管道上设置有第二关断阀，所述第二关断阀位于所述混温联箱与所述中压缸的连通段和所述再热器与所述调节站的连通段之间。

10.如权利要求1所述的一种热力循环***，其特征在于，所述换热器还连接有减温器，所述减温器用于对所述换热器出来的蒸汽进行温度调节，以对外供汽。

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