一种防止再热汽温不达标的700℃锅炉受热面布置装置的制作方法

本发明涉及高效发电技术领域，特别涉及一种防止再热汽温不达标的700℃锅炉受热面布置装置。

背景技术：

近年来，国内雾霾等环境问题的日益突出，加之国际社会对我国碳排放的指责，促使我国政府进行煤炭消费总量控制和优化煤炭使用方式。我国每年消费的煤中约有一半用于燃烧发电。对于发电企业来说，只有提高系统循环效率，才能在低煤耗和低污染物排放的情况下，生产出等量的电力。提高蒸汽参数是实现系统循环效率提高的最有效方法之一。

为了追求更高的效率，美国、日本、欧洲从上世纪80年代开始相继开展了超超临界700℃发电技术的研究，研究重点集中在高温部件的开发。从上世纪90年代末开始，欧洲、日本、美国、印度等国家和地区陆续启动了700℃超超临界发电技术研究计划，如欧洲的ad-700及后续系列计划，美国的usc计划，日本的a-usc计划，印度700℃技术发展规划等。我国700℃发电技术的研究也紧跟世界步伐。2015年，国内骨干发电企业基于“700℃计划”的阶段性成果，启动了“650℃发电机组”的研发和工程可行性研究。地方电力集团还启动了“251示范工程”，该项目设计供电煤耗可降至251g/kwh。

目前世界上最先进发电机组的蒸汽参数超过了600℃，压力超过了30mpa，发电效率可达48％。当蒸汽温度提高到700℃，压力达到38mpa左右，系统的发电效率超过50％。参数的提高对锅炉各个受热面的吸热比例产生显著的影响。以一台600mw一次再热机组为例，当其参数为蒸汽参数为26mpa/600℃/600℃时，其主汽吸热比例约为83％，再热汽吸热比例约为17％。当蒸汽参数提高到35mpa/700℃/720℃时，主汽吸热比例降至约78％，再热汽吸热比例增大至约22％。由于吸热比例的变化，700℃等级锅炉如果按常规的方法布置受热面，则会导致水冷壁面积过大，而再热器换热面积不足的问题，进而导致过主汽超温，而再热汽汽温不达标。

但是从公开的文献资料可知，虽然目前已有部分关于解决700℃超超临界锅炉吸热比例带来受热面布置变化问题的研究，但是大多方案都是依靠单纯地增加墙式再热器，或者增加再热器级数来进行改善，结构复杂、换热面积庞大，且效果有限。

技术实现要素：

为了克服现有技术存在的上述缺点，本发明提供了一种防止再热汽温不达标的700℃锅炉受热面布置装置，本发明从700℃超超临界锅炉主汽和再热汽吸热比例的变化特点入手，依据锅炉辐射受热面和对流受热面的布置原则，将炉膛辐射受热面分为两部分，一部分布置水冷壁，一部分布置再热水冷壁，水冷壁和再热水冷壁的面积根据吸热比例对辐射受热面的影响合理设计，从根本上解决超超临界锅炉参数提升至700℃等级时主汽和再热汽吸热比例变化的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种防止再热汽温不达标的700℃锅炉受热面布置装置，包括炉膛14，所述炉膛14下半部分布置水冷壁3，上半部分布置再热水冷壁9；

水冷壁3用于接收来自高压加热器的水产生温度压力达标的主汽；

再热水冷壁9用于接收来自透平高压缸的排气产生温度压力达标的再热汽；

所述炉膛14上设置有燃烧器13，燃烧器13产生的烟气通过烟气通道，与布置在烟气通道内的各个受热面进行换热。

所述水冷壁3和再热水冷壁9均为膜式壁结构，均采用上升垂直管圈的布置形式。

所述水冷壁3底部设置有水冷壁入口2，水冷壁入口2依次与水冷壁3和水冷壁出口4连通；水冷壁出口4、低温过热器5、屏式过热器6和高温过热器7依次相连通形成主汽回路。

所述再热水冷壁9上设置有再热水冷壁入口8，再热水冷壁入口8依次与再热水冷壁9、再热水冷壁出口10、低温再热器11、高温再热器12依次相连通，构成再热汽回路。

所述燃烧器13用于将燃料送入炉膛14燃烧，炉膛14的烟气输出端依次连接水平烟道15、转向烟室16、双烟道17、尾部烟道18、构成烟气通道。所述屏式过热器6布置在炉膛14上部，高温过热器7布置在炉膛14接近出口烟窗15的位置，高温再热器12布置在水平烟道；低温再热器11和低温过热器5分别布置在双烟道17的两个烟道内；省煤器1布置在尾部烟道18内。所述水冷壁3和再热水冷壁9之间通过膨胀节连接。

本发明的有益效果：

本发明在具体操作时，从700℃超超临界锅炉主汽和再热汽吸热比例的变化特点入手，依据锅炉辐射受热面和对流受热面的布置原则，创新性地将炉膛辐射受热面分为两部分，一部分布置水冷壁，一部分布置再热水冷壁，水冷壁和再热水冷壁的面积根据吸热比例对辐射受热面的影响合理设计，从根本上解决超超临界锅炉参数提升至700℃等级时主汽和再热汽吸热比例变化的问题。

附图说明

图1为本发明的整体系统图。

其中，1为省煤器，2为水冷壁入口，3为水冷壁，4为水冷壁出口，5为低温过热器，6为屏式过热器，7为高温过热器，8为再热水冷壁入口，9为再热水冷壁，10为再热水冷壁出口，11为低温再热器，12为高温再热器，13为燃烧器，14为炉膛，15为水平烟道，16为转向烟室，17为双烟道，18为尾部烟道。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，一种防止再热汽温不达标的700℃锅炉受热面布置装置，包括省煤器1，水冷壁入口2，水冷壁3，水冷壁出口4，低温过热器5，屏式过热器6，高温过热器7，再热水冷壁入口8，再热水冷壁9，再热水冷壁出口10，低温再热器11，高温再热器12，燃烧器13，炉膛14，水平烟道15，转向烟室16，双烟道17，尾部烟道18。

炉膛14下半部分布置水冷壁3，上半部分布置再热水冷壁9，水冷壁3和再热水冷壁9均为膜式壁结构，均采用上升垂直管圈的布置形式。

水冷壁入口2依次与水冷壁3和水冷壁出口4连通；水冷壁出口4、低温过热器5、屏式过热器6，高温过热器7依次相连通。上述部件构成主汽回路。

再热水冷壁入口8，再热水冷壁9，再热水冷壁出口10，低温再热器11，高温再热器12依次相连通，构成再热汽回路。

炉膛14，水平烟道15，转向烟室16，双烟道17，尾部烟道18依次相连通，构成烟气通道。

水冷壁3和再热水冷壁9之间通过膨胀节连接。

本发明从主汽和再热汽吸热比例的变化特点入手，依据锅炉辐射受热面和对流受热面的布置原则，创新性地将炉膛辐射受热面分为两部分，一部分布置水冷壁，一部分布置再热水冷壁，水冷壁和再热水冷壁的面积根据吸热比例对辐射受热面的影响合理设计，从根本上解决超超临界锅炉参数提升至700℃等级时主汽和再热汽吸热比例变化的问题。

本发明的具体工作过程为：

锅炉炉膛14辐射受热面分为两部分，其中一部分为水冷壁3，布置在炉膛14的中部及下部，另一部分为再热水冷壁9，布置在炉膛14的上部；水冷壁3和再热水冷壁9均采用膜式壁，两者之间通过膨胀节连接。

燃料通过燃烧器13送入炉膛14燃烧，产生的烟气依次流过水平烟道15，转向烟室16，双烟道17和尾部烟道18，与布置在烟道内的各个受热面进行换热。

来自高压加热器的水被送入省煤器1升温，随后依次流过水冷壁入口2、水冷壁3、水冷壁出口4、低温过热器5、屏式过热器6和高温过热器7，最后产生温度压力达标的主汽。

来自透平高压缸的排气被依次送入再热水冷壁入口8、再热水冷壁9、再热水冷壁出口10、低温再热器11和高温再热器12，最后产生温度压力达标的再热汽。

采用上述具体操作时，从700℃超超临界锅炉主汽和再热汽吸热比例的变化特点入手，依据锅炉辐射受热面和对流受热面的布置原则，创新性地将炉膛辐射受热面分为两部分，一部分布置水冷壁3，一部分布置再热水冷9壁，水冷壁3和再热水冷壁9的面积根据吸热比例对辐射受热面的影响合理设计，从根本上解决超超临界锅炉参数提升至700℃等级时主汽和再热汽吸热比例变化的问题。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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