基于冷热蒸汽换热混合的联合供汽系统及方法与流程

本发明属于供热，尤其是涉及一种基于冷热蒸汽换热混合的联合供汽系统及方法。

背景技术：

1、本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

2、发明人发现，目前600mw及以上大中型火力发电厂，兼顾工业供汽时，特别是提供4.0mpa.a左右的中压工业蒸汽，温度400-420℃以上时，一般采用热段直接减温减压外供的方式，但是，一般600mw及以上机组热段温度普遍超过600℃-620℃，压力一般在5mpa.a-7mpa.a左右，热段蒸汽减温减压至工业蒸汽所需压力温度，利用的是高能级蒸汽，导致机组热效率降低比较明显，且热量利用效率低下。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提供了一种基于冷热蒸汽换热混合的联合供汽系统及方法，所述方案采用火电机组冷段和热段换热方式，使较低温度的冷段蒸汽和较高温度的热段蒸汽逆流换热，得到某一个中间温度出口蒸汽，最大限度减少喷入减温水量，达到热量高效利用的效果；同时，通过采用特制的双集箱(或双管板)式u型管蒸汽换热器，该结构能够承受热段蒸汽压力和温度极高的恶劣工况；通过采用u形管，能够使管束得到充足的热膨胀，减少工作过程中的热应力；采用逆流换热，能够得到冷热介质的中间温度。换热器壳体采用发卡型式(u型)，以保证换热管膨胀空间，以及换热流程。

2、根据本发明实施例的第一方面，提供了一种基于冷热蒸汽换热混合的联合供汽系统，包括蒸汽换热器，所述蒸汽换热器的两端分别接入火电机组热段蒸汽和火电机组冷段蒸汽；其中，所述蒸汽换热器采用u型管蒸汽换热器，所述u型管蒸汽换热器的一端包括包括第一入口和第二出口，另一端包括第一出口和第二入口；

3、所述第一入口接入火电机组热段蒸汽，所述第二入口接入火电机组冷段蒸汽，所述火电机组热段蒸汽与火电机组冷段蒸汽逆流换热后分别从第一出口和第二出口输出；

4、所述第一出口和第二出口通过管路连通进行换热后火电机组热段蒸汽与火电机组冷段蒸汽的混合，获得所需的外供工业蒸汽。

5、进一步的，所述u型管蒸汽换热器包括u型换热管组以及换热器壳，所述u型换热管组位于换热器壳内部，所述u型换热管组两端分别与入口集箱和出口集箱连接；

6、或，所述u型换热管组两端分别与第一管板和第二管板连接。

7、进一步的，所述u型管蒸汽换热器的换热管组接入火电机组热段蒸汽，所述换热管组与换热壳之间接入火电机组冷段蒸汽，且，所述火电机组热段蒸汽由入口集箱进入，由出口集箱输出；所述火电机组冷段蒸汽由u型管蒸汽换热器两端开设的第二入口进入，第二出口输出。

8、进一步的，所述系统还包括减温器，所述第一出口和第二出口通过管路连通进行换热后火电机组热段蒸汽与火电机组冷段蒸汽混合后得到的混合蒸汽经所述减温器进行蒸汽温度的控制，所述减温器通过外接的给水泵抽头接入的减温水对蒸汽温度进行减温。

9、进一步的，所述火电机组热段蒸汽的接入管道顺序经闸阀、抽汽逆止阀以及快关调节阀进入蒸汽换热器的第一入口；

10、或，所述火电机组冷段蒸汽的接入管道顺序经闸阀、抽汽逆止阀以及快关调节阀进入蒸汽换热器的第二入口。

11、进一步的，所述快关调节阀与蒸汽换热器的第一入口之间，以及所述快关调节阀与蒸汽换热器的第二入口之间的管路均设置有安全阀和闸阀。

12、进一步的，所述蒸汽换热器设置有启动疏水口。

13、根据本发明实施例的第二方面，提供了一种基于冷热蒸汽换热混合的联合供汽方法，其基于上述的基于冷热蒸汽换热混合的联合供汽系统，包括：

14、接入的火电机组热段蒸汽经相应调节阀控制后进入蒸汽换热器的第一入口，同时，接入的火电机组冷段蒸汽经相应调节阀控制后进入蒸汽换热器的第二入口；

15、蒸汽换热器中的火电机组热段蒸汽与火电机组冷段蒸汽进行逆流换热；

16、经换热后的热段蒸汽和冷段蒸汽分别从蒸汽换热器的第一出口和第二出口输出并进行混合，获得所需的外供工业蒸汽。

17、进一步的，经换热后的热段蒸汽和冷段蒸汽分别从蒸汽换热器的第一出口和第二出口输出并进行混合，获得混合蒸汽；获得的混合蒸汽经减温器减温后获得所需的外供工业蒸汽。

18、进一步的，所述相应调节阀控制包括闸阀、抽汽逆止阀以及快关调节阀的相关控制。

19、以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：

20、(1)本发明提供了一种基于冷热蒸汽换热混合的联合供汽系统及方法，所述方案采用火电机组冷段和热段换热方式，使较低温度的冷段蒸汽和较高温度的热段蒸汽逆流换热，得到某一个中间温度出口蒸汽，最大限度减少喷入减温水量，达到热量高效利用的效果。

21、(2)本发明所述方案采用特制的双集箱(或双管板)式u型管蒸汽换热器，该结构能够承受热段蒸汽压力和温度极高的恶劣工况；通过采用u形管，能够使管束得到充足的热膨胀，减少工作过程中的热应力。采用逆流换热，能够得到冷热介质的中间温度。换热器壳体采用发卡型式(u型)，以保证换热管膨胀空间，以及换热流程。

22、(3)本发明所述方案中蒸汽换热器设置有启动疏水口，能够有效防止启动阶段疏水冲击。

23、(4)本发明所述方案中，火电机组热段蒸汽和冷段蒸汽先经过调节阀，得到需要的压力和流量后进入换热器，通过调节阀能够很方便的控制换热器出口参数。

24、在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种基于冷热蒸汽换热混合的联合供汽系统，其特征在于，包括蒸汽换热器，所述蒸汽换热器的两端分别接入火电机组热段蒸汽和火电机组冷段蒸汽；其中，所述蒸汽换热器采用u型管蒸汽换热器，所述u型管蒸汽换热器的一端包括包括第一入口和第二出口，另一端包括第一出口和第二入口；

2.如权利要求1所述的一种基于冷热蒸汽换热混合的联合供汽系统，其特征在于，所述u型管蒸汽换热器包括u型换热管组以及换热器壳，所述u型换热管组位于换热器壳内部，所述u型换热管组两端分别与入口集箱和出口集箱连接；

3.如权利要求2所述的一种基于冷热蒸汽换热混合的联合供汽系统，其特征在于，所述u型管蒸汽换热器的换热管组接入火电机组热段蒸汽，所述换热管组与换热壳之间接入火电机组冷段蒸汽，且，所述火电机组热段蒸汽由入口集箱进入，由出口集箱输出；所述火电机组冷段蒸汽由u型管蒸汽换热器两端开设的第二入口进入，第二出口输出。

4.如权利要求1所述的一种基于冷热蒸汽换热混合的联合供汽系统，其特征在于，所述系统还包括减温器，所述第一出口和第二出口通过管路连通进行换热后火电机组热段蒸汽与火电机组冷段蒸汽混合后得到的混合蒸汽经所述减温器进行蒸汽温度的控制，所述减温器通过外接的给水泵抽头接入的减温水对蒸汽温度进行减温。

5.如权利要求1所述的一种基于冷热蒸汽换热混合的联合供汽系统，其特征在于，所述火电机组热段蒸汽的接入管道顺序经闸阀、抽汽逆止阀以及快关调节阀进入蒸汽换热器的第一入口；

6.如权利要求5所述的一种基于冷热蒸汽换热混合的联合供汽系统，其特征在于，所述快关调节阀与蒸汽换热器的第一入口之间，以及所述快关调节阀与蒸汽换热器的第二入口之间的管路均设置有安全阀和闸阀。

7.如权利要求1所述的一种基于冷热蒸汽换热混合的联合供汽系统，其特征在于，所述蒸汽换热器设置有启动疏水口。

8.一种基于冷热蒸汽换热混合的联合供汽方法，其基于如权利要求1-7任一项所述的基于冷热蒸汽换热混合的联合供汽系统，其特征在于，包括：

9.如权利要求8所述的一种基于冷热蒸汽换热混合的联合供汽方法，其特征在于，经换热后的热段蒸汽和冷段蒸汽分别从蒸汽换热器的第一出口和第二出口输出并进行混合，获得混合蒸汽；获得的混合蒸汽经减温器减温后获得所需的外供工业蒸汽。

10.如权利要求8所述的一种基于冷热蒸汽换热混合的联合供汽方法，其特征在于，所述相应调节阀控制包括闸阀、抽汽逆止阀以及快关调节阀的相关控制。

技术总结本发明提供了一种基于冷热蒸汽换热混合的联合供汽系统及方法，所述方案包括蒸汽换热器，所述蒸汽换热器的两端分别接入火电机组热段蒸汽和火电机组冷段蒸汽；其中，所述蒸汽换热器采用U型管蒸汽换热器，所述U型管蒸汽换热器的一端包括包括第一入口和第二出口，另一端包括第一出口和第二入口；所述第一入口接入火电机组热段蒸汽，所述第二入口接入火电机组冷段蒸汽，所述火电机组热段蒸汽与火电机组冷段蒸汽逆流换热后分别从第一出口和第二出口输出；所述第一出口和第二出口通过管路连通进行换热后火电机组热段蒸汽与火电机组冷段蒸汽的混合，获得所需的外供工业蒸汽。技术研发人员：李传永,李琳,祁金胜,苗井泉,姬锋军,张涛,张斌,杨俊波受保护的技术使用者：山东电力工程咨询院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/1/15