工业蒸汽生产系统的制作方法

本技术涉及工业蒸汽生产，尤其涉及一种工业蒸汽生产系统。

背景技术：

1、随着我国核电机组数量的日益增加以及核能应用技术不断发展，核能多用途应用特别是核能供暖技术已较为成熟，国内外已有多台核电机组采取热电联产方式为区域居民供热，然而，我国目前尚无核电站对外供应大规模工业蒸汽的应用实例。

2、中国专利公开了一种核电站工业用蒸汽转换系统(公开号cn215372386u)和一种用于压水堆核电机组的工业蒸汽生产系统(公开号cn111834026a)，两个专利均提出了一种核电供工业蒸汽的系统构想，但不足之处在于：

3、(1)受制于压水堆蒸汽参数(6.3mpa(a)，278.8℃)，两个专利仅能提供一种低温度压力参数的工业蒸汽，其无法提供更高参数的工业蒸汽。尽管专利cn215372386u中提到：对于较高温度压力(如压力为5.0mpa、温度为460℃)的工业蒸汽需求，可在本工业蒸汽转换系统的基础上增加一级加热蒸汽来自更高压力和温度的高温气冷堆主蒸汽的过热器来实现。但并未对具体的实现方法有更多阐述和说明。实际上，由于“在高参数蒸汽凝结水对被加热水进行蒸发汽化的过程中，高参数蒸汽凝结水温度下降，出现换热温差最小的夹点”的现象存在，对于制备较高温度压力的工业蒸汽，仅增加一级过热器往往是不够的，此外引入更高压力和温度的高温气冷堆主蒸汽相当于新增加一路热源，压水堆和高温气冷堆主蒸汽的流量如何分配也需要根据系统的复杂程度、运行灵活性、对汽轮机的影响、全场发电功率的大小等因素进行综合考虑，并不仅是增加一级过热器那么简单。

4、(2)对于一种核电站工业用蒸汽转换系统(公开号cn215372386u)，其主要设备是预热器、除氧器、蒸发器、过热器等多个换热设备，传统方案中预热器、蒸发器、过热器均为管壳式换热器，预热器为u型管式加热器，除氧器为混合式换热器。对于一种用于压水堆核电机组的工业蒸汽生产系统(公开号cn111834026a)，未提及换热器型式。

5、u形管式加热器是发电厂高、低压加热器的常用形式，但在多年的应用中以下问题始终难以解决：1)管板前后两侧温差巨大且不均匀，以一次再热的3#高加为例，上部过热区管板两侧温差达≥310℃，下部疏水区管板两侧温差仅为5.6℃，这样管板的上下、前后温差均为≥300℃，不可限的二次应力巨大，往往超过屈服极限，二次再热机组更甚；这种温差会导致管子与管板的连接失效、堆焊层与管板分层、脱离、管子与管板焊缝开裂、泄漏，导致高加解列，机组降负荷至少12％等后果。2)水室进出口温差≥25℃，运行期间水室长期存在二次温差应力，存在应力很高、温差不均匀的厚水室，导致水室裂纹、引起加热器解列，存在一定的安全隐患。3)卧式u型管管板式加热器，需要设备台数多，多层布置，占用空间大，汽水管道长，厂房投资需要大幅增加。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于解决背景技术中的至少一个技术问题，提供一种工业蒸汽生产系统。

2、为实现上述目的，本实用新型提供一种工业蒸汽生产系统，包括：热量供给单元、与所述热量供给单元连接的中压蒸汽转换单元、次中压蒸汽转换单元和低压蒸汽转换单元、以及分别与所述中压蒸汽转换单元、次中压蒸汽转换单元和低压蒸汽转换单元连接的一级预热器，所述热量供给单元包括高温热源供给器和低温热源供给器。

3、根据本实用新型的一个方面，所述中压蒸汽转换单元包括第一高温过热器、中温过热器、第一低温过热器、第一蒸发器、第二蒸发器、第一除氧器、第一给水泵和第一二级预热器；

4、所述第一高温过热器、所述中温过热器和所述第一低温过热器首尾连接后通过管路与所述高温热源供给器和所述第二蒸发器串联；

5、所述第一蒸发器和所述第二蒸发器并联后的一端与所述第一低温过热器的端口连接；

6、所述第一除氧器、所述第一给水泵和所述第一二级预热器串联后与所述第一蒸发器和所述第二蒸发器并联后的另一端连接。

7、根据本实用新型的一个方面，所述中压蒸汽转换单元还包括中压工业蒸汽管网，所述中压工业蒸汽管网连接所述第一高温过热器和所述第一除氧器的端口。

8、根据本实用新型的一个方面，所述低温热源供给器、所述第一蒸发器、所述第一二级预热器和所述一级预热器串联连接。

9、根据本实用新型的一个方面，所述次中压蒸汽转换单元包括首尾连接的第二高温过热器、第二低温过热器、第三蒸发器、第二二级预热器、第二给水泵和第二除氧器。

10、根据本实用新型的一个方面，所述次中压蒸汽转换单元还包括次中压工业蒸汽管网，所述次中压工业蒸汽管网连接所述第二高温过热器和所述第二除氧器的端口。

11、根据本实用新型的一个方面，所述高温热源供给器、所述第二高温过热器、所述第二低温过热器和所述第二蒸发器串联；

12、所述低温热源供给器、所述第三蒸发器、所述第二二级预热器和所述一级预热器串联。

13、根据本实用新型的一个方面，所述低压蒸汽转换单元包括首尾连接的第三高温过热器、第三低温过热器、第四蒸发器、第三二级预热器、第三给水泵和第三除氧器。

14、根据本实用新型的一个方面，所述低压蒸汽转换单元还包括低压工业蒸汽管网，所述低压工业蒸汽管网连接所述第三高温过热器和所述第三除氧器的端口。

15、根据本实用新型的一个方面，所述高温热源供给器、所述第三高温过热器、所述第三低温过热器和所述第二蒸发器串联；

16、所述低温热源供给器、所述第四蒸发器、所述第三二级预热器和所述一级预热器串联。

17、本实用新型的技术方案具有以下有益效果：

18、(1)各参数工业蒸汽独立制备，热负荷变化时不会相互影响，调节容易；

19、(2)通过过热蒸汽的合理分级，不需要进行剩余过热蒸汽的转注，简化系统；

20、(3)高温堆主蒸汽的疏水热量先通过蒸发器利用，再去疏水冷却器加热除盐水，进一步进行能量的梯级利用，系统合理；

21、(4)高温堆汽轮机运行灵活，启动调试不受热负荷的限制；

22、(5)压水堆机组发电功率较大，能在较高负荷下运行。

技术特征：

1.工业蒸汽生产系统，其特征在于，包括：热量供给单元(1)、与所述热量供给单元(1)连接的中压蒸汽转换单元(2)、次中压蒸汽转换单元(3)和低压蒸汽转换单元(4)、以及分别与所述中压蒸汽转换单元(2)、次中压蒸汽转换单元(3)和低压蒸汽转换单元(4)连接的一级预热器(5)，所述热量供给单元(1)包括高温热源供给器(6)和低温热源供给器(7)。

2.根据权利要求1所述的工业蒸汽生产系统，其特征在于，所述中压蒸汽转换单元(2)包括第一高温过热器(8)、中温过热器(9)、第一低温过热器(10)、第一蒸发器(11)、第二蒸发器(12)、第一除氧器(13)、第一给水泵(14)和第一二级预热器(15)；

3.根据权利要求2所述的工业蒸汽生产系统，其特征在于，所述中压蒸汽转换单元(2)还包括中压工业蒸汽管网(16)，所述中压工业蒸汽管网(16)连接所述第一高温过热器(8)和所述第一除氧器(13)的端口。

4.根据权利要求3所述的工业蒸汽生产系统，其特征在于，所述低温热源供给器(7)、所述第一蒸发器(11)、所述第一二级预热器(15)和所述一级预热器(5)串联连接。

5.根据权利要求4所述的工业蒸汽生产系统，其特征在于，所述次中压蒸汽转换单元(3)包括首尾连接的第二高温过热器(17)、第二低温过热器(18)、第三蒸发器(19)、第二二级预热器(20)、第二给水泵(21)和第二除氧器(22)。

6.根据权利要求5所述的工业蒸汽生产系统，其特征在于，所述次中压蒸汽转换单元(3)还包括次中压工业蒸汽管网(23)，所述次中压工业蒸汽管网(23)连接所述第二高温过热器(17)和所述第二除氧器(22)的端口。

7.根据权利要求6所述的工业蒸汽生产系统，其特征在于，所述高温热源供给器(6)、所述第二高温过热器(17)、所述第二低温过热器(18)和所述第二蒸发器(12)串联；

8.根据权利要求7所述的工业蒸汽生产系统，其特征在于，所述低压蒸汽转换单元(4)包括首尾连接的第三高温过热器(24)、第三低温过热器(25)、第四蒸发器(26)、第三二级预热器(27)、第三给水泵(28)和第三除氧器(29)。

9.根据权利要求8所述的工业蒸汽生产系统，其特征在于，所述低压蒸汽转换单元(4)还包括低压工业蒸汽管网(30)，所述低压工业蒸汽管网(30)连接所述第三高温过热器(24)和所述第三除氧器(29)的端口。

10.根据权利要求9所述的工业蒸汽生产系统，其特征在于，所述高温热源供给器(6)、所述第三高温过热器(24)、所述第三低温过热器(25)和所述第二蒸发器(12)串联；

技术总结本技术公开了一种工业蒸汽生产系统，包括：热量供给单元、与热量供给单元连接的中压蒸汽转换单元、次中压蒸汽转换单元和低压蒸汽转换单元、以及分别与中压蒸汽转换单元、次中压蒸汽转换单元和低压蒸汽转换单元连接的一级预热器，热量供给单元包括高温热源供给器和低温热源供给器。在本技术中，各参数工业蒸汽独立制备，热负荷变化时不会相互影响，调节容易；通过过热蒸汽的合理分级，不需要进行剩余过热蒸汽的转注，简化系统；高温堆主蒸汽的疏水热量先通过蒸发器利用，再去疏水冷却器加热除盐水，进一步进行能量的梯级利用，系统合理。技术研发人员：沈洵,李焕荣,陈宝,张淑侠,王艳萍,李彦峰,顾彧,王凯,李锦,李立晓,杨文泽,董君,孟维岩,耿韬受保护的技术使用者：国核电力规划设计研究院有限公司技术研发日：20230315技术公布日：2024/1/15