本發(fā)明涉及一種電站機(jī)組的鍋爐給水系統(tǒng),具體涉及一種電站機(jī)組鍋爐給水雙升壓系統(tǒng)，主要適用于亞臨界、超(超)臨界發(fā)電機(jī)組的鍋爐給水系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在傳統(tǒng)的電站機(jī)組鍋爐給水系統(tǒng)中，汽輪機(jī)排汽進(jìn)入凝汽器形成凝結(jié)水，經(jīng)凝結(jié)水泵升壓后，依次流經(jīng)各級(jí)低壓加熱器，進(jìn)入除氧器，在除氧器中加熱除氧形成低壓給水，進(jìn)入給水泵前置泵，經(jīng)前置泵升壓形成中壓給水，進(jìn)入鍋爐給水泵再次升壓形成高壓給水，依次流經(jīng)各級(jí)高壓加熱器，最后進(jìn)入鍋爐。隨著熱力發(fā)電技術(shù)向大容量、高參數(shù)等方面發(fā)展,傳統(tǒng)鍋爐給水系統(tǒng)的不足日益顯現(xiàn)，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

(1)在鍋爐給水系統(tǒng)中，高壓給水的設(shè)計(jì)溫度和壓力越來(lái)越高，導(dǎo)致高壓加熱器、高壓閥門和高壓給水管道需要承受的溫度值和壓力值不斷增大。這些高溫、高壓的容器、閥門和管道對(duì)機(jī)組運(yùn)行構(gòu)成較大的安全隱患。鍋爐給水高壓加熱器是壓力容器監(jiān)督的重點(diǎn)對(duì)象，安全管理和監(jiān)督這些重點(diǎn)設(shè)備的工作量十分巨大。

(2)在鍋爐給水升壓工程中，連接低壓給水與中壓給水的給水泵前置泵的揚(yáng)程較低，其作用僅為防止鍋爐給水泵汽蝕，隨著現(xiàn)有運(yùn)行技術(shù)和水平的不斷提高，設(shè)置前置泵的實(shí)際運(yùn)行效果十分微弱。

(3)機(jī)組運(yùn)行參數(shù)越高，鍋爐高壓給水管道的運(yùn)行壓力越大，高壓給水的流動(dòng)阻力也越大，對(duì)鍋爐給水泵揚(yáng)程需求較高，導(dǎo)致汽動(dòng)給水泵組的耗汽量較大或電動(dòng)給水泵組的耗電量較大，機(jī)組經(jīng)濟(jì)性受到影響。

(4)高壓加熱器、高壓給水閥門組和高壓給水管道對(duì)選用材料、結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)等具有極高要求，需要耐受高溫高壓的運(yùn)行工況，對(duì)工程建設(shè)投資的影響巨大。

目前，高溫高壓鍋爐給水泵的應(yīng)用與研究已經(jīng)取得了大量的成果,這為改變傳統(tǒng)的鍋爐給水系統(tǒng)，取消原有的高壓加熱器、高壓給水閥門，縮短高壓給水管道長(zhǎng)度，降低電廠工程造價(jià)、提高機(jī)組的安全性和經(jīng)濟(jì)性奠定了基礎(chǔ)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明基于以上技術(shù)問(wèn)題，提供一種電站機(jī)組鍋爐給水雙升壓系統(tǒng)，能夠降低高壓加熱器部分鍋爐給水壓力，減少給水系統(tǒng)中的高壓容器、閥門和管道數(shù)量，提高機(jī)組運(yùn)行安全性；能夠降低鍋爐給水系統(tǒng)流動(dòng)阻力，提高機(jī)組經(jīng)濟(jì)性；能夠降低設(shè)備和管道的設(shè)計(jì)、制造、安裝難度；能夠節(jié)省工程投資。

本發(fā)明的采用的技術(shù)方案如下：

一種電站機(jī)組鍋爐給水雙升壓系統(tǒng)，包括給水泵一級(jí)升壓泵、給水泵二級(jí)升壓泵、給水泵汽輪機(jī)，所述的給水泵汽輪機(jī)同軸布置于水泵一級(jí)升壓泵、給水泵二級(jí)升壓泵之間或一側(cè)，給水泵汽輪機(jī)利用大汽輪機(jī)抽汽做功帶動(dòng)水泵一級(jí)升壓泵、給水泵二級(jí)升壓泵轉(zhuǎn)動(dòng)；所述的給水泵一級(jí)升壓泵對(duì)鍋爐的低壓給水進(jìn)行一級(jí)升壓成為中壓給水，所述的中壓給水通過(guò)中壓給水管道流經(jīng)多級(jí)中壓給水加熱器后送到給水泵二級(jí)升壓泵中進(jìn)行再次升壓形成高壓給水，最后進(jìn)入鍋爐；在中壓給水加熱器中，中壓給水與汽輪機(jī)抽汽換熱升溫。

進(jìn)一步的，所述的低壓給水經(jīng)穩(wěn)壓母管或者穩(wěn)壓罐或者穩(wěn)壓箱穩(wěn)壓后進(jìn)入給水泵一級(jí)升壓泵。

進(jìn)一步的，所述的中壓給水加熱器連接有疏水管道。

進(jìn)一步的，沿著給水流動(dòng)方向，位于給水泵一級(jí)升壓泵與第一級(jí)中壓給水加熱器之間的中壓給水管道上設(shè)有中壓給水閥門I。

進(jìn)一步的，沿著給水流動(dòng)方向，位于給水泵二級(jí)升壓泵與末級(jí)中壓給水加熱器之間的中壓給水管道上設(shè)有中壓給水閥門II。

進(jìn)一步的，所述的穩(wěn)壓母管或者穩(wěn)壓罐或者穩(wěn)壓箱一端連接到鍋爐給水泵一級(jí)升壓泵，另一端連接除氧器。

進(jìn)一步的，所述的除氧器接收中壓給水加熱器的疏水。

進(jìn)一步的，所述的除氧器的進(jìn)水端連接有依次串聯(lián)的多級(jí)表面式低壓給水加熱器。

進(jìn)一步的，沿著給水流動(dòng)方向；凝汽器的出口與凝結(jié)水泵相連，凝結(jié)水泵與軸封加熱器相連，軸封加熱器與依次串聯(lián)的多級(jí)表面式低壓給水加熱器或混合式低壓給水加熱器相連。

進(jìn)一步的，所述的穩(wěn)壓母管或者穩(wěn)壓罐或者穩(wěn)壓箱一端連接到鍋爐給水泵一級(jí)升壓泵，另一端連接多級(jí)表面式低壓給水加熱器。

其中，穩(wěn)壓母管或者穩(wěn)壓罐或穩(wěn)壓水箱布置于鍋爐給水泵一級(jí)升壓泵入口，用于穩(wěn)定給水壓力，防止機(jī)組運(yùn)行負(fù)荷波動(dòng)引起給水泵汽蝕；給水泵一級(jí)升壓泵揚(yáng)程滿足中壓給水加熱器沿程阻力要求和給水溫度飽和壓力要求；給水泵二級(jí)升壓泵揚(yáng)程滿足鍋爐省煤器入口給水壓力要求。

本發(fā)明改變了傳統(tǒng)鍋爐給水系統(tǒng)中給水泵位置，將鍋爐給水泵分為二級(jí)升壓泵組，一級(jí)升壓泵布置于首級(jí)(沿給水流動(dòng)方向)中壓給水加熱入口處，二級(jí)升壓泵布置于末級(jí)中壓給水加熱器出口處，將傳統(tǒng)系統(tǒng)中的高壓給水轉(zhuǎn)變?yōu)橹袎航o水，降低了給水流動(dòng)阻力，提高了系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性。

本發(fā)明中將傳統(tǒng)給水泵揚(yáng)程拆分為兩級(jí)，給水泵組的總揚(yáng)程為一級(jí)升壓泵揚(yáng)程與二級(jí)升壓泵揚(yáng)程之和。由于中壓給水流動(dòng)阻力小，兩級(jí)升壓泵揚(yáng)程之和小于傳統(tǒng)系統(tǒng)中給水泵的揚(yáng)程，降低了給水泵組所需功率，從而降低了給水泵汽輪機(jī)所需負(fù)荷，進(jìn)而減少了抽汽量，提高了機(jī)組經(jīng)濟(jì)性。

本發(fā)明采用中壓給水加熱器取代了傳統(tǒng)給水系統(tǒng)中的高壓給水加熱器。由于本發(fā)明系統(tǒng)中，鍋爐給水泵的位置由傳統(tǒng)系統(tǒng)的除氧器出口位置移動(dòng)至末級(jí)給水加熱器出口(按鍋爐給水流向)，使得傳統(tǒng)系統(tǒng)高壓加熱器部分的鍋爐給水壓力降低，成為中壓鍋爐給水，從而降低了對(duì)應(yīng)各級(jí)給水加熱器的設(shè)計(jì)和運(yùn)行壓力，提高了機(jī)組運(yùn)行安全性，避免了高溫、高壓容器給機(jī)組系統(tǒng)運(yùn)行造成的安全隱患。

本發(fā)明采用中壓給水管道及中壓給水閥門組部分取代了傳統(tǒng)給水系統(tǒng)中的高壓給水管道和高壓給水閥門組。本發(fā)明中鍋爐給水泵的位置由傳統(tǒng)系統(tǒng)的除氧器出口位置移動(dòng)至末級(jí)給水加熱器出口(按鍋爐給水流向)，使汽輪機(jī)高壓缸和中壓缸對(duì)應(yīng)的抽汽回?zé)峤o水管道和閥門組設(shè)計(jì)和運(yùn)行壓力大幅降低，從而使得該部分給水管道和閥門組可以選用中壓給水管道及中壓給水閥門組，避免了選用大量的鍋爐高壓給水管道和數(shù)量較多的高壓閥門，提高了系統(tǒng)可靠性。

本發(fā)明中采用穩(wěn)壓母管(穩(wěn)壓罐或穩(wěn)壓水箱)，用于穩(wěn)定給水壓力，防止機(jī)組運(yùn)行負(fù)荷波動(dòng)引起給水泵汽蝕，取消了傳統(tǒng)系統(tǒng)中的給水泵前置泵。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明采用以上技術(shù)方案的有益效果是：一種能夠降低高壓加熱器部分鍋爐給水設(shè)計(jì)、運(yùn)行壓力，減少給水系統(tǒng)中的高壓容器、閥門和管道數(shù)量，提高機(jī)組運(yùn)行安全性；能夠降低鍋爐給水系統(tǒng)流動(dòng)阻力，提高機(jī)組經(jīng)濟(jì)性；能夠降低設(shè)備和管道的設(shè)計(jì)、制造、安裝難度；能夠節(jié)省工程投資的電站機(jī)組鍋爐給水雙升壓系統(tǒng)。

(1)本發(fā)明能夠降低現(xiàn)有鍋爐給水系統(tǒng)中高壓加熱器部分給水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、運(yùn)行壓力，提高機(jī)組運(yùn)行可靠性。本發(fā)明中，汽輪機(jī)高壓缸和中壓缸抽汽回?zé)釋?duì)應(yīng)的鍋爐給水系統(tǒng)均采用中壓設(shè)計(jì)參數(shù)，減少了現(xiàn)有技術(shù)中電站機(jī)組高溫高壓的管道和閥門組的數(shù)量，提高了系統(tǒng)可靠性。

(2)本發(fā)明能夠提高機(jī)組運(yùn)行安全性。本發(fā)明中汽輪機(jī)高壓缸和中壓缸抽汽對(duì)應(yīng)的各級(jí)給水加熱器均采用中壓加熱器，不再采用現(xiàn)有技術(shù)中高壓加熱器，減少了高壓容器的數(shù)量，減少了安全隱患。

(3)本發(fā)明能夠提高機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。本發(fā)明采用中壓給水管道取代了現(xiàn)有技術(shù)中的高壓給水管道，給水流動(dòng)沿程阻力減小，所需給水泵組功率減小，給水泵汽輪機(jī)抽汽量減少，機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性提高。

(4)本發(fā)明能夠降低設(shè)備和管道的設(shè)計(jì)、制造、安裝難度。本發(fā)明中，汽輪機(jī)高壓缸和中壓缸抽汽回?zé)釋?duì)應(yīng)的鍋爐給水系統(tǒng)均采用中壓設(shè)計(jì)參數(shù)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，選用的設(shè)備和管道對(duì)制造材料和制造工藝的要求都相應(yīng)降低，便于設(shè)計(jì)制造，同時(shí)因參數(shù)減小，設(shè)備和管道的體積和重量均降低，更便于安裝。

(5)本發(fā)明能夠節(jié)省工程投資。本發(fā)明中采用中壓加熱器，與現(xiàn)有技術(shù)采用的高壓加熱器相比，投資費(fèi)用減少，同時(shí)本發(fā)明中大量節(jié)約了高壓給水管道、高壓給水閥門組的數(shù)量，節(jié)省了工程投資。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明的電站機(jī)組鍋爐給水雙升壓系統(tǒng)圖，其中汽輪機(jī)給水泵同軸布置于兩級(jí)升壓泵之間。

圖2是本發(fā)明的電站機(jī)組鍋爐給水雙升壓系統(tǒng)圖，其中汽輪機(jī)給水泵同軸布置于兩級(jí)升壓泵的一側(cè)。

圖3是本發(fā)明的電站機(jī)組鍋爐給水雙升壓系統(tǒng)應(yīng)用于有除氧器機(jī)組的給水系統(tǒng)圖。

圖4是本發(fā)明的電站機(jī)組鍋爐給水雙升壓系統(tǒng)應(yīng)用于無(wú)除氧器機(jī)組的給水系統(tǒng)圖，其中系統(tǒng)采用表面式低壓給水加熱器。

圖5是本發(fā)明的電站機(jī)組鍋爐給水雙升壓系統(tǒng)應(yīng)用于無(wú)除氧器機(jī)組的給水系統(tǒng)圖，其中系統(tǒng)采用混合式低壓給水加熱器。

圖中1.鍋爐給水泵一級(jí)升壓泵；2.給水泵二級(jí)升壓泵；3.給水泵汽輪機(jī)；4.穩(wěn)壓母管，4-1穩(wěn)壓水箱；5.中壓給水加熱器；6.中壓給水閥門；7.低壓給水管道；8.中壓給水管道；9.高壓給水管道；10.大汽輪機(jī)抽汽管道；11.蒸汽疏水管道；11a.給水泵汽輪機(jī)排汽管道；12.凝汽器；13.凝結(jié)水泵；14.凝結(jié)水管道；15.軸封加熱器；16.表面式低壓給水加熱器；17.除氧器；18.混合式低壓給水加熱器。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明：

本發(fā)明提供了一種電站機(jī)組鍋爐給水雙升壓系統(tǒng),主要解決現(xiàn)有系統(tǒng)存在的以下技術(shù)問(wèn)題：

(1)本發(fā)明采用中低壓給水加熱器、中低壓閥門組、中低壓給水管道取代了高壓給水加熱器、高壓給水閥門組和部分高壓給水管道，降低了傳統(tǒng)系統(tǒng)中高壓加熱器部分的鍋爐給水系統(tǒng)壓力，解決了現(xiàn)有系統(tǒng)中鍋爐高壓給水系統(tǒng)中高壓容器多，高壓閥門數(shù)量多，高壓管道長(zhǎng)度大，系統(tǒng)可靠性差的問(wèn)題，提高了機(jī)組運(yùn)行安全性，降低了高溫、高壓的容器、閥門和管道給機(jī)組系統(tǒng)運(yùn)行造成的安全隱患問(wèn)題。

(2)本發(fā)明采用優(yōu)化的中低壓鍋爐給水管道，降低了鍋爐給水運(yùn)行壓力，減小了給水流動(dòng)阻力，提高了系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)降低了鍋爐給水泵揚(yáng)程需求，減少了給水泵汽輪機(jī)抽汽量，提高了機(jī)組經(jīng)濟(jì)性。解決了現(xiàn)有系統(tǒng)中鍋爐高壓給水壓力高，給水流動(dòng)阻力大，系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性差的問(wèn)題，同時(shí)解決了給水泵揚(yáng)程需求大，給水泵汽輪機(jī)抽汽量大，機(jī)組經(jīng)濟(jì)性差的問(wèn)題。

(3)本發(fā)明中鍋爐給水一級(jí)升壓泵入口設(shè)置穩(wěn)壓母管(穩(wěn)壓罐或穩(wěn)壓水箱)，解決了鍋爐給水泵入口水壓隨機(jī)組運(yùn)行負(fù)荷激烈波動(dòng)的問(wèn)題，降低了給水泵入口發(fā)生汽蝕的風(fēng)險(xiǎn)性。

(4)本發(fā)明用于有除氧器的熱力系統(tǒng)中，用一級(jí)升壓泵取代原系統(tǒng)中的給水泵前置泵，解決了設(shè)置前置泵運(yùn)行效果微弱的問(wèn)題，提高了系統(tǒng)中設(shè)備的功能性。

(5)本發(fā)明用于無(wú)除氧器的熱力系統(tǒng)中，鍋爐給水分段升壓，解決了低壓鍋爐給水流經(jīng)各級(jí)表面式低壓加熱器升溫后可能出現(xiàn)汽化的問(wèn)題，同時(shí)解決了僅靠凝結(jié)水泵供水升壓時(shí)，需要選擇較大揚(yáng)程凝結(jié)水泵的問(wèn)題。

具體的，本發(fā)明中公開(kāi)了一種能夠降低高壓加熱器部分鍋爐給水壓力，減少給水系統(tǒng)中的高壓容器、閥門和管道數(shù)量，提高機(jī)組運(yùn)行安全性；能夠降低鍋爐給水系統(tǒng)流動(dòng)阻力，提高機(jī)組經(jīng)濟(jì)性；能夠降低設(shè)備和管道的設(shè)計(jì)、制造、安裝難度；能夠節(jié)省工程投資的電站機(jī)組鍋爐給水雙升壓系統(tǒng)。

具體的結(jié)構(gòu)包括：鍋爐給水泵一級(jí)升壓泵、給水泵二級(jí)升壓泵、給水泵汽輪機(jī)、穩(wěn)壓母管(穩(wěn)壓罐或穩(wěn)壓水箱)、中壓給水加熱器、中壓給水閥門、低壓給水管道、中壓給水管道、高壓給水管道、汽輪機(jī)抽汽管道、疏水管道、凝汽器、凝結(jié)水泵、凝結(jié)水管道、軸封加熱器、除氧器、表面式低壓給水加熱器和混合式低壓給水加熱器。

具體的結(jié)構(gòu)如圖1-4所示：包括鍋爐給水泵一級(jí)升壓泵1、給水泵二級(jí)升壓泵2、給水泵汽輪機(jī)3、穩(wěn)壓母管4(或者穩(wěn)壓罐或穩(wěn)壓水箱)、中壓給水加熱器5、中壓給水閥門6、低壓給水管道7、中壓給水管道8、高壓給水管道9、大汽輪機(jī)抽汽管道10、疏水管道11、給水泵汽輪機(jī)排汽管道11a、凝汽器12、凝結(jié)水泵13、凝結(jié)水管道14、軸封加熱器15、表面式低壓給水加熱器16、除氧器17、混合式低壓給水加熱器18。

低壓給水7經(jīng)穩(wěn)壓母管4(或者穩(wěn)壓罐或穩(wěn)壓水箱)穩(wěn)壓后，進(jìn)入鍋爐給水泵一級(jí)升壓泵1中進(jìn)行升壓，成為中壓給水8，經(jīng)中壓給水閥門6，依次流經(jīng)各級(jí)中壓給水加熱器5，在中壓給水加熱器5中，中壓給水8與汽輪機(jī)抽汽10換熱升溫，經(jīng)中壓給水閥門6后進(jìn)入給水泵二級(jí)升壓泵2再次升壓，形成高壓給水9，最后進(jìn)入鍋爐；

給水泵汽輪機(jī)3同軸布置于鍋爐給水泵一級(jí)升壓泵1、給水泵二級(jí)升壓泵2之間。給水泵汽輪機(jī)3利用大汽輪機(jī)抽汽10做功，帶動(dòng)鍋爐給水泵一級(jí)升壓泵1和給水泵二級(jí)升壓泵2轉(zhuǎn)動(dòng)。做功后的乏汽進(jìn)入給水泵汽輪機(jī)的排汽管道11a。

在圖2中，給水泵汽輪機(jī)3同軸布置于鍋爐給水泵一級(jí)升壓泵1、給水泵二級(jí)升壓泵2的一側(cè)。

在圖3中，穩(wěn)壓母管4(或者穩(wěn)壓罐或穩(wěn)壓水箱)連接除氧器17與鍋爐給水泵一級(jí)升壓泵1，給水泵一級(jí)升壓泵1出口與首級(jí)(沿給水流動(dòng)方向)中壓給水加熱器入口相連，給水泵二級(jí)升壓泵2入口與末級(jí)中壓給水加熱器出口相連，給水泵二級(jí)升壓泵2出口連接鍋爐省煤器；

除氧器17的輸入端連接有依次串聯(lián)的表面式低壓給水加熱器；

沿著給水流動(dòng)方向；給水先進(jìn)入到凝汽器，凝汽器的出口與凝結(jié)水泵相連，凝結(jié)水泵與軸封加熱器相連，軸封加熱器與依次串聯(lián)的表面式低壓給水加熱器相連，最后給水進(jìn)入到除氧器17。

在圖4中，穩(wěn)壓母管4(或者穩(wěn)壓罐或穩(wěn)壓水箱)直接與連接表面式低壓給水加熱器16與鍋爐給水泵一級(jí)升壓泵1；

沿著給水流動(dòng)方向；給水先進(jìn)入到凝汽器，凝汽器的出口與凝結(jié)水泵相連，凝結(jié)水泵與軸封加熱器相連，軸封加熱器與依次串聯(lián)的表面式低壓給水加熱器相連，最后給水進(jìn)入到穩(wěn)穩(wěn)壓母管4(或者穩(wěn)壓罐或穩(wěn)壓水箱)。

在圖5中，穩(wěn)壓水箱4-1連接表面式低壓給水加熱器16與鍋爐給水泵一級(jí)升壓泵1，穩(wěn)壓水箱4-1接收來(lái)自各級(jí)中壓給水加熱器的疏水11。

上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。