火电卧式三段高压给水加热器及加热方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种用于火力发电厂1000MW机组的火电卧式三段高压给水加热器。

背景技术：

近年来，随着国家经济的高速发展，电力机组的参数也在不断升级，从300MW机组、600MW机组到1000MW机组，一直在进行着技术的更新换代。高压加热器是电站回热系统里的工作压力最高，管壳程工作温差最大的设备，且是火力发电厂回热系统中最重要的设备之一，高压加热器的安全经济运行，对电厂的运行可靠性和经济性也起着非常重要的作用。

常规1000MW机组高加由于蒸汽流量大，给水流量大的缘故，且高加管板直径过大，不利于制造，一般都采用双列布置，这样每列高加就相当于500MW机组参数的高加，有利于进行高压加热器的设计、制造。双列布置也有一定的缺点，就是需要两套控制元件，占地空间也比较大，同时，对整体系统的控制要求较高。

常规火电高加的过热段一般采用纯逆流布置，这样是为了得到较大的温差，减小传热面积，从而提高了单位质量换热效率，但是在1000MW单系列机组中，如果采用纯逆流布置结构，会使过热段包壳内的蒸汽流速过高，进而导致换热管发生振动和压力损失超过0.035MPa的允许值。

发明内容：

本发明的目的是提供一种同时采用逆流加顺流的方式传导蒸汽流向，减少压力损失的火电卧式三段高压给水加热器及加热方法。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种火电卧式三段高压给水加热器，其组成包括：壳体，所述的壳体内一侧装有管板，所述的管板一侧连接带有水室的半球型封头，在位于所述的管板一侧的所述的壳体内并排装有过热蒸汽冷却段和疏水冷却段，凝结段装在所述的壳体内所述的过热蒸汽冷却段和所述的疏水冷却段的后方， U形换热管装在所述的壳体内并穿过所述的过热蒸汽冷却段、所述的疏水冷却段、所述的凝结段连接所述的管板。

所述的火电卧式三段高压给水加热器，所述的半球型封头内具有所述的水室，所述的半球型封头一侧具有给水出口接管，所述的半球型封头另一侧具有给水进口接管，所述的半球型封头顶部具有压力自紧式密封人孔。

所述的火电卧式三段高压给水加热器，所述的壳体一侧穿有输水出口接管，所述的输水出口接管连接疏水冷却段，所述的壳体另一侧穿有蒸汽进口接管，所述的蒸汽进口接管连接所述的过热蒸汽冷却段。

所述的火电卧式三段高压给水加热器，所述的过热蒸汽冷却段具有过热蒸汽冷却段横隔板和过热蒸汽冷却段包壳、所述的疏水冷却段具有疏水冷却段隔板和疏水冷却段包壳、所述的凝结段均具有凝结段横隔板和凝结段包壳，所述的U形换热管穿过所述的过热蒸汽冷却段隔板、所述的疏水冷却段隔板、所述的凝结段隔板，所述的过热蒸汽冷却段由所述的蒸汽冷却段包壳、所述的蒸汽冷却段横隔板、所述的U形管换热管、专用蒸汽通道组成；所述的凝结段由所述的凝结段横隔板和所述的U形换热管组成；所述的疏水冷却段由所述的疏水段隔板、所述的疏水段包壳和所述的U形换热管组成，所述的U形换热管穿过并排的所述的疏水段隔板。

所述的火电卧式三段高压给水加热器，所述的过热蒸汽冷却段包括前过热蒸汽冷却段和后过热蒸汽冷却段；所述的前过热蒸汽冷却段中的蒸汽流向与所述的U形换热管内介质流向一致，为顺流布置，所述的后过热蒸汽冷却段中的蒸汽流向与所述的U形换热管内介质流向相反，为逆流布置。

一种火电卧式三段高压给水加热器的换热方法，蒸汽从蒸汽进口接管进入过热蒸汽冷却段，在进入过热蒸汽冷却段后分为两路，一路为顺流换热，另一路为逆流换热。

有益效果：

1.本发明降低了电厂的控制要求，同时节省了一列高加的占地面积，投资大大降低，顺逆式的蒸汽冷却段的布置可以避免蒸汽流量过大时换热管振动的发生压力损失超过允许值，提高了百万单系列高加的运行安全性能。

2.本发明解决了百万双列高加控制方面的问题，提高了整体系统的控制能力。

3.本发明采用的顺逆式的蒸汽流向，即一路蒸汽为顺流换热，另一路为逆流换热，确保了换热管在过热段包壳中的安全。

4.本发明水侧封头直径较双系列高加的水侧封头直径增大26%，增大了水侧封头内的空间，更加有效地降低给水进入高压加热器水侧时对管板的造成的冲击，改善高加管板的运行环境。同时，更大的水室空间有利于对高压加热器水侧的运行维护。

5.本发明整体重量较同等机组双系列高加降低13%，极大地提高了每套机组材料利用率，同时节约了大量的优质低合金钢材，符合国家降本增效的政策。

附图说明：

附图1是本产品的结构示意图。

附图2是附图1蒸汽走向图。

具体实施方式：

实施例1：

一种火电卧式三段高压给水加热器，其组成包括：壳体3，所述的壳体内一侧装有管板2，所述的管板一侧连接带有水室1的半球型封头15，在位于所述的管板一侧的所述的壳体内并排装有过热蒸汽冷却段4和疏水冷却段6，凝结段5装在所述的壳体内所述的过热蒸汽冷却段和所述的疏水冷却段的后方， U形换热管7装在所述的壳体内并穿过所述的过热蒸汽冷却段、所述的疏水冷却段、所述的凝结段连接所述的管板。

所述的火电卧式三段高压给水加热器，所述的半球型封头内具有所述的水室，所述的半球型封头一侧具有给水出口接管11，所述的半球型封头另一侧具有给水进口接管12，所述的半球型封头顶部具有压力自紧式密封人孔10。

所述的火电卧式三段高压给水加热器，所述的壳体一侧穿有输水出口接管9，所述的输水出口接管连接疏水冷却段，所述的壳体另一侧穿有蒸汽进口接管8，所述的蒸汽进口接管连接所述的过热蒸汽冷却段。

所述的火电卧式三段高压给水加热器，所述的过热蒸汽冷却段具有过热蒸汽冷却段横隔板13和过热蒸汽冷却段包壳14、所述的疏水冷却段具有疏水冷却段隔板16和疏水冷却段包壳17、所述的凝结段均具有凝结段横隔板18和凝结段包壳19，所述的U形换热管穿过所述的过热蒸汽冷却段隔板、所述的疏水冷却段隔板、所述的凝结段隔板，所述的过热蒸汽冷却段由所述的蒸汽冷却段包壳、所述的蒸汽冷却段横隔板、所述的U形管换热管、专用蒸汽通道组成；所述的凝结段由所述的凝结段横隔板和所述的U形换热管组成；所述的疏水冷却段由所述的疏水段隔板、所述的疏水段包壳和所述的U形换热管组成，所述的U形换热管穿过并排的所述的疏水段隔板。

所述的火电卧式三段高压给水加热器，所述的过热蒸汽冷却段包括前过热蒸汽冷却段和后过热蒸汽冷却段；所述的前过热蒸汽冷却段中的蒸汽流向与所述的U形换热管内介质流向一致，为顺流布置，所述的后过热蒸汽冷却段中的蒸汽流向与所述的U形换热管内介质流向相反，为逆流布置。

实施例2：

一种火电卧式三段高压给水加热器的换热方法，蒸汽从蒸汽进口接管进入过热蒸汽冷却段，在进入过热蒸汽冷却段后分为两路，一路为顺流换热，另一路为逆流换热。

实施例3：

上述实施例所述的火电卧式三段高压给水加热器，由水室、管板、壳体、U形换热管等部件组成；换热区域分为过热蒸汽冷却段、凝结段、疏水冷却段；水室在管板一侧，通过焊接与管板连接，在管板另一侧上下两部分并排布置过热段和疏水冷却段，凝结段在过热段和疏水冷却段后方，U形换热管穿过各区段的隔板，并与管板通过焊接加胀接的方式连接在一起；过热蒸汽冷却段的进汽方式为顺逆混合式。

实施例4：

上述实施例所述的火电卧式三段高压给水加热器，由水室、管板、壳体、过热蒸汽冷却段、凝结段、疏水冷却段、U形换热管等组成；水室与壳体通过焊接方式与管板连接，U形管与管板通过焊接加胀接相连，管板一侧上下两部并排设置过热蒸汽冷却段和疏水冷却段，在过热蒸汽冷却段和疏水冷却段后方设置凝结段，U形换热管是组成蒸汽冷却段、凝结段、疏水冷却段的主要元件，在过热蒸汽冷却段上方设置蒸汽进口接管，在疏水冷却段的下方设置疏水出口接管；

所述的水室为半球型封头，在封头顶部有压力自紧式密封人孔，在半球型封头的上部设置给水出口接管，在半球型封头下部设置给水出口接管；

实施例5：

上述实施例所述的火电卧式三段高压给水加热器，由水室、管板、壳体、U形换热管等部件组成；高加的换热区域分为过热蒸汽冷却段、凝结段、疏水冷却段；水室在管板一侧，通过焊接与管板连接，在管板另一侧上、下两部并排布置过热段和疏水冷却段，凝结段在过热段和疏水冷却段后方，U形换热管穿过各区段的隔板，并与管板通过焊接加胀接的方式连接在一起。