一种可串并联切换的低阻力再热器系统的制作方法

本发明涉及余热锅炉，具体为一种可串并联切换的低阻力再热器系统。

背景技术：

1、当前燃气-蒸汽联合循环机组持续向大容量、高参数方向发展，对余热锅炉的输出参数与运行效率提出更高要求，需严格控制各项流动损耗，尤其以再热器蒸汽侧压力损失最为关键。再热蒸汽由汽轮机高压缸排汽与中压主汽混合后，进入余热锅炉再热器进行二次加热，炉内蒸汽压降越小，机组循环效率与净出力越高。

2、现有常规设计多采用三级再热器受热面串联布置，单级受热面普遍采用3排翅片管结构，蒸汽流程长、流通截面小、流动阻力大，最终造成再热器整体压降偏大，降低机组发电效率与出力。

技术实现思路

1、（一）解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种可串并联切换的低阻力再热器系统，具备在保证换热能力满足设计要求的前提下，降低蒸汽侧流动阻力与压降的优点，解决了现有再热器系统蒸汽流动阻力大的问题。

3、（二）技术方案

4、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种可串并联切换的低阻力再热器系统，包括主体，还包括：

5、一级再热器，其设置于主体的烟气下游区段，所述一级再热器包括第一受热面单元及第二受热面单元；

6、二级再热器，其设置于主体的烟气上游区段，与一级再热器沿蒸汽流向形成多级串联架构；

7、阀组管路机构，其布置于所述主体烟道的顶部、底部及侧部外壁区域，分别连通一级再热器与二级再热器，所述阀组管路机构包括进汽分支管路组、出汽汇合管路组及串联联络组件，所述进汽分支管路组分别接入第一受热面单元与第二受热面单元的进口侧，所述出汽汇合管路组分别接入第一受热面单元与第二受热面单元的出口侧，并连通至二级再热器，所述串联联络组件跨接于第二受热面单元出口侧与第一受热面单元进口侧之间；

8、通过阀组管路机构中各阀门的开闭切换，使第一受热面单元与第二受热面单元形成并联运行模式或串联运行模式。

9、优选的，所述第一受热面单元包括第一进口集箱、第一管束组及第一出口集箱，所述第一进口集箱水平布置于第一管束组的正上方，所述第一管束组竖直向下延伸，其下端连通至第一出口集箱，所述第一出口集箱水平布置于第一管束组的正下方；

10、其中，所述第一管束组采用螺旋翅片管结构，由多排沿烟气流动方向依次排列的螺旋翅片管组成。

11、优选的，所述第二受热面单元包括第二进口集箱、第二管束组及第二出口集箱，所述第二进口集箱水平布置于第二管束组的正上方，所述第二管束组竖直向下延伸，其下端连通至第二出口集箱，所述第二出口集箱水平布置于第二管束组的正下方；

12、其中，所述第二管束组采用螺旋翅片管结构，由多排沿烟气流动方向依次排列的螺旋翅片管组成。

13、优选的，所述第一受热面单元与第二受热面单元规格一致、对称布置，且第一受热面单元与第二受热面单元换热面积相等、管排参数一致；

14、其中，第一受热面单元与第二受热面单元沿主体的烟气宽度方向左右对称并列布置，且第一受热面单元与第二受热面单元的前端面与后端面均分别处于同一竖直平面内，处于同一烟气温度区段，烟气侧受热条件一致。

15、优选的，所述二级再热器包括二级进口集箱、二级管束组及二级出口集箱，所述二级进口集箱水平布置于二级管束组的正下方，所述二级管束组竖直向上延伸，其上端连通至二级出口集箱，所述二级出口集箱水平布置于二级管束组的正上方；

16、其中，二级管束组采用螺旋翅片管结构，螺旋翅片管规格与第一管束组及第二管束组的翅片管规格一致，管排数相互匹配，蒸汽由下至上流经二级管束组时，与主体内水平向后流动的烟气形成交叉流换热布置。

17、优选的，所述进汽分支管路组布置于一级再热器的顶部上方区域，其包括第一进口截止阀与第二进口截止阀，所述第一进口截止阀连通于进汽母管与第一进口集箱的顶部入口之间，所述第二进口截止阀连通于进汽母管与第二进口集箱的顶部入口之间；

18、其中，进汽母管沿烟道宽度方向居中布置于一级再热器的正上方，第一进口截止阀与第二进口截止阀对称连接于进汽母管的左右两侧。

19、优选的，所述出汽汇合管路组布置于一级再热器的底部下方区域，出汽汇合管路组包括第一出口截止阀、第二出口截止阀及一级出汽汇合管，所述第一出口截止阀连通于第一出口集箱的底部出口与一级出汽汇合管之间，所述第二出口截止阀连通于第二出口集箱的底部出口与一级出汽汇合管之间，所述一级出汽汇合管的输出端沿烟气流动方向向后延伸，连通至二级再热器的二级进口集箱侧部入口；

20、其中，所述一级出汽汇合管沿烟道宽度方向居中布置于所述一级再热器的正下方，第一出口截止阀与第二出口截止阀对称连接于一级出汽汇合管的左右两侧。

21、优选的，所述串联联络组件跨接布置于一级再热器的右侧外壁区域，串联联络组件包括串联联络管与串联截止阀；所述串联联络管的一端接入第二出口集箱的侧部出口，另一端向上弯折延伸并接入第一进口集箱的侧部入口，所述串联截止阀串联安装于串联联络管的管段上，用于控制串联流路的通断；

22、其中，串联联络管形成从第二受热面单元出口跨接至第一受热面单元进口的串联流路，通过串联截止阀的开闭实现串联流路的通断控制。

23、优选的，当系统切换为并联运行模式时，所述第一进口截止阀、所述第二进口截止阀、所述第一出口截止阀、所述第二出口截止阀均处于开启状态，所述串联截止阀处于关闭状态；

24、当系统切换为串联运行模式时，所述第二进口截止阀、所述串联截止阀、所述第一出口截止阀处于开启状态，所述第一进口截止阀、所述第二出口截止阀处于关闭状态。

25、优选的，所述一级再热器总换热面积占所述主体系统总换热面积的60%-70%，所述二级再热器换热面积占所述主体系统总换热面积的30%-40%。

26、（三）有益效果

27、与现有技术相比，本发明提供了一种可串并联切换的低阻力再热器系统，具备以下有益效果：

28、1、该可串并联切换的低阻力再热器系统，通过将传统三级再热器优化为两级再热器结构，其中一级再热器采用两个并列布置的受热面单元，形成一级双并列结合二级单受热面的布置形式，缩短蒸汽流程、增大流通面积，从结构上降低蒸汽侧流动阻力与压降，提升机组出力与循环效率；

29、2、该可串并联切换的低阻力再热器系统，通过阀组管路机构中各阀门的开闭切换，使第一受热面单元与第二受热面单元可灵活切换为并联运行模式或串联运行模式，无需额外投入喷水减温或烟气旁路等辅助调温手段，提升机组深度调峰能力与低负荷运行经济性；

30、3、该可串并联切换的低阻力再热器系统，通过阀门开闭完成运行模式的在线切换，无需停机操作，切换过程平稳可控，蒸汽参数波动小，能够快速响应机组负荷的实时变化。

1.一种可串并联切换的低阻力再热器系统，包括主体（100），其特征在于，还包括：

2.根据权利要求1所述的一种可串并联切换的低阻力再热器系统，其特征在于，所述第一受热面单元（210）包括第一进口集箱（211）、第一管束组（212）及第一出口集箱（213），所述第一进口集箱（211）水平布置于第一管束组（212）的正上方，所述第一管束组（212）竖直向下延伸，其下端连通至第一出口集箱（213），所述第一出口集箱（213）水平布置于第一管束组（212）的正下方；

3.根据权利要求2所述的一种可串并联切换的低阻力再热器系统，其特征在于，所述第二受热面单元（220）包括第二进口集箱（221）、第二管束组（222）及第二出口集箱（223），所述第二进口集箱（221）水平布置于第二管束组（222）的正上方，所述第二管束组（222）竖直向下延伸，其下端连通至第二出口集箱（223），所述第二出口集箱（223）水平布置于第二管束组（222）的正下方；

4.根据权利要求3所述的一种可串并联切换的低阻力再热器系统，其特征在于，所述第一受热面单元（210）与第二受热面单元（220）规格一致、对称布置，且第一受热面单元（210）与第二受热面单元（220）换热面积相等、管排参数一致；

5.根据权利要求4所述的一种可串并联切换的低阻力再热器系统，其特征在于，所述二级再热器（300）包括二级进口集箱（310）、二级管束组（320）及二级出口集箱（330），所述二级进口集箱（310）水平布置于二级管束组（320）的正下方，所述二级管束组（320）竖直向上延伸，其上端连通至二级出口集箱（330），所述二级出口集箱（330）水平布置于二级管束组（320）的正上方；

6.根据权利要求5所述的一种可串并联切换的低阻力再热器系统，其特征在于，所述进汽分支管路组（410）布置于一级再热器（200）的顶部上方区域，其包括第一进口截止阀（411）与第二进口截止阀（412），所述第一进口截止阀（411）连通于进汽母管与第一进口集箱（211）的顶部入口之间，所述第二进口截止阀（412）连通于进汽母管与第二进口集箱（221）的顶部入口之间；

7.根据权利要求6所述的一种可串并联切换的低阻力再热器系统，其特征在于，所述出汽汇合管路组（420）布置于一级再热器（200）的底部下方区域，出汽汇合管路组（420）包括第一出口截止阀（421）、第二出口截止阀（422）及一级出汽汇合管（423），所述第一出口截止阀（421）连通于第一出口集箱（213）的底部出口与一级出汽汇合管（423）之间，所述第二出口截止阀（422）连通于第二出口集箱（223）的底部出口与一级出汽汇合管（423）之间，所述一级出汽汇合管（423）的输出端沿烟气流动方向向后延伸，连通至二级再热器（300）的二级进口集箱（310）侧部入口；

8.根据权利要求7所述的一种可串并联切换的低阻力再热器系统，其特征在于，所述串联联络组件（430）跨接布置于一级再热器（200）的右侧外壁区域，串联联络组件（430）包括串联联络管（431）与串联截止阀（432）；所述串联联络管（431）的一端接入第二出口集箱（223）的侧部出口，另一端向上弯折延伸并接入第一进口集箱（211）的侧部入口，所述串联截止阀（432）串联安装于串联联络管（431）的管段上，用于控制串联流路的通断；

9.根据权利要求8所述的一种可串并联切换的低阻力再热器系统，其特征在于，当系统切换为并联运行模式时，所述第一进口截止阀（411）、所述第二进口截止阀（412）、所述第一出口截止阀（421）、所述第二出口截止阀（422）均处于开启状态，所述串联截止阀（432）处于关闭状态；

10.根据权利要求1所述的一种可串并联切换的低阻力再热器系统，其特征在于，所述一级再热器（200）总换热面积占所述主体（100）系统总换热面积的60%-70%，所述二级再热器（300）换热面积占所述主体（100）系统总换热面积的30%-40%。