一種具有兩次再熱器的塔式鍋爐

《一種具有兩次再熱器的塔式鍋爐》是上海鍋爐廠有限公司於2012年9月11日申請的發明專利，該專利申請號為201210335374X，公布號為CN102889570A，公布日為2013年1月23日，發明人是姚丹花、諸育楓、徐雪元、倪建軍。

《一種具有兩次再熱器的塔式鍋爐》公開了一種具有兩次再熱器的塔式鍋爐，鍋爐的過熱器包括低溫過熱器、高溫過熱器；主汽系統流程為：給水進入前、後煙道省煤器，前後煙道省煤器為並聯布置，省煤器出口水由爐膛下部進入水冷壁，水冷壁出口連線分離器，分離器出口蒸汽依次進入低溫過熱器和高溫過熱器中；從蒸汽側溫度由低到高流向看，一次再熱器依次包括一次再熱低溫再熱器、一次再熱高溫再熱器；從蒸汽側溫度由低到高流向看，二次再熱器依次包括二次再熱低溫再熱器、二次再熱高溫再熱器；一次再熱器和二次再熱器在垂直煙道中並聯布置。

2021年6月24日，《一種具有兩次再熱器的塔式鍋爐》獲得第二十二屆中國專利優秀獎。

（概述圖為《一種具有兩次再熱器的塔式鍋爐》摘要附圖）

基本介紹

• 中文名：一種具有兩次再熱器的塔式鍋爐
• 申請日：2012年9月11日
• 申請號：201210335374X
• 申請公布日：2013年1月23日
• 申請公布號：CN102889570A
• 申請人：上海鍋爐廠有限公司
• 地址：上海市閔行區華寧路250號
• 發明人：姚丹花、諸育楓、徐雪元、倪建軍
• 類別：發明專利
• Int. Cl.：F22B31/08(2006.01)I; F22B37/06(2006.01)I; F22G1/04(2006.01)I; F22G5/04(2006.01)I
• 專利代理機構：上海大邦律師事務所
• 代理人：陳宏

專利背景

在發電廠中，蒸汽在汽輪機高壓缸中做功後變為相對較低的壓力，由高壓缸排出，進入鍋爐一次再熱器中加熱，並供給汽輪機一次再熱中壓缸做功後排出，進入鍋爐二次再熱器中加熱，並供給汽輪機二次再熱中壓缸和低壓缸做功。這種具有兩次再熱的熱力循環比一次再熱的熱力循環具有更高的效率。上述具有二次再熱的鍋爐用於發電廠中。

對熱力循環效率影響因素主要有用於做功的蒸汽壓力、蒸汽溫度和再熱級數。當前一次再熱機組的蒸汽溫度普遍在600攝氏度。而已有的二次再熱機組過熱器及再熱器溫度普遍較低，未超過580攝氏度。為了進一步提高熱力循環效率，《一種具有兩次再熱器的塔式鍋爐》提出過熱汽溫和再熱汽溫都達到600攝氏度以上的二次再熱鍋爐。

截至2012年9月，通常一次再熱鍋爐過熱器和再熱器的吸熱比例約為80:20。再熱器吸熱比例較少，且僅有一次再熱出口溫度達到600攝氏度以上，通常將再熱器布置在煙溫區域在1000攝氏度到800攝氏度的區域，採用對流換熱。而《一種具有兩次再熱器的塔式鍋爐》的二次再熱鍋爐過熱器和一次再熱器和二次再熱器的吸熱比例約為71:17:12。再熱器吸熱比例較大，且有兩次再熱出口溫度達到600攝氏度以上，由於傳熱需要有足夠的傳熱溫差，否則需要布置大量的換熱面積，不僅提高成本，而且在有限空間內難以布置，增大鍋爐尺寸。因此如何布置包括過熱器、一次再熱器、二次再熱器在內的三次蒸汽溫度都達到600攝氏度的受熱面，成為高參數二次再熱鍋爐設計的一個難點。

另外，一次再熱汽溫的調節一般採用擺動燃燒器、調節煙氣擋板等手段中的一種即可滿足要求。由於存在兩次再熱器，如何調節兩次再熱器的汽溫是另外一個難點。

《一種具有兩次再熱器的塔式鍋爐》所指的超超臨界鍋爐或者超臨界鍋爐，指的是鍋爐內工質的壓力。鍋爐內的工質都是水，水的臨界壓力是:22.115兆帕，374攝氏度；在這個壓力和溫度時，水和蒸汽的密度是相同的，就叫水的臨界點，爐內工質壓力低於這個壓力就叫亞臨界鍋爐，大於這個壓力就是超臨界鍋爐，爐內蒸汽溫度不低於593攝氏度或蒸汽壓力不低於31兆帕被稱為超超臨界，超超臨界也屬於超臨界範圍。

發明內容

專利目的

《一種具有兩次再熱器的塔式鍋爐》的目的是提供一種具有兩次再熱器的鍋爐，它的過熱器、一次再熱器、二次再熱器的出口溫度都能夠達到600攝氏度-695攝氏度範圍內，根據工程需要，溫度優選610攝氏度-620攝氏度和630攝氏度-650攝氏度。

技術方案

一種具有兩次再熱器的塔式鍋爐，鍋爐為超臨界鍋爐，鍋爐的受熱面包括過熱器、一次再熱器、二次再熱器；過熱器包括低溫過熱器、高溫過熱器；主汽系統流程為：給水進入前、後煙道省煤器，前後煙道省煤器為並聯布置，省煤器出口水由爐膛下部進入水冷壁，水冷壁出口連線分離器，分離器出口蒸汽依次進入低溫過熱器和高溫過熱器中，最終進入汽機做功；一次再熱器的蒸汽來自汽機排汽，從蒸汽側溫度由低到高流向看，一次再熱器依次包括一次再熱低溫再熱器、一次再熱高溫再熱器；最後該蒸汽進入汽機中做功；一次再熱器的蒸汽在汽機做功後，即成為汽機的排汽；二次再熱器的蒸汽來自該汽機的排汽，從蒸汽側溫度由低到高流向看，包括二次再熱低溫再熱器、二次再熱高溫再熱器；最後該蒸汽進入汽機做功；一次再熱器和二次再熱器在爐膛垂直煙道中並聯布置。

優選的，一次再熱高溫再熱器分為冷段和熱段，二次再熱高溫再熱器分為冷段和熱段；低溫過熱器從蒸汽流向看，包括低溫過熱器懸吊進口管，低溫過熱器垂直段受熱面和低溫過熱器屏管段；一、二次再熱高溫再熱器冷段提前布置，即放在高溫過熱器下方布置，處在輻射特性強的區域，吸收部分輻射熱，一、二次再熱高溫再熱器熱段放在高溫過熱器上方布置；爐膛上部垂直煙道沿煙氣流向依次串聯布置有低溫過熱器屏管段，一、二次再熱高溫再熱器冷段，高溫過熱器，一、二次再熱高溫再熱器熱段，一、二次再熱低溫再熱器，省煤器及低溫過熱器懸吊進口管；一次再熱器冷段和二次再熱器冷段並聯布置，一次再熱器熱段和二次再熱器熱段並聯布置，一次再熱低溫再熱器和二次再熱低溫再熱器並聯布置。

優選的，低溫過熱器屏管段，屏與屏之間的距離較大，能夠透過熱輻射；低溫過熱器垂直段受熱面還可懸吊在低溫過熱器屏管段上方的省煤器、再熱器、高溫過熱器上；一、二次再熱高溫再熱器冷段設計成屏管式，部分布置在低溫過熱器的屏與屏之間空擋處的上方，能夠接受熱輻射；一、二次再熱高溫再熱器冷段還包括垂直段受熱面，冷段和熱段之間通過設定在垂直煙道內的垂直段受熱面連線。

優選的，煙氣流過一、二次再熱高溫再熱器熱段後，煙氣通道被分隔煙道隔牆分隔為前、後煙道，前煙道布置有一次再熱低溫再熱器和前煙道省煤器，後煙道布置有二次再熱低溫再熱和後煙道省煤器；分隔煙道隔牆延伸到第二煙道入口處，並在此處設定煙氣擋板用於調節前後煙道煙氣流量；分隔煙道隔牆由懸吊管膜式壁構成，該懸吊管膜式壁作為低溫過熱器的一部分，從低溫過熱器進口集箱引出，回到低溫過熱器出口集箱或者回到中間混合集箱；一次再熱器靠近前牆布置，二次再熱器靠近後牆布置。

優選的，過熱器、一次再熱器和二次再熱器出口蒸汽溫度達到600攝氏度至695攝氏度；二次再熱鍋爐過熱器和一次再熱器和二次再熱器的吸熱百分比為，過熱器吸熱量為65%-75%，一次再熱器吸熱量為15%-25%，二次再熱器吸熱量為10%-15%，三者之和為100%。

優選的，過熱器內的蒸汽壓力為28兆帕-35兆帕；一次再熱器內的蒸汽壓力為5兆帕-14兆帕；二次再熱器內的蒸汽壓力為2兆帕-5兆帕。

優選的，爐膛由膜式水冷壁組成，下部水冷壁採用螺旋管；上部水冷壁採用垂直管的布置方式；給水進入前、後煙道省煤器之後，然後依次進入爐膛下部螺旋圍繞管圈、進入中間混合集箱、爐膛上部垂直管屏、分離器、低溫過熱器和高溫過熱器，最後蒸汽進入汽機高壓缸做功。

優選的，過熱器汽溫通過煤水比調節和兩級噴水來控制；一、二次再熱器汽溫同步採用燃燒器擺動調節，通過煙氣擋板調節一、二次再熱器間吸熱平衡；低溫再熱器出口連線管道上設定微量噴水。

因此，《一種具有兩次再熱器的塔式鍋爐》將部分再熱器受熱面置於靠近爐膛部分的煙道中，藉以吸收部分爐膛的輻射熱量，從而達到用較少面積獲得足夠溫升的目的。同時，再熱器具有輻射受熱面特性對負荷降低時保證再熱器出口額定溫度也有益處。

由於輻射熱量在穿過受熱面後有很大的下降。為使兩次出口溫度在600攝氏度以上的再熱器都能吸收部分輻射熱，且保證都能獲得較高的傳熱溫差。《一種具有兩次再熱器的塔式鍋爐》不採用通常採用的串聯形式，而採用將兩次再熱器並聯布置的方式。

該二次再熱方案與常規一次再熱方案的不同點就是增加了一路要求達到600攝氏度以上的蒸汽，就是說一般的，鍋爐燃燒產生煙氣溫度不變，要多一個高溫的受熱面來吸熱，如何布置。因為傳熱是要有一定溫差的，一般連續串聯放兩個出口溫度達到600攝氏度的受熱面，其後的煙氣溫度就不足以將第三個受熱面加熱到600攝氏度了，所以《一種具有兩次再熱器的塔式鍋爐》採用了並聯的方案，讓兩個受熱面共享比較高的煙溫。再熱器部分提前的目的一是為了提高傳熱效率，二是為了擺動燃燒器這個調溫手段有較高的靈敏性。但提前再熱器也不是簡單的提前就可以的，而是有風險的。在常規超超臨界常用材料的選擇範圍內，為保證安全性，受輻射熱的再熱器的蒸汽溫度不能太高，否則金屬壁溫會很高，導致沒有可選擇的材料。至於低溫過熱器更靠前卻不存在安全性問題，這是因為過熱器的壓力比再熱器高的多，蒸汽傳熱特性更好，蒸汽的特性決定了同樣的蒸汽溫度下，再熱器的金屬管壁溫度比過熱器要更高，所以再熱器不能盲目提前。而高參數二次再熱方案，就要精確地計算受熱面布置，既滿足達到溫度又達到安全可靠。

再熱器的調溫特性由擺動燃燒器，調節過量空氣係數和煙氣擋板調節結合完成。通過燃燒器的擺動使爐膛內火焰中心抬高或降低，具有輻射特性的再熱器出口溫度會因此升高或降低。由於兩次再熱器並聯布置，並處於同樣的煙溫區域，所以它們的變化趨勢是相同的。增大過量空氣係數使通過受熱面的煙氣流速增大，也具有提高再熱器換熱的作用。上部煙道由懸吊管膜式壁中間隔牆分隔為前後兩個煙道，兩個煙道中分別布置有一次再熱器的低溫段和二次再熱器的低溫段，該懸吊管膜式壁作為低溫過熱器的一部分，是從低溫過熱器進口集箱引出的，回到低溫過熱器出口集箱或者回到中間混合集箱。中間隔牆一直延伸到尾部煙道入口處，並在此處設定兩個煙氣流量調節擋板。其目的在於通過調節擋板的開度來控制前後兩個煙道的煙氣流量，以達到調節前後兩個煙道內一、二次低溫再熱器的蒸汽溫升的目的。一次再熱低溫段溫升提高，則二次再熱低溫段溫升降低，反之依然。結合擺動燃燒器、調節過量空氣係數和煙氣擋板的調節幾種手段，可保證低負荷或燃料變化時，兩次再熱器都達到額定溫度。

優選的，一次再熱器靠近前牆布置，二次再熱器靠近後牆布置，由於後牆煙道靠近水平煙道，流速相對於前牆煙道快一些，而二次再熱器的蒸汽壓力要比一次再熱器壓力小，傳熱特性要差一些，因此二次再熱器布置在靠近後牆，有利於吸熱，使得一、二次再熱器吸熱平衡。

《一種具有兩次再熱器的塔式鍋爐》的二次再熱鍋爐過熱器和一次再熱器和二次再熱器的吸熱百分比為，過熱器吸熱量為65%-75%，一次再熱器吸熱量為15%-25%，二次再熱器吸熱量為10%-15%，三者之和為100%，優選比例約為71:17:12，各個比例數在正負1內浮動，各個比例數之和為100。過熱器內的蒸汽壓力為30兆帕-35兆帕，一次再熱器內的蒸汽壓力為5兆帕-13兆帕，二次再熱器內的蒸汽壓力為2兆帕-5兆帕。一、二次再熱器的材料相同，均為高等級不鏽鋼，牌號例如為：SA-213TP347HFG、SA-213TP310HcbN、SA-213S304H、SA-335pg1、15CrMoG、12Cr1MoVG、SA213T12、SA213T23、SA-335T91、SA210C。

附圖說明

圖1為《一種具有兩次再熱器的塔式鍋爐》的側視示意圖；

圖1

附圖示記說明：前牆水冷壁1、後牆水冷壁2、中間混合集箱3、水冷壁進口集箱4、爐頂5、爐膛6、燃燒器7、第二煙道的水平煙道8、第二煙道的垂直煙道9、省煤器10、一次再熱低溫再熱器11、二次再熱低溫再熱器12、一次再熱高溫再熱器熱段13、一次再熱高溫再熱器冷段14、低溫過熱器屏管段15、低溫過熱器垂直段受熱面16、隔牆下部（不帶鰭片）17、帶鰭片的隔牆18、分離器19、低溫過熱器進口集箱20、煙氣擋板21、低溫過熱器懸吊進口管22、上部懸吊管23、低溫過熱器出口集箱24、垂直段受熱面25、省煤器進口集箱26、省煤器出口集箱27、水冷壁出口集箱28、二次再熱高溫再熱器熱段29、二次再熱高溫再熱器冷段30、高溫過熱器31、爐膛垂直煙道32。

技術領域

《一種具有兩次再熱器的塔式鍋爐》涉及一種用於電力工業的有兩次再熱器的鍋爐。

權利要求

1.《一種具有兩次再熱器的塔式鍋爐》所述鍋爐為超臨界鍋爐，所述鍋爐的受熱面包括過熱器、一次再熱器、二次再熱器；過熱器包括低溫過熱器、高溫過熱器；其特徵在於：主汽系統流程為：給水進入前、後煙道省煤器（10），前後煙道省煤器為並聯布置，省煤器出口水由爐膛下部進入水冷壁（1），水冷壁出口連線分離器（19），分離器出口蒸汽依次進入低溫過熱器和高溫過熱器（31）中，最終進入汽機做功；一次再熱器的蒸汽來自汽機排汽，從蒸汽側溫度由低到高流向看，一次再熱器依次包括一次再熱低溫再熱器（11）、一次再熱高溫再熱器；最後該蒸汽進入汽機中做功；一次再熱器的蒸汽在汽機做功後，即成為汽機的排汽；二次再熱器的蒸汽來自該汽機的排汽，從蒸汽側溫度由低到高流向看，包括二次再熱低溫再熱器（12）、二次再熱高溫再熱器；最後該蒸汽進入汽機做功；一次再熱器和二次再熱器在爐膛垂直煙道中並聯布置；一次再熱高溫再熱器分為冷段（14）和熱段（13），二次再熱高溫再熱器分為冷段（30）和熱段（29）；低溫過熱器從蒸汽流向看，包括低溫過熱器懸吊進口管（22），低溫過熱器垂直段受熱面（16）和低溫過熱器屏管段（15）；所述一、二次再熱高溫再熱器冷段提前布置，即放在高溫過熱器下方布置，處在輻射特性強的區域，吸收部分輻射熱，所述一、二次再熱高溫再熱器熱段放在高溫過熱器上方布置；爐膛上部垂直煙道沿煙氣流向依次串聯布置有低溫過熱器屏管段，一、二次再熱高溫再熱器冷段，高溫過熱器，一、二次再熱高溫再熱器熱段，一、二次再熱低溫再熱器，省煤器及低溫過熱器懸吊進口管；一次再熱器冷段和二次再熱器冷段並聯布置，一次再熱器熱段和二次再熱器熱段並聯布置，一次再熱低溫再熱器和二次再熱低溫再熱器並聯布置。

2.根據權利要求1所述具有兩次再熱器的塔式鍋爐，其特徵在於：所述低溫過熱器屏管段，屏與屏之間的距離較大，能夠透過熱輻射；所述低溫過熱器垂直段受熱面（16）還可懸吊低溫過熱器屏管段上方的省煤器、再熱器、高溫過熱器；一、二次再熱高溫再熱器冷段設計成屏管式，部分布置在低溫過熱器的屏與屏之間空擋處的上方，能夠接受熱輻射；所述一、二次再熱高溫再熱器冷段還包括垂直段受熱面（25），所述冷段和熱段之間通過設定在垂直煙道內的垂直段受熱面（25）連線。

3.根據權利要求2所述具有兩次再熱器的塔式鍋爐，其特徵在於：煙氣流過一、二次再熱高溫再熱器熱段後，煙氣通道被分隔煙道隔牆分隔為前、後煙道，前煙道布置有一次再熱低溫再熱器和前煙道省煤器，後煙道布置有二次再熱低溫再熱器和後煙道省煤器；分隔煙道隔牆延伸到第二煙道入口處，並在此處設定煙氣擋板用於調節前後煙道煙氣流量；所述分隔煙道隔牆由懸吊管膜式壁構成，該懸吊管膜式壁作為低溫過熱器的一部分，從低溫過熱器進口集箱引出，回到低溫過熱器出口集箱或者回到中間混合集箱；一次再熱器靠近前牆布置，二次再熱器靠近後牆布置。

4.根據權利要求2所述具有兩次再熱器的塔式鍋爐，其特徵在於：所述過熱器、一次再熱器和二次再熱器出口蒸汽溫度達到600攝氏度至695攝氏度；二次再熱鍋爐過熱器和一次再熱器和二次再熱器的吸熱百分比為，過熱器吸熱量為65%-75%，一次再熱器吸熱量為15%-25%，二次再熱器吸熱量為10%-15%，三者之和為100%。

5.根據權利要求3所述具有兩次再熱器的塔式鍋爐，其特徵在於：所述過熱器內的蒸汽壓力為28兆帕-35兆帕；所述一次再熱器內的蒸汽壓力為5兆帕-14兆帕；所述二次再熱器內的蒸汽壓力為2兆帕-5兆帕。

6.根據權利要求2所述具有兩次再熱器的塔式鍋爐，其特徵在於：爐膛由膜式水冷壁組成，下部水冷壁採用螺旋管；上部水冷壁採用垂直管的布置方式；所述給水進入前、後煙道省煤器之後，然後依次進入爐膛下部螺旋圍繞管圈、進入中間混合集箱、爐膛上部垂直管屏、分離器、低溫過熱器和高溫過熱器，最後蒸汽進入汽機高壓缸做功。

7.根據權利要求2所述具有兩次再熱器的塔式鍋爐，其特徵在於：過熱器汽溫通過煤水比調節和兩級噴水來控制；一、二次再熱器汽溫同步採用燃燒器擺動調節，通過煙氣擋板調節一、二次再熱器間吸熱平衡；低溫再熱器出口連線管道上設定微量噴水。

實施方式

操作內容

如圖1所示，《一種具有兩次再熱器的塔式鍋爐》包含一個爐膛6，第一煙道即爐膛垂直煙道32，第一煙道上下分為分隔煙道和主煙道，分隔煙道被帶鰭片的隔牆18分為前煙道和後煙道；帶鰭片的隔牆18以下為不帶鰭片的受熱面光管子17，由於沒有鰭片的分隔，煙氣不受阻攔，帶鰭片的隔牆18為膜式水冷壁；第二煙道分水平煙道8和垂直煙道9。該鍋爐例如為燃用煤粉的鍋爐。

來自爐膛6下部的多個燃燒器7的高溫燃氣通過爐膛6，進入垂直方向的第一煙道32，然後進入第二煙道的水平煙道8，然後進入第二煙道的垂直煙道9。

爐膛上部垂直煙道沿煙氣流向依次串聯布置有低溫屏式過熱器，一、二次再熱高溫再熱器冷段，高溫過熱器、一、二次再熱高溫再熱器熱段及一、二次再熱低溫再熱器，前後牆省煤器，低溫過熱器懸吊進口管；一次再熱器冷段和二次再熱器冷段並聯布置，一次再熱器熱段和二次再熱器熱段並聯布置，一次再熱低溫再熱器和二次再熱低溫再熱器並聯布置。

上部懸吊管23是不通流通介質的，用於懸吊低溫過熱器懸吊進口管22。

如圖1所示，鍋爐為1000MW等級燃煤汽輪發電機組，超超臨界參數變壓運行螺旋管圈直流爐，單爐膛、二次中間再熱、採用切圓燃燒方式、平衡通風、固態排渣、全鋼懸吊結構塔式鍋爐、露天布置燃煤鍋爐。

如圖1和表1所示，主汽系統流程為：給水進入省煤器進口集箱26後進入前、後煙道省煤器10，前後煙道省煤器為並聯布置，水在省煤器中加熱後進入省煤器出口集箱27，省煤器出口集箱中的水由爐膛下部水冷壁進口集箱4匯合後進入前後水冷壁1、2，在水冷壁中加熱後進入水冷壁出口集箱28，水冷壁出口集箱連線汽水分離器19，分離器出口蒸汽依次進入低溫過熱器15和高溫過熱器31中，最終進入汽機做功。

鍋爐爐前沿寬度方向垂直布置6隻汽水分離器，其進出口分別與水冷壁和低溫過熱器相連線。當機組啟動，鍋爐負荷低於最低直流負荷30%BMCR時，蒸發受熱面出口的介質流經分離器前的分配器後進入分離器進行汽水分離，蒸汽通過分離器上部管接頭進入兩個分配器後進入一級過熱器，而飽和水則通過每個分離器筒身下方1根連線管道進入下方1隻貯水箱中，貯水箱上設有水位控制。貯水箱下方1根疏水管道引至一個連線件。通過連線件一路疏水至再循環系統，另一路接至大氣式擴容器中。

爐膛由膜式壁組成，水冷壁採用螺旋管加垂直管的布置方式。從爐膛冷灰斗進口到高溫過熱器末端處爐膛四周採用螺旋管圈；在高溫過熱器末端的上方為垂直管圈。

過熱器汽溫通過煤水比調節和兩級噴水來控制。一、二次再熱器汽溫同步採用燃燒器擺動調節，通過煙氣擋板調節一、二次再熱器間吸熱平衡。低溫再熱器出口連線管道上設定微量噴水。

實施案例

1、受熱面布置

二次再熱鍋爐和一次再熱鍋爐相比增加了一組高溫受熱面，有高溫過熱器、一次再熱高溫再熱器和二次再熱高溫再熱器，且再熱器的吸熱比例大幅增加，因此在設計中需要考慮合理進行受熱面匹配以滿足過熱蒸汽和再熱蒸汽吸熱的變化，同時滿足再熱蒸汽出口溫度提高的帶來的安全性的要求。

如果按常規的一次再熱設計理念，每一級受熱面串聯布置，會導致有一級高溫受熱面無法得到足夠的換熱溫壓，從而需要布置大量效率低下的換熱面積。故在二次再熱受熱面設計中，大膽地採用部分再熱器提前，吸收部分輻射熱量，並將兩次高再受熱面並聯布置的方式，達到換熱、經濟性、安全性的最佳平衡。由於低溫過熱器在一、二次再熱高溫再熱器冷段之前，擋住了部分熱輻射，因此將低溫過熱器設計成屏管式過熱器，屏與屏之間的距離較大，距離大約是700毫米-1300毫米，優選900毫米-1100毫米，部分熱輻射能夠穿透低溫過熱器屏管，到達一、二次再熱高溫再熱器冷段。一、二次再熱高溫再熱器冷段設計成屏管式，部分布置在低溫過熱器的屏與屏之間空擋處的上方，能夠接受熱輻射，此處溫度也較高，超過1000攝氏度，甚至達到1300攝氏度-1500攝氏度，具有較高的熱輻射特性；一、二次再熱高溫再熱器冷段還包括垂直段受熱面（25），垂直段受熱面（25）與一、二次再熱高溫再熱器熱段相連，垂直段受熱面（25）設定在爐膛中，優選設定在爐膛中間位置，最優選設定在不帶鰭片的隔牆17的兩側。設計成屏管式的低溫過熱器，屏與屏之間的距離較大，能夠透過熱輻射；低溫過熱器還包括垂直段受熱面16，垂直段受熱面16還可懸吊低溫過熱器管屏段上方的省煤器、再熱器、高溫過熱器等，作為這些受熱面的懸吊受力點。另外低溫再熱器與再熱高溫再熱器冷段通過爐膛外的集箱相連，更具體的，低溫再熱器出口集箱與再熱高溫再熱器冷段進口集箱通過管道相連。

2、調溫方式

在機組運行過程中，往往需要無論在滿負荷還是低負荷，過熱蒸汽出口溫度還是再熱蒸汽出口溫度均能達到設計值，這樣機組就能獲得較高的效率。在蒸汽出口溫度較低的機組中，調溫方式的選擇已經是一個重要的課題，對於選用的600攝氏度以上的蒸汽出口溫度、二次再熱的二次再熱超超臨界機組，調溫方式的選擇就更為重要。

從各級蒸汽的做功能力來看，一次汽的溫度級別高於二次汽的溫度級別，二次汽的溫度級別高於三次汽的溫度級別。在進行調溫方案選擇時需要對各級蒸汽進行分別控制。

3、再熱蒸汽調溫方案

該實施例再熱蒸汽調溫方式：擺動燃燒器+煙氣擋板+噴水減溫。

調溫的目標：通過採用有效的溫度調節手段，確保一次再熱蒸汽出口溫度在50%~100%BMCR工況下和二次再熱蒸汽出口溫度在65%~100%BMCR工況下均能達到設計值。

為了有效解決低負荷時再熱蒸汽的調溫效果，燃燒器的設計能夠上下擺動，通過燃燒器的擺動調節燃燒中心的高度，通過燃燒中心的調整改變爐膛出口的煙氣溫度，影響高溫再熱器的吸熱量，從而調節再熱蒸汽出口溫度。由於一二次高再都設定了一部分吸收輻射熱的受熱面，火焰中心的變化對再熱汽溫的影響顯著，可保證一二次再熱器在較大負荷範圍內達到額定汽溫。同時選用煙氣擋板調溫方式，通過擋板開度控制進入前後分隔煙道中的煙氣份額，改變一二次再熱器間的吸熱分配比例來達到調節一二次再熱器出口溫度平衡的目的。同時另外，在再熱器的管道上配置噴水減溫防止超溫情況的發生和有效控制左右側的蒸汽溫度偏差。

低溫再熱器和高溫再熱器之間布置四點微量噴水減溫，低溫再熱器進口布置兩點噴水減溫，在正常運行工況下噴水減溫不投入運行，僅在緊急事故工況下運行，總的噴水能力為3%，管道和閥門的能力按照設計噴水量的250%考慮。

該方案一、二次再熱汽的蒸汽進出口溫度是比較接近的，一、二次再熱器受熱面面積的比例與一、二次再熱吸熱量比例也是基本一致的。故一、二次再熱器受熱面並聯布置的形式可保證兩次再熱器吸熱量隨負荷變化的趨勢是基本相同的。通過擺動燃燒器對火焰中心的調整，可保證一、二次再熱器出口汽溫都基本達到額定值，兩者間本來就不大的吸熱量差異再通過尾部煙氣擋板的調整達到平衡。另外，一、二次再熱器都布置了一部分輻射受熱面，使鍋爐具有了在較低負荷也具有良好再熱汽溫的特點。

專利榮譽

2021年6月24日，《一種具有兩次再熱器的塔式鍋爐》獲得第二十二屆中國專利優秀獎。