複合循環鍋爐

複合循環鍋爐是帶有再循環泵的一種強制流動的鍋爐。即在水冷壁中，除有一股由給水泵壓送的直流水流通過之外，還增加了一股由再循環泵送來的循環水流。

原理

水冷壁中的流量是給水流量和再循環流量之和，而過熱器中工質的流量則等於給水流量。亦即這種鍋爐可以使循環倍率大於1。

複合循環鍋爐

特點

與同容量的直流鍋爐相比，複合循環鍋爐的水冷壁中能有較大的質量流速，以保證水冷壁的安全工作。這在低負荷下運行時，其優點尤為明顯。複合循環鍋爐具有以下特點。

複合循環鍋爐

①即使在容量為300～600兆瓦的大型機組中,在選用較大的水冷壁管徑下,採用一次上升管屏式也能保證有足夠的質量流速。

②由於再循環的作用,通過水冷壁的工質流量可以大於鍋爐的蒸發量,所以按額定負荷選用的質量流速可比直流鍋爐低得多。因而複合循環鍋爐的水阻力和給水泵的動力消耗都比直流鍋爐的小得多。

③複合循環鍋爐水冷壁可以不採用導致流動阻力增加和加工困難的內螺紋管。

④由於具有再循環泵,鍋爐的最低負荷可以降至額定負荷的5%左右（保護過熱器所需要的流量）；啟動旁路系統（主要是為汽輪機的需要而設定）可按額定負荷的 5～10%的容量設計。既節省投資，又減少啟動時的熱量損失和工質損失。

⑤由於再循環水可使水冷壁進口工質的焓值提高，相應的水冷壁的焓增可以減少，這有利於蒸發受熱面水動力的穩定性和減少其熱偏差。

⑥複合循環鍋爐帶有在高壓高溫下工作的再循環泵,其製造工藝複雜。其流量-壓頭特性曲線應與鍋爐蒸發受熱面在不同負荷下的阻力特性相吻合，故性能良好的再循環泵是實現複合循環鍋爐的關鍵設備。

⑦亞臨界壓力複合循環鍋爐帶有立式汽水分離器，其橫斷面積小，水位波動大，水位調節（即給水調節）比較困難。此外，在運行中由分離器出來進入過熱器的蒸汽的溫度隨負荷的變化較大，給汽溫調節增加一定的複雜性。

由於上述特點，複合循環鍋爐在各國的亞臨界和超臨界壓力大型機組中得到廣泛套用。它的水冷壁管圈型式採用沒有中間混合的一次上升立式膜式水冷壁管屏，但也有採用螺旋圍繞上升管圈的。

分類

超臨界壓力

複合循環鍋爐可分為超臨界壓力和亞臨界壓力兩種。

①超臨界壓力複合循環鍋爐：基本上可分為再循環泵串聯布置與並聯布置兩種方式。其典型原理性系統。從圖中可見,在串聯布置方式（圖a）中，循環泵布置在鍋爐主通道中，使所有的工質都流過它，循環泵的作用除造成工質再循環外，還起升壓的作用。當負荷低到某一數值時（例如80%負荷左右），水冷壁出口的壓力比循環泵進口的為高，因而一部分工質就通過再循環管流向循環泵進口。在滿負荷時不再有再循環流量，這時循環泵可以切除，讓工質通過直流通道運行；或者，也可以讓循環泵單純作為升壓泵留在系統中運行。

在並聯布置方式 （圖b）中，通過循環泵的工質流量要比串聯布置的少得多，所以循環泵的功率消耗也要小得多。但通過循環泵的工質溫度則較高。一般這種布置方式的多做成直到滿負荷時也有一定的循環流量。

亞臨界壓力

②亞臨界壓力複合循環鍋爐：在亞臨界參數下採用複合循環的好處同樣也是可以選擇較為合適的管徑，採用中間沒有混合的一次上升管圈形式，以比純直流系統小得多的質量流速和大為減小蒸發部分的阻力，避免產生膜態沸騰並減小啟動流量。然而在亞臨界壓力下由於出現汽水混合物兩相流體，因此必須採用汽水分離器來實現工質再循環。亞臨界複合循環可分為全負荷再循環和部分再循環兩種方式。