在发电厂中,蒸汽在汽轮机高压缸中做功后变为相对较低的压力,由高压缸排出,进入锅炉一次再热器中加热,并供给汽轮机一次再热中压缸做功后排出,进入锅炉二次再热器中加热,并供给汽轮机二次再热中压缸和低压缸做功。这种具有两次再热的热力循环比一次再热的热力循环具有更高的效率。上述具有二次再热的锅炉用于发电厂中。
对热力循环效率影响因素主要有用于做功的蒸汽压力、蒸汽温度和再热级数。当前一次再热机组的蒸汽温度普遍在600摄氏度。而已有的二次再热机组过热器及再热器温度普遍较低,未超过580摄氏度。为了进一步提高热力循环效率,《一种具有两次再热器的塔式锅炉》提出过热汽温和再热汽温都达到600摄氏度以上的二次再热锅炉。
截至2012年9月,通常一次再热锅炉过热器和再热器的吸热比例约为80:20。再热器吸热比例较少,且仅有一次再热出口温度达到600摄氏度以上,通常将再热器布置在烟温区域在1000摄氏度到800摄氏度的区域,采用对流换热。而《一种具有两次再热器的塔式锅炉》的二次再热锅炉过热器和一次再热器和二次再热器的吸热比例约为71:17:12。再热器吸热比例较大,且有两次再热出口温度达到600摄氏度以上,由于传热需要有足够的传热温差,否则需要布置大量的换热面积,不仅提高成本,而且在有限空间内难以布置,增大锅炉尺寸。因此如何布置包括过热器、一次再热器、二次再热器在内的三次蒸汽温度都达到600摄氏度的受热面,成为高参数二次再热锅炉设计的一个难点。
另外,一次再热汽温的调节一般采用摆动燃烧器、调节烟气挡板等手段中的一种即可满足要求。由于存在两次再热器,如何调节两次再热器的汽温是另外一个难点。
《一种具有两次再热器的塔式锅炉》所指的超超临界锅炉或者超临界锅炉,指的是锅炉内工质的压力。锅炉内的工质都是水,水的临界压力是:22.115兆帕,374摄氏度;在这个压力和温度时,水和蒸汽的密度是相同的,就叫水的临界点,炉内工质压力低于这个压力就叫亚临界锅炉,大于这个压力就是超临界锅炉,炉内蒸汽温度不低于593摄氏度或蒸汽压力不低于31兆帕被称为超超临界,超超临界也属于超临界范围。