CN104482582A - 一种全适应型单转子低真空循环水供热系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种全适应型单转子低真空循环水供热系统。本发明的特征是：包括1#热网回水母管、左侧热网水进水支管、左侧热网水出水支管、右侧热网水进水支管、右侧热网水出水支管、左侧热网水进水阀、左侧热网水出水阀、右侧热网水进水阀和右侧热网水出水阀，左侧热网水进水支管的一端接在1#热网回水母管上，另一端接在左侧循环水进水支管上，左侧热网水进水阀装在左侧热网水进水支管上；左侧热网水出水支管的一端接在左侧循环水出水支管上，另一端接在2#热网回水母管上；右侧热网水进水支管的一端接在1#热网回水母管上，另一端接在右侧循环水进水支管上。本发明的运行方式灵活，能最大程度同时满足电热负荷，无需停机更换转子。

Description

一种全适应型单转子低真空循环水供热系统

技术领域

本发明涉及一种全适应型单转子低真空循环水供热系统，具体涉及一种湿冷机组热电厂的热网加热系统，尤其适用于热网回水温度较低、规模较大的集中供热系统的热电厂，属于热电厂供热系统领域。

背景技术

近些年来，越来越多的热电厂实施了汽轮机乏汽余热回收供热改造，其中低真空供热技术占了相当大的比重，对于解决热电厂供热能力不足问题，实现节能减排均起到了积极的作用。但目前的低真空供热设计均是回收全部汽轮机乏汽热量，由于受到外界热负荷限制，机组需以热定电运行，运行方式不灵活，接待电负荷的能力受到限制，存在“电和热”的矛盾。另一方面，目前的低真空供热技术基本均为双转子互换高背压技术，每年需两次停机（供暖开始和供暖结束）更换汽轮机转子，检修时间长，影响机组全年发电量。

如公开日为2014年8月27日，公开号为CN203797762U的中国专利中，公开了一种双背压循环水供热系统，该双背压循环水供热系统包括一个凝汽器和一个热网加热器，在供热期将凝汽器中的海水循环水系统切换至热网循环泵建立起来的热水管网循环水回路，形成新的“热-水”交换系统；在非供热期将凝汽器的热网循环水系统切换至纯凝工况下的海水循环水系统，恢复纯凝运行工况。该双背压循环水供热系统每年需要停机两次更换转子，且供暖期运行时以热定电运行，运行方式不灵活。

又如公开日为2011年10月12日，公开号为CN202008178U的中国专利中，公开了低压缸背压转子互换循环水供热节能系统，该低压缸背压转子互换循环水供热节能系统和上述公开号为CN203797762U的双背压循环水供热系统的原理类似，也包括一个凝汽器和一个热网加热器，在供热期凝汽器用于供热加热热网水，在非供热期恢复正常循环水系统。该低压缸背压转子互换循环水供热节能系统每年也需要停机两次更换转子，且供暖期运行时以热定电运行，运行方式不灵活。

综上所述，目前还没有一种结构设计合理，系统灵活设置可随时切换，既能满足电网负荷调节指令，又能满足热负荷需求，且不需停机便可在纯凝和供暖工况之间进行无缝切换的低真空循环水供热系统。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理，系统灵活设置可随时切换，既能满足电网负荷调节指令，又能满足热负荷需求，且不需停机便可在纯凝和供暖工况之间进行无缝切换，运行方式灵活，能最大程度同时满足电热负荷，且无需停机更换转子的全适应型单转子低真空循环水供热系统。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：该全适应型单转子低真空循环水供热系统包括汽轮机、凝汽器、循环水泵、冷却塔、热网加热器、热网循环水泵、采暖抽汽管道、热网供水母管、循环水进水母管、循环水出水母管、左侧循环水进水支管、左侧循环水出水支管、右侧循环水进水支管、右侧循环水出水支管、左侧循环水进水阀、左侧循环水出水阀、右侧循环水进水阀、右侧循环水出水阀和2#热网回水母管，所述汽轮机和凝汽器连接，所述2#热网回水母管的一端连接在热网循环水泵上，所述热网供水母管的一端连接在热网循环水泵上，所述热网加热器安装在热网供水母管上，所述采暖抽汽管道的两端分别连接在汽轮机和热网加热器上；所述循环水进水母管的一端连接在冷却塔上，所述循环水泵安装在循环水进水母管上，所述循环水出水母管的一端连接在冷却塔上；所述左侧循环水进水支管的一端连接在凝汽器上，该左侧循环水进水支管的另一端连接在循环水进水母管的另一端，所述左侧循环水进水阀安装在左侧循环水进水支管上，所述左侧循环水出水支管的一端连接在凝汽器上，该左侧循环水出水支管的另一端连接在循环水出水母管的另一端，所述左侧循环水出水阀安装在左侧循环水出水支管上；所述右侧循环水进水支管的一端连接在凝汽器上，该右侧循环水进水支管的另一端连接在循环水进水母管的另一端，所述右侧循环水进水阀安装在右侧循环水进水支管上，所述右侧循环水出水支管的一端连接在凝汽器上，该右侧循环水出水支管的另一端连接在循环水出水母管的另一端，所述右侧循环水出水阀安装在右侧循环水出水支管上；其结构特点在于：还包括1#热网回水母管、左侧热网水进水支管、左侧热网水出水支管、右侧热网水进水支管、右侧热网水出水支管、左侧热网水进水阀、左侧热网水出水阀、右侧热网水进水阀和右侧热网水出水阀，所述左侧热网水进水支管的一端连接在1#热网回水母管上，该左侧热网水进水支管的另一端连接在左侧循环水进水支管上，所述左侧热网水进水支管的另一端位于左侧循环水进水阀和凝汽器之间，所述左侧热网水进水阀安装在左侧热网水进水支管上；所述左侧热网水出水支管的一端连接在左侧循环水出水支管上，该左侧热网水出水支管的一端位于左侧循环水出水阀和凝汽器之间，所述左侧热网水出水支管的另一端连接在2#热网回水母管上，所述左侧热网水出水阀安装在左侧热网水出水支管上；所述右侧热网水进水支管的一端连接在1#热网回水母管上，该右侧热网水进水支管的另一端连接在右侧循环水进水支管上，所述右侧热网水进水支管的另一端位于右侧循环水进水阀和凝汽器之间，所述右侧热网水进水阀安装在右侧热网水进水支管上；所述右侧热网水出水支管的一端连接在右侧循环水出水支管上，该右侧热网水出水支管的一端位于右侧循环水出水阀和凝汽器之间，所述右侧热网水出水支管的另一端连接在2#热网回水母管上，所述右侧热网水出水阀安装在右侧热网水出水支管上。

作为优选，本发明所述左侧循环水进水阀、左侧循环水出水阀、右侧循环水进水阀、右侧循环水出水阀、左侧热网水进水阀、左侧热网水出水阀、右侧热网水进水阀和右侧热网水出水阀为电动阀、手动阀、气动阀和液压阀中的任意一种。

作为优选，本发明所述汽轮机的低压缸转子始终为同一根转子，在供暖期开始或结束时无需更换转子。

作为优选，本发明所述的凝汽器实现纯凝时，全循环水运行；供暖开始，纯凝向供热切换时，无停机切换，或者当供暖结束，供热向纯凝切换时，无停机切换；供暖期根据机组电负荷或热负荷的不同，实现凝汽器半侧循环水和半侧热网水运行，或者全热网水运行，机组无需以热定电运行。

作为优选，本发明不需停机即可实现不同运行工况之间的连续调整，满足机组电热需求；供热工况时，低压缸转子不需更换，仍为原转子，不新增检修量；机组纯凝工况运行时，左侧热网水进水阀、左侧热网水出水阀、右侧热网水进水阀和右侧热网水出水阀关闭，左侧循环水进水阀、左侧循环水出水阀、右侧循环水进水阀和右侧循环水出水阀开启，凝汽器通循环水；当机组由纯凝工况转为供热工况运行时，不需要停机，关闭左侧循环水进水阀和左侧循环水出水阀，使凝汽器维持右半侧运行，再开启左侧热网水进水阀和左侧热网水出水阀，即可使凝汽器半侧运行循环水和半侧运行热网水；随着外界热负荷增加，减小凝汽器右侧的循环水流量，当热负荷进一步增加时，将凝汽器右侧的循环水切换为热网水运行，实现凝汽器乏汽热量全部回收对外供热；供暖季结束，机组由供热工况向纯凝工况切换时，通过凝汽器的半侧运行恢复纯凝工况运行。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：结构简单，设计合理，系统灵活设置可随时切换，既能满足电网负荷调节指令，又能满足热负荷需求，且不需停机便可在纯凝和供暖工况之间进行无缝切换，运行方式灵活，能最大程度同时满足电热负荷，且无需停机更换转子。当供暖开始，机组由纯凝工况向供热工况切换时，不需要停机更换转子，通过凝汽器变工况运行，水系统由循环水切至热网水系统便可实现无停机切换；当供暖结束，机组由供热工况向纯凝工况切换时，也不需要停机更换转子，通过凝汽器变工况运行，水系统由热网水切至循环水系统便可实现无停机切换。本发明可有效避免出现双转子互换高背压技术每年两次停机更换转子的情况，既节省了人力物力，又节省了两次检修时间，对机组发电有利。在供暖时期根据机组电负荷或热负荷的不同，可实现凝汽器半侧循环水和半侧热网水运行，或者全热网水运行，机组无需以热定电运行。

本发明可以对汽轮机低压缸转子末级或次末级叶片进行改造，或者不改造低压缸转子而通过大温差热泵等方式降低热网回水温度，使机组在供热工况运行时不需更换新转子，再通过凝汽器两侧循环水支管和热网水支管阀门的切换实现机组在纯凝和供热工况间的不停机无缝切换。根据供热需求，凝汽器可实现两侧全部循环水运行，半侧循环水和半侧热网水运行，或者两侧全部热网水运行这三种状态。机组可不受热负荷限制，无需以热定电运行，运行方式灵活，并最大程度满足了机组对电热两种产品的实时调节需求，而且机组每年的检修维护工作量很少。

附图说明

图1是本发明实施例中的全适应型单转子低真空循环水供热系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例。

参见图1，本实施例中的全适应型单转子低真空循环水供热系统包括汽轮机1、凝汽器2、循环水泵3、冷却塔4、热网加热器5、热网循环水泵6、采暖抽汽管道7、1#热网回水母管8、热网供水母管9、循环水进水母管10、循环水出水母管11、左侧循环水进水支管12、左侧循环水出水支管13、右侧循环水进水支管14、右侧循环水出水支管15、左侧热网水进水支管16、左侧热网水出水支管17、右侧热网水进水支管18、右侧热网水出水支管19、左侧循环水进水阀20、左侧循环水出水阀21、右侧循环水进水阀22、右侧循环水出水阀23、左侧热网水进水阀24、左侧热网水出水阀25、右侧热网水进水阀26、右侧热网水出水阀27和2#热网回水母管28。

本实施例中的汽轮机1和凝汽器2连接，2#热网回水母管28的一端连接在热网循环水泵6上，热网供水母管9的一端连接在热网循环水泵6上，热网加热器5安装在热网供水母管9上，采暖抽汽管道7的两端分别连接在汽轮机1和热网加热器5上。

本实施例中的循环水进水母管10的一端连接在冷却塔4上，循环水泵3安装在循环水进水母管10上，循环水出水母管11的一端连接在冷却塔4上。本实施例中的左侧循环水进水支管12的一端连接在凝汽器2上，该左侧循环水进水支管12的另一端连接在循环水进水母管10的另一端，左侧循环水进水阀20安装在左侧循环水进水支管12上，左侧循环水出水支管13的一端连接在凝汽器2上，该左侧循环水出水支管13的另一端连接在循环水出水母管11的另一端，左侧循环水出水阀21安装在左侧循环水出水支管13上。

本实施例中的右侧循环水进水支管14的一端连接在凝汽器2上，该右侧循环水进水支管14的另一端连接在循环水进水母管10的另一端，右侧循环水进水阀22安装在右侧循环水进水支管14上，右侧循环水出水支管15的一端连接在凝汽器2上，该右侧循环水出水支管15的另一端连接在循环水出水母管11的另一端，右侧循环水出水阀23安装在右侧循环水出水支管15上。

本实施例中的左侧热网水进水支管16的一端连接在1#热网回水母管8上，该左侧热网水进水支管16的另一端连接在左侧循环水进水支管12上，左侧热网水进水支管16的另一端位于左侧循环水进水阀20和凝汽器2之间，左侧热网水进水阀24安装在左侧热网水进水支管16上。本实施例中的左侧热网水出水支管17的一端连接在左侧循环水出水支管13上，该左侧热网水出水支管17的一端位于左侧循环水出水阀21和凝汽器2之间，左侧热网水出水支管17的另一端连接在2#热网回水母管28上，左侧热网水出水阀25安装在左侧热网水出水支管17上。

本实施例中的右侧热网水进水支管18的一端连接在1#热网回水母管8上，该右侧热网水进水支管18的另一端连接在右侧循环水进水支管14上，右侧热网水进水支管18的另一端位于右侧循环水进水阀22和凝汽器2之间，右侧热网水进水阀26安装在右侧热网水进水支管18上。本实施例中的右侧热网水出水支管19的一端连接在右侧循环水出水支管15上，该右侧热网水出水支管19的一端位于右侧循环水出水阀23和凝汽器2之间，右侧热网水出水支管19的另一端连接在2#热网回水母管28上，右侧热网水出水阀27安装在右侧热网水出水支管19上。

本发明中的左侧循环水进水阀20、左侧循环水出水阀21、右侧循环水进水阀22、右侧循环水出水阀23、左侧热网水进水阀24、左侧热网水出水阀25、右侧热网水进水阀26和右侧热网水出水阀27可以为电动阀、手动阀和气动阀中的一种，或者可以为液压阀。

本发明汽轮机1的低压缸转子始终为同一根转子，在供暖期开始或结束时无需更换转子。凝汽器2实现纯凝时，全循环水运行；供暖开始，纯凝向供热切换时，无停机切换，或者当供暖结束，供热向纯凝切换时，无停机切换；供暖期根据机组电负荷或热负荷的不同，实现凝汽器2半侧循环水和半侧热网水运行，或者全热网水运行，机组无需以热定电运行。

本发明不需停机即可实现不同运行工况之间的连续调整，满足机组电热需求；供热工况时，低压缸转子不需更换，仍为原转子，不新增检修量；机组纯凝工况运行时，左侧热网水进水阀24、左侧热网水出水阀25、右侧热网水进水阀26和右侧热网水出水阀27关闭，左侧循环水进水阀20、左侧循环水出水阀21、右侧循环水进水阀22和右侧循环水出水阀23开启，凝汽器2通循环水；当机组由纯凝工况转为供热工况运行时，不需要停机，关闭左侧循环水进水阀20和左侧循环水出水阀21，使凝汽器2维持右半侧运行，再开启左侧热网水进水阀24和左侧热网水出水阀25，即可使凝汽器2半侧运行循环水和半侧运行热网水；随着外界热负荷增加，减小凝汽器2右侧的循环水流量，当热负荷进一步增加时，将凝汽器2右侧的循环水切换为热网水运行，实现凝汽器2乏汽热量全部回收对外供热；供暖季结束，机组由供热工况向纯凝工况切换时，通过凝汽器2的半侧运行恢复纯凝工况运行。

本发明的左侧循环水进水支管12、左侧循环水出水支管13、右侧循环水进水支管14、右侧循环水出水支管15、左侧热网水进水支管16、左侧热网水出水支管17、右侧热网水进水支管18、右侧热网水出水支管19、左侧循环水进水阀20、左侧循环水出水阀21、右侧循环水进水阀22、右侧循环水出水阀23、左侧热网水进水阀24、左侧热网水出水阀25、右侧热网水进水阀26和右侧热网水出水阀27中带有的“左侧”和“右侧”仅仅是为了叙述的方便，不仅限于空间位置的左侧和右侧。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。凡依据本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种全适应型单转子低真空循环水供热系统，包括汽轮机、凝汽器、循环水泵、冷却塔、热网加热器、热网循环水泵、采暖抽汽管道、热网供水母管、循环水进水母管、循环水出水母管、左侧循环水进水支管、左侧循环水出水支管、右侧循环水进水支管、右侧循环水出水支管、左侧循环水进水阀、左侧循环水出水阀、右侧循环水进水阀、右侧循环水出水阀和2#热网回水母管，所述汽轮机和凝汽器连接，所述2#热网回水母管的一端连接在热网循环水泵上，所述热网供水母管的一端连接在热网循环水泵上，所述热网加热器安装在热网供水母管上，所述采暖抽汽管道的两端分别连接在汽轮机和热网加热器上；所述循环水进水母管的一端连接在冷却塔上，所述循环水泵安装在循环水进水母管上，所述循环水出水母管的一端连接在冷却塔上；所述左侧循环水进水支管的一端连接在凝汽器上，该左侧循环水进水支管的另一端连接在循环水进水母管的另一端，所述左侧循环水进水阀安装在左侧循环水进水支管上，所述左侧循环水出水支管的一端连接在凝汽器上，该左侧循环水出水支管的另一端连接在循环水出水母管的另一端，所述左侧循环水出水阀安装在左侧循环水出水支管上；所述右侧循环水进水支管的一端连接在凝汽器上，该右侧循环水进水支管的另一端连接在循环水进水母管的另一端，所述右侧循环水进水阀安装在右侧循环水进水支管上，所述右侧循环水出水支管的一端连接在凝汽器上，该右侧循环水出水支管的另一端连接在循环水出水母管的另一端，所述右侧循环水出水阀安装在右侧循环水出水支管上；其特征在于：还包括1#热网回水母管、左侧热网水进水支管、左侧热网水出水支管、右侧热网水进水支管、右侧热网水出水支管、左侧热网水进水阀、左侧热网水出水阀、右侧热网水进水阀和右侧热网水出水阀，所述左侧热网水进水支管的一端连接在1#热网回水母管上，该左侧热网水进水支管的另一端连接在左侧循环水进水支管上，所述左侧热网水进水支管的另一端位于左侧循环水进水阀和凝汽器之间，所述左侧热网水进水阀安装在左侧热网水进水支管上；所述左侧热网水出水支管的一端连接在左侧循环水出水支管上，该左侧热网水出水支管的一端位于左侧循环水出水阀和凝汽器之间，所述左侧热网水出水支管的另一端连接在2#热网回水母管上，所述左侧热网水出水阀安装在左侧热网水出水支管上；所述右侧热网水进水支管的一端连接在1#热网回水母管上，该右侧热网水进水支管的另一端连接在右侧循环水进水支管上，所述右侧热网水进水支管的另一端位于右侧循环水进水阀和凝汽器之间，所述右侧热网水进水阀安装在右侧热网水进水支管上；所述右侧热网水出水支管的一端连接在右侧循环水出水支管上，该右侧热网水出水支管的一端位于右侧循环水出水阀和凝汽器之间，所述右侧热网水出水支管的另一端连接在2#热网回水母管上，所述右侧热网水出水阀安装在右侧热网水出水支管上。

2.根据权利要求1所述的全适应型单转子低真空循环水供热系统，其特征在于：所述左侧循环水进水阀、左侧循环水出水阀、右侧循环水进水阀、右侧循环水出水阀、左侧热网水进水阀、左侧热网水出水阀、右侧热网水进水阀和右侧热网水出水阀为电动阀、手动阀、气动阀和液压阀中的任意一种。

3.根据权利要求1或2所述的全适应型单转子低真空循环水供热系统，其特征在于：所述汽轮机的低压缸转子始终为同一根转子，在供暖期开始或结束时无需更换转子。

4.根据权利要求1或2所述的全适应型单转子低真空循环水供热系统，其特征在于：所述的凝汽器实现纯凝时，全循环水运行；供暖开始，纯凝向供热切换时，无停机切换，或者当供暖结束，供热向纯凝切换时，无停机切换；供暖期根据机组电负荷或热负荷的不同，实现凝汽器半侧循环水和半侧热网水运行，或者全热网水运行，机组无需以热定电运行。

5.根据权利要求1或2所述的全适应型单转子低真空循环水供热系统，其特征在于：不需停机即可实现不同运行工况之间的连续调整，满足机组电热需求；供热工况时，低压缸转子不需更换，仍为原转子，不新增检修量；机组纯凝工况运行时，左侧热网水进水阀、左侧热网水出水阀、右侧热网水进水阀和右侧热网水出水阀关闭，左侧循环水进水阀、左侧循环水出水阀、右侧循环水进水阀和右侧循环水出水阀开启，凝汽器通循环水；当机组由纯凝工况转为供热工况运行时，不需要停机，关闭左侧循环水进水阀和左侧循环水出水阀，使凝汽器维持右半侧运行，再开启左侧热网水进水阀和左侧热网水出水阀，即可使凝汽器半侧运行循环水和半侧运行热网水；随着外界热负荷增加，减小凝汽器右侧的循环水流量，当热负荷进一步增加时，将凝汽器右侧的循环水切换为热网水运行，实现凝汽器乏汽热量全部回收对外供热；供暖季结束，机组由供热工况向纯凝工况切换时，通过凝汽器的半侧运行恢复纯凝工况运行。