CN105840244B - 一种光轴高背压供热汽轮机 - Google Patents

Abstract

一种光轴高背压供热汽轮机，它涉及一种供热汽轮机。本发明解决了现有蝶阀调整抽汽供热机组在供热工况下，低压转子易产生鼓风发热现象，且机组热效率低，供热抽汽能力较差的问题。本发明的低压转子为光轴转子，低压缸的上端设有两个低压进汽口，每个低压进汽口各与一个堵板密封连接，采暖抽汽管道的下端与中压缸上方的两个中压排气口连通，采暖抽汽管道的上端管壁上分别开设有第一供汽口和第二供汽口，第一供汽口与现有热网加热器连接，第二供汽口与冷却蒸汽管道的一端连接，冷却蒸汽管道的另一端穿过其中一个堵板与相应的低压进汽口连通，减温减压装置设置在冷却蒸汽管道内。本发明用于供热。

Description

一种光轴高背压供热汽轮机

技术领域

本发明涉及一种供热汽轮机，特别涉及一种光轴高背压供热汽轮机。

背景技术

供热汽轮机是一种既能带动发电机发电又能对外供热的汽轮机。目前投入运行的国内的供热机组大多采用纯背压机非调整抽汽方式或蝶阀调整抽汽方式，这两种供热机组具有较明显的优缺点：

背压供热机组将高参数的机组排汽全部作为供热汽源，在供热工况下热效率高，供热能力强；然而在夏季非供热工况下，其排汽冷源损失较大，造成较大的能源浪费；

蝶阀调整抽汽供热机组(如图1所示)，在夏季纯凝工况下，连通管上的蝶阀处于完全开启状态，中压缸排汽除一小部分进入低压加热器外，其余全部进入低压缸，此时的机组为高效的回热循环机型，发电能力强，热效率高；然而在供热工况下，其低压缸进汽量降低，低压转子易产生鼓风发热现象，且机组热效率低，供热抽汽能力较差。

发明内容

本发明为了解决现有蝶阀调整抽汽供热机组在供热工况下，低压转子易产生鼓风发热现象，且机组热效率低，供热抽汽能力较差的问题，提供一种光轴高背压供热汽轮机。

本发明为了解决上述技术问题采取的技术方案是：本发明的一种光轴高背压供热汽轮机包括由左至右依次设置的第一轴承箱、高压缸、第二轴承箱、中压缸、第三轴承箱、低压缸、第四轴承箱和发电机，高压缸的高压转子、中压缸的中压转子、低压缸的低压转子和发电机转子同轴连接，高压转子的调端安装在第一轴承箱内的第一轴承上，高压转子的电端和中压转子的调端共同安装在第二轴承箱内的第二轴承上，中压转子的电端安装在第三轴承箱内的第三轴承上，低压转子的调端安装在第三轴承箱内的第四轴承上，低压转子的电端安装在第四轴承箱内的第五轴承上并与发电机转子固接，它还包括采暖抽汽管道、冷却蒸汽管道、减温减压装置和两个堵板，所述低压转子为光轴转子，低压缸的上端设有两个低压进汽口，每个低压进汽口各与一个堵板密封连接，采暖抽汽管道的下端与中压缸上方的两个中压排气口连通，采暖抽汽管道的上端管壁上分别开设有第一供汽口和第二供汽口，第一供汽口与现有热网加热器连接，第二供汽口与冷却蒸汽管道的一端连接，冷却蒸汽管道的另一端穿过其中一个堵板与相应的低压进汽口连通，减温减压装置设置在冷却蒸汽管道内。

本发明的有益效果是：

1、本发明通过对现有蝶阀抽汽供热机组进行系统优化和结构优化，将原低压转子更换为光轴转子，即转子上无叶片装配，仅起到传递扭矩的作用，避免了低压转子叶片产生鼓风发热现象，同时拆除原连通管，并设置采暖抽汽管道，供热工况下，低压缸不做功，供热方式变为背压供热方式，中压排汽除少部分用于回热抽汽外，绝大部分经过采暖抽汽管道进入热网加热器供热，有效提高了机组供热能力，提高机组热效率；

2、由于供热工况下，光轴转子会与低压缸内的蒸汽或空气产生摩擦发热，因此本发明设有冷却蒸汽管道和减温减压装置，可将少部分的中压排汽冷却降温后输送至低压缸，对低压转子进行冷却。

附图说明

图1是现有蝶阀调整抽汽供热机组的主剖视图；

图2是本发明的主剖视图(发电机未示出)；

图3是图2的俯视图；

图4是采暖抽汽管道的结构示意图；

图5是冷却蒸汽管道和减温减压装置的连接关系示意图；

图6是低压转子与发电机转子的连接关系示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图2和图3说明本实施方式，本实施方式的一种光轴高背压供热汽轮机包括由左至右依次设置的第一轴承箱1、高压缸2、第二轴承箱3、中压缸4、第三轴承箱5、低压缸6、第四轴承箱7和发电机8，高压缸2的高压转子、中压缸4的中压转子、低压缸6的低压转子6-1和发电机转子8-1同轴连接，高压转子的调端安装在第一轴承箱1内的第一轴承上，高压转子的电端和中压转子的调端共同安装在第二轴承箱3内的第二轴承上，中压转子的电端安装在第三轴承箱5内的第三轴承上，低压转子6-1的调端安装在第三轴承箱5内的第四轴承上，低压转子6-1的电端安装在第四轴承箱7内的第五轴承上并与发电机转子8-1固接，它还包括采暖抽汽管道9、冷却蒸汽管道10、减温减压装置11和两个堵板12，所述低压转子6-1为光轴转子，低压缸6的上端设有两个低压进汽口，每个低压进汽口各与一个堵板12密封连接，采暖抽汽管道9的下端与中压缸4上方的两个中压排气口连通，采暖抽汽管道9的上端管壁上分别开设有第一供汽口9-1和第二供汽口9-2，第一供汽口9-1与现有热网加热器连接，第二供汽口9-2与冷却蒸汽管道10的一端连接，冷却蒸汽管道10的另一端穿过其中一个堵板12与相应的低压进汽口连通，减温减压装置11设置在冷却蒸汽管道10内。

具体实施方式二：结合图4说明本实施方式，本实施方式的采暖抽汽管道9包括第二抽汽管14、第三抽汽管15、第四抽汽管16、第五抽汽管17、第六抽汽管18、第一疏水管19、止逆阀21、快关调节阀22、第一电动闸阀23、第一气动疏水阀24、第一手动截止阀25、两个第一抽气管13、两个安全阀20和两个封堵法兰26，两个第一抽汽管13的下端分别与两个中压排气口连接，两个第一抽汽管13的上端分别设有一个封堵法兰26，第二抽汽管14的一端与两个第一抽汽管13连接，第二抽汽管14的另一端与第三抽汽管15的一端连接，第三抽汽管15的另一端与第六抽汽管18连接，第六抽汽管18的另一端与热网加热器连接，第四抽汽管16和第五抽汽管17的一端均与第三抽汽管15连接，第四抽汽管16和第五抽汽管17的另一端均设有一个安全阀20，第六抽汽管18上由左至右依次设有止逆阀21、快关调节阀22和第一电动闸阀23，位于第三抽汽管15和止逆阀21之间的第六抽汽管18上连接有第一疏水管19，第一疏水管19的另一端与现有疏水扩容器连接，第一气动疏水阀24和第一手动截止阀25设置在第一疏水管19上。如此设计，打开第一电动闸阀23，中压排汽即进入热网加热器供热，热效率高，同时，抽气管内形成的凝结水可通过第一疏水管19排放至疏水扩容器内。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图5说明本实施方式，本实施方式的冷却蒸汽管道10包括第一蒸汽管27、第二蒸汽管28、第二电动闸阀29、热电偶31、压力表32、三个第二疏水管33、三个第二手动截止阀34和三个第二气动疏水阀35，减温减压装置11包括电动压力调节阀11-1和温度调节站11-2，第一蒸汽管27的一端与第二供汽口9-2连接，第一蒸汽管27的另一端与第二蒸汽管28的一端连接，第二蒸汽管28的另一端与低压进汽口连接，第二电动闸阀29和电动压力调节阀11-1设置在第一蒸汽管27上，温度调节站11-2的喷嘴与第二蒸汽管28连通，位于温度调节站11-2与低压进汽口之间的第二蒸汽管28上设有热电偶31和压力表32，位于第二电动闸阀29和电动压力调节阀11-1之间的第一蒸汽管27上连接有一个第二疏水管33，喷嘴处的第二蒸汽管28上连接有一个第二疏水管33，位于喷嘴和热电偶31之间的第二蒸汽管28上连接有一个第二疏水管33，每个第二疏水管33上均设有一个第二手动截止阀34和一个第二气动疏水阀35，每个第二疏水管33的另一端与现有疏水扩容器连接。打开第二电动闸阀29，中压排汽进入第一蒸汽管27，经过电动压力调节阀11-1后蒸汽压力降低，随即进入第二蒸汽管28，此时减温减压装置11的喷嘴向第二蒸汽管28内喷射凝结水(图5中小箭头代表凝结水的流动方向)，使高温蒸汽降温形成低温蒸汽，然后再进入低压缸6(图5中大箭头代表蒸汽的流动方向)，三个第二疏水管33可将冷却蒸汽管道10内的凝结水、空气等排放至疏水扩容器内，热电偶31和压力表32可对减温减压后的蒸汽进行温度和压力检测。其它组成及连接关系与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：本实施方式的第一蒸汽管27的管径小于第二蒸汽管28的管径。如此设计是因为减温减压后蒸汽的比热容增大，扩大管径可减小流动损失，降低震动，满足设计和使用要求。其它组成及连接关系与具体实施方式三相同。

具体实施方式五：结合图6说明本实施方式，本实施方式的低压转子6-1和发电机转子8-1通过联轴器36连接，联轴器36的螺栓为液压螺栓。采用液压螺栓，可避免安装和拆卸过程中出现卡涩、咬死等现象。其它组成及连接关系与具体实施方式四相同。

工作原理：

结合图2至图6说明，供热工况下，主蒸汽由高压主汽门2-1进入高压缸2和中压缸4做功，中压排汽少部分用于回热抽汽，绝大部分经过采暖抽汽管道9的第一供汽口9-1进入热网加热器供热，还有一小部分由第二供汽口9-2进入冷却蒸汽管道10，经减温减压装置11进行减温减压后，进入低压缸6，用于冷却低压转子6-1，此时的汽轮机为背压供热方式，机组热效率高，供热能力强；

结合图1和图2说明，夏季纯凝发电工况下，将光轴转子换回现有带叶片的低压转子，拆掉采暖抽汽管道9、冷却蒸汽管道10、减温减压装置11和堵板12，将连通管37重新连接在中压排气口和低压进汽口之间，充分发挥回热循环机组发电效率高的优势。

为了保证现有带叶片的低压转子与本发明中的光轴转子的互换性，光轴转子的制造装配应保证其挠度及轴承、测点、靠背轮等接口与现有带叶片的低压转子相同，利用镗孔机及镗模对两个转子对轮进行镗孔，保证两个转子对轮螺孔一致性，这样可方便变工况时更换转子。

如此，既保证了汽轮机在供热工况下具有很强的供热能力，又保证了变工况的热效率，且拆装方便。

Claims (4)

1.一种光轴高背压供热汽轮机，它包括由左至右依次设置的第一轴承箱(1)、高压缸(2)、第二轴承箱(3)、中压缸(4)、第三轴承箱(5)、低压缸(6)、第四轴承箱(7)和发电机(8)，高压缸(2)的高压转子、中压缸(4)的中压转子、低压缸(6)的低压转子(6-1)和发电机转子(8-1)同轴连接，高压转子的调端安装在第一轴承箱(1)内的第一轴承上，高压转子的电端和中压转子的调端共同安装在第二轴承箱(3)内的第二轴承上，中压转子的电端安装在第三轴承箱(5)内的第三轴承上，低压转子(6-1)的调端安装在第三轴承箱(5)内的第四轴承上，低压转子(6-1)的电端安装在第四轴承箱(7)内的第五轴承上并与发电机转子(8-1)固接，它还包括采暖抽汽管道(9)、冷却蒸汽管道(10)、减温减压装置(11)和两个堵板(12)，所述低压转子(6-1)为光轴转子，低压缸(6)的上端设有两个低压进汽口，每个低压进汽口各与一个堵板(12)密封连接，采暖抽汽管道(9)的下端与中压缸(4)上方的两个中压排气口连通，采暖抽汽管道(9)的上端管壁上分别开设有第一供汽口(9-1)和第二供汽口(9-2)，第一供汽口(9-1)与现有热网加热器连接，第二供汽口(9-2)与冷却蒸汽管道(10)的一端连接，冷却蒸汽管道(10)的另一端穿过其中一个堵板(12)与相应的低压进汽口连通，减温减压装置(11)设置在冷却蒸汽管道(10)内；

其特征在于：所述采暖抽汽管道(9)包括第二抽汽管(14)、第三抽汽管(15)、第四抽汽管(16)、第五抽汽管(17)、第六抽汽管(18)、第一疏水管(19)、止逆阀(21)、快关调节阀(22)、第一电动闸阀(23)、第一气动疏水阀(24)、第一手动截止阀(25)、两个第一抽气管(13)、两个安全阀(20)和两个封堵法兰(26)，两个第一抽汽管(13)的下端分别与两个中压排气口连接，两个第一抽汽管(13)的上端分别设有一个封堵法兰(26)，第二抽汽管(14)的一端与两个第一抽汽管(13)连接，第二抽汽管(14)的另一端与第三抽汽管(15)的一端连接，第三抽汽管(15)的另一端与第六抽汽管(18)连接，第六抽汽管(18)的另一端与热网加热器连接，第四抽汽管(16)和第五抽汽管(17)的一端均与第三抽汽管(15)连接，第四抽汽管(16)和第五抽汽管(17)的另一端均设有一个安全阀(20)，第六抽汽管(18)上由左至右依次设有止逆阀(21)、快关调节阀(22)和第一电动闸阀(23)，位于第三抽汽管(15)和止逆阀(21)之间的第六抽汽管(18)上连接有第一疏水管(19)，第一疏水管(19)的另一端与现有疏水扩容器连接，第一气动疏水阀(24)和第一手动截止阀(25)设置在第一疏水管(19)上。

2.根据权利要求1所述的一种光轴高背压供热汽轮机，其特征在于：所述冷却蒸汽管道(10)包括第一蒸汽管(27)、第二蒸汽管(28)、第二电动闸阀(29)、热电偶(31)、压力表(32)、三个第二疏水管(33)、三个第二手动截止阀(34)和三个第二气动疏水阀(35)，所述减温减压装置(11)包括电动压力调节阀(11-1)和温度调节站(11-2)，第一蒸汽管(27)的一端与第二供汽口(9-2)连接，第一蒸汽管(27)的另一端与第二蒸汽管(28)的一端连接，第二蒸汽管(28)的另一端与低压进汽口连接，第二电动闸阀(29)和电动压力调节阀(11-1)设置在第一蒸汽管(27)上，温度调节站(11-2)的喷嘴与第二蒸汽管(28)连通，位于温度调节站(11-2)与低压进汽口之间的第二蒸汽管(28)上设有热电偶(31)和压力表(32)，位于第二电动闸阀(29)和电动压力调节阀(11-1)之间的第一蒸汽管(27)上连接有一个第二疏水管(33)，喷嘴处的第二蒸汽管(28)上连接有一个第二疏水管(33)，位于喷嘴和热电偶(31)之间的第二蒸汽管(28)上连接有一个第二疏水管(33)，每个第二疏水管(33)上均设有一个第二手动截止阀(34)和一个第二气动疏水阀(35)，每个第二疏水管(33)的另一端与现有疏水扩容器连接。

3.根据权利要求2所述的一种光轴高背压供热汽轮机，其特征在于：第一蒸汽管(27)的管径小于第二蒸汽管(28)的管径。

4.根据权利要求3所述的一种光轴高背压供热汽轮机，其特征在于：所述低压转子(6-1)和发电机转子(8-1)通过联轴器(36)连接，联轴器(36)的螺栓为液压螺栓。