CN106523047A - 隔级调整抽汽的热电联供汽轮机 - Google Patents

隔级调整抽汽的热电联供汽轮机 Download PDF

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Abstract

本发明涉及汽轮机技术领域，尤其涉及一种隔级调整抽汽的热电联供汽轮机，包括一蒸汽透平，蒸汽透平上设有进汽口、排汽口和抽汽口，且抽汽口设于蒸汽透平的透平级之间，抽汽口与通向热网的抽汽管道相连接，在抽汽管道上设有第一抽汽调节阀；排汽口连接排汽管道，在排汽管道上设有第二抽汽调节阀。通过第一抽汽调节阀与第二抽汽调节阀的相互配合实现隔级调整抽汽，仅在蒸汽透平两个透平级之间设置抽汽口，避免了在蒸汽透平内部设置旋转隔板或调节阀来实现调整抽汽，节省了蒸汽透平透平级之间的跨距，可以设置更多的压力级，确保蒸汽透平的通流效率，提高了汽轮机组的内效率，并且有效降低了汽轮机的设计难度，简化了汽轮机的结构。

Description

隔级调整抽汽的热电联供汽轮机
技术领域
本发明涉及汽轮机技术领域，尤其涉及一种隔级调整抽汽的热电联供汽轮机。
背景技术
汽轮发电机组是一种把热能转换成机械能进而转换成电能的能量转换装置，是电站建设中的关键动力设备之一。由锅炉产生的高温、高压蒸汽，经过蒸汽透平，将热能与压力势能转换，成为汽轮机的机械能，带动汽轮机转子输出轴做功，该机械能通过汽轮机转子输出轴传递给发电机，从而将机械能转换成电能，因此，汽轮机作为源动机常被称为“光明之源”。
热电联供汽轮发电机组是指汽轮机带动发电机向电网输送电能的同时又在汽轮机合适的通流位置处抽出一部分蒸汽进入热网供热，另一部分蒸汽继续在透平流道内膨胀作功带动汽轮机的转子输出轴做功，排汽在凝汽器中定压定温放热并凝结成水，最后，再进入热力循环当中。
传统的抽汽方法是在汽轮机的汽轮机汽缸内部通流与抽汽需求压力参数匹配的压力级前处设置一旋转隔板或调节阀来实现调整抽取蒸汽的压力，这种方法将汽缸通流部分划分为两部分，破环了原有通流压力级的连续性，对汽缸的结构设计造成较大的影响，增加了汽轮机结构的复杂程度，旋转隔板或座缸阀的设置还将明显增加对机组的跨距需求，有时为了跨距限制还会因此而减少压力级的设置数量，从而使汽轮机组通流内效率降低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种内效率高的隔级调整抽汽的热电联供汽轮机，以克服现有技术的上述缺陷。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种隔级调整抽汽的热电联供汽轮机，包括一蒸汽透平，蒸汽透平上设有进汽口、排汽口和抽汽口，且抽汽口设于蒸汽透平的透平级之间，抽汽口与通向热网的抽汽管道相连接，在抽汽管道上设有第一抽汽调节阀；排汽口连接排汽管道，在排汽管道上设有第二抽汽调节阀。
优选地，在抽汽管道上还设有抽汽逆止阀，抽汽逆止阀位于第一抽汽调节阀的上游。
优选地，在抽汽管道上抽汽逆止阀的上游还设有抽汽安全阀。
优选地，进汽口连接进汽管道，在进汽管道上设有进汽调节阀。
优选地，蒸汽透平为中压缸，隔级调整抽汽的热电联供汽轮机还包括高压缸和低压缸，排汽管道为中压缸与低压缸之间的连通管道。
优选地，高压缸与中压缸为合缸或者单独分缸的结构。
优选地，所示低压缸为双分流结构或者单流结构。
优选地，蒸汽透平为高压缸，隔级调整抽汽的热电联供汽轮机还包括中压缸和低压缸。
优选地，高压缸为单独分缸的结构，中压缸与低压缸为合缸的结构。
优选地于，高压缸与中压缸为合缸的结构，低压缸为双分流结构或者单流结构。
与现有技术相比，本发明具有显著的进步：仅在蒸汽透平的两个透平级之间设置抽汽口，将第一抽汽调节阀设置在与抽汽口连接的抽汽管道上，第二抽汽调节阀设置在蒸汽透平的排汽管道上，通过第一抽汽调节阀与第二抽汽调节阀的相互配合实现了隔级调整抽汽，由此避免了在蒸汽透平内部设置旋转隔板或调节阀来实现调整抽汽，从而节省了蒸汽透平透平级之间的跨距，可以设置更多的压力级，可以确保蒸汽透平的通流效率，从而提高了汽轮机组的效率，并且有效降低了汽轮机的设计难度，简化了汽轮机的结构。
实现调整抽汽的原理是“双阀调节”，即采用第一调节阀和第二调节阀的联合调节实现热网的可调整抽汽，具体调节过程如下：当热网需要供热抽汽量较小时，仅需要打开第一抽汽调节阀，此时，通过第一调节阀控制去热网支路的流量，开度越大流量越大；当热网需要供热抽汽量较多时，第一调节阀全开依然无法满足热网对供热量的需要时，此时，可以关小第二抽汽调节阀，抽汽口处压力将被憋高，从而，使得更多的汽分流向热网，从而实现热网的可调整抽汽。
附图说明
图1是本发明实施例一的隔级调整抽汽的热电联供汽轮机的蒸汽透平的结构示意图。
图2是本发明实施例二的隔级调整抽汽的热电联供汽轮机一种结构示意图。
图3是本发明实施例二的隔级调整抽汽的热电联供汽轮机另一种结构示意图。
图4是本发明实施例三的隔级调整抽汽的热电联供汽轮机一种结构示意图。
图5是本发明实施例三的隔级调整抽汽的热电联供汽轮机另一种结构示意图。
图中：
P、蒸汽透平
P1、进汽口 P2、排汽口 P3、抽汽口
10、抽汽管道 20、排汽管道 30、进汽管道
1、第一抽汽调节阀 2、第二抽汽调节阀 3、抽汽安全阀
4、抽汽逆止阀 5、进汽调节阀 6、热网
HP、高压缸 IP、中压缸 LP、低压缸
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例一
如图1所示，本发明的隔级调整抽汽的热电联供汽轮机的一种实施例。
本实施例一的隔级调整抽汽的热电联供汽轮机包括一蒸汽透平P，该蒸汽透平P上设有进汽口P1、排汽口P2和抽汽口P3。
其中，进汽口P1连接进汽管道30，由进汽管道30向蒸汽透平9内通入蒸汽。在进汽管道30上设有进汽调节阀5，进汽调节阀5用于调节控制通入蒸汽透平9内的蒸汽量。
抽汽口P3设于蒸汽透平9的透平级之间，抽汽口P3与抽汽管道10相连接，抽汽管道10通向热网6，由抽汽管道10抽取蒸汽透平9内部的部分蒸汽，并送入热网6供热。在抽汽管道10上设有第一抽汽调节阀1，通过第一抽汽调节阀1可以对抽汽管道10中抽取的蒸汽流量进行控制调节。
同时，排汽口P2连接排汽管道20，在排汽管道20上设有第二抽汽调节阀2，通过第二抽汽调节阀2开度大小的调节，可以对蒸汽透平9内抽汽口P3处的蒸汽压力进行隔级调节。
由此，通过第一抽汽调节阀1和第二抽汽调节阀2的相互配合实现隔级调整抽汽，可以对抽汽管道10中抽取蒸汽压力参数的调整，使抽汽管道10中抽取蒸汽的压力参数与热网6的需求蒸汽压力参数相匹配，从而满足热网6的供热要求。
进一步，在抽汽管道10上还设有抽汽逆止阀4，抽汽逆止阀4位于第一抽汽调节阀1的上游。进一步，本实施例一在抽汽管道10上还设有抽汽安全阀3，抽汽安全阀3位于抽汽逆止阀4的上游。抽汽安全阀3和抽汽逆止阀4用于保障抽汽管道10工作时汽轮机机组的安全。
具体地，本实施例一的隔级调整抽汽的热电联供汽轮机可调整抽汽的原理为：蒸汽透平9上的抽汽口P3设在与热网6需求蒸汽压力参数相匹配的透平级前处(或设置在略高出于热网压力的某一级压力级后)。在没有供热需求时，第二抽汽调节阀2全开，抽汽逆止阀4和第一抽汽调节阀1关闭，汽轮机处于纯凝工况；在热网6有供热需求时，抽汽逆止阀4开启，第一抽汽调节阀1开启，使得蒸汽透平9内部的部分蒸汽进入抽汽管道10中并通入热网6中供热。当抽汽量较小时，仅需要通过第一抽汽调节阀1控制抽汽管道10的流量，开度越大流量越大；随着抽汽量需求的增加，蒸汽透平9抽汽口P3处的压力降低而达不到热网6的需求蒸汽压力参数，第一抽汽调节阀1全开依然无法满足热网6对供热量的需要时，此时可以调小第二抽汽调节阀2的开度，通过倒憋使蒸汽透平9抽汽口P3处的压力增大，直至达到热网6的需求蒸汽压力参数，也从而，进一步加大了对热网6的供热量。由此，也就实现了隔级可调整抽汽。当系统故障时，抽汽口P3腔室压力超过安全值时，抽汽安全阀3开启泄压，从而，实现了保护机组安全的目的。
实施例二
如图2和图3所示，本发明的隔级调整抽汽的热电联供汽轮机的第二种实施例。
本实施例二隔级调整抽汽的热电联供汽轮机包括高压缸HP、中压缸IP和低压缸LP，且中压缸IP为实施例一中所述的蒸汽透平P，即在中压缸IP的透平级之间设置抽汽口，该抽汽口与通向热网6的抽汽管道10相连接，抽汽管道10上从上游至下游依次设有抽汽安全阀3、抽汽逆止阀4和第一抽汽调节阀1；在中压缸IP的排汽管道20，即中压缸IP与低压缸LP之间的连通管道上设有第二抽汽调节阀2。由第一抽汽调节阀1和第二抽汽调节阀2的相互配合实现中压缸IP的隔级调整抽汽。
在本实施例二中，高压缸HP、中压缸IP和低压缸LP的结构并不局限，可以采用高压缸HP与中压缸IP单独分缸的结构，如图2所示；也可以采用高压缸HP与中压缸IP合缸的结构，如图3所示。低压缸LP可以采用双分流结构，也可以采用单流结构。
实施例三
如图4和图5所示，本发明的隔级调整抽汽的热电联供汽轮机的第三种实施例。
本实施例三隔级调整抽汽的热电联供汽轮机包括高压缸HP、中压缸IP和低压缸LP，且高压缸HP为实施例一中所述的蒸汽透平P，即在高压缸HP的透平级之间设置抽汽口，该抽汽口与通向热网6的抽汽管道10相连接，抽汽管道10上从上游至下游依次设有抽汽安全阀3、抽汽逆止阀4和第一抽汽调节阀1；在高压缸HP的排汽管道20上设有第二抽汽调节阀2。由第一抽汽调节阀1和第二抽汽调节阀2的相互配合实现高压缸HP的隔级调整抽汽。
在本实施例三中，高压缸HP、中压缸IP和低压缸LP的结构并不局限，可以采用高压缸HP单独分缸、中压缸IP与低压缸LP合缸的结构，如图4所示；也可以采用高压缸HP与中压缸IP合缸、低压缸LP为双分流的结构，如图5所示，当然，低压缸LP也可以为单流结构。
综上所述，本发明的隔级调整抽汽的热电联供汽轮机，仅在蒸汽透平P(中压缸IP或高压缸HP)的两个透平级之间设置抽汽口P3，将第一抽汽调节阀1设置在与抽汽口P3连接的抽汽管道10上，第二抽汽调节阀2设置在蒸汽透平P(中压缸IP或高压缸HP)的排汽管道20上，通过第一抽汽调节阀1与第二抽汽调节阀2的相互配合实现了隔级调整抽汽，由此避免了在蒸汽透平P(中压缸IP或高压缸HP)内部设置旋转隔板或调节阀来实现调整抽汽，从而节省了蒸汽透平P(中压缸IP或高压缸HP)透平级之间的跨距，可以设置更多的透平压力级，来保证蒸汽透平P(中压缸IP或高压缸HP)的通流效率，从而提高了汽轮机组的内效率，并且有效降低了汽轮机的设计难度，简化了汽轮机的结构。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种隔级调整抽汽的热电联供汽轮机，其特征在于，包括一蒸汽透平(P)，所述蒸汽透平(P)上设有进汽口(P1)、排汽口(P2)和抽汽口(P3)，且所述抽汽口(P3)设于所述蒸汽透平(P)的透平级之间，所述抽汽口(P3)与通向热网(6)的抽汽管道(10)相连接，在所述抽汽管道(10)上设有第一抽汽调节阀(1)；所述排汽口(P2)连接排汽管道(20)，在所述排汽管道(20)上设有第二抽汽调节阀(2)。
2.根据权利要求1所述的隔级调整抽汽的热电联供汽轮机，其特征在于，在所述抽汽管道(10)上还设有抽汽逆止阀(4)，所述抽汽逆止阀(4)位于所述第一抽汽调节阀(1)的上游。
3.根据权利要求2所述的隔级调整抽汽的热电联供汽轮机，其特征在于，在所述抽汽管道(10)上所述抽汽逆止阀(4)的上游还设有抽汽安全阀(3)。
4.根据权利要求1所述的隔级调整抽汽的热电联供汽轮机，其特征在于，所述进汽口(P1)连接进汽管道(30)，在所述进汽管道(30)上设有进汽调节阀(5)。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的隔级调整抽汽的热电联供汽轮机，其特征在于，所述蒸汽透平(P)为中压缸(IP)，所述隔级调整抽汽的热电联供汽轮机还包括高压缸(HP)和低压缸(LP)，所述排汽管道(20)为所述中压缸(IP)与所述低压缸(LP)之间的连通管道。
6.根据权利要求5所述的隔级调整抽汽的热电联供汽轮机，其特征在于，所述高压缸(HP)与所述中压缸(IP)为合缸或者单独分缸的结构。
7.根据权利要求5所述的隔级调整抽汽的热电联供汽轮机，其特征在于，所示低压缸(LP)为双分流结构或者单流结构。
8.根据权利要求1至4中任意一项所述的隔级调整抽汽的热电联供汽轮机，其特征在于，所述蒸汽透平(P)为高压缸(HP)，所述隔级调整抽汽的热电联供汽轮机还包括中压缸(IP)和低压缸(LP)。
9.根据权利要求8所述的隔级调整抽汽的热电联供汽轮机，其特征在于，所述高压缸(HP)为单独分缸的结构，所述中压缸(IP)与所述低压缸(LP)为合缸的结构。
10.根据权利要求8所述的隔级调整抽汽的热电联供汽轮机，其特征在于，所述高压缸(HP)与所述中压缸(IP)为合缸的结构，所述低压缸(LP)为双分流结构或者单流结构。
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