CN110735674A - 运行可控制的双机回热系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种运行可控制的双机回热系统，包括锅炉、发电装置、凝汽器和回热装置，发电装置包括回热式小汽轮机，回热式小汽轮机的进汽口处设置有第一调节阀，回热式小汽轮机的出汽口处分别设置有第二调节阀、第三调节阀和第四调节阀，回热式小汽轮机上设置有第一抽汽口，第一抽汽口和回热装置的进汽口相连通，通过调节第一调节阀、第二调节阀、第三调节阀和第四调节阀可满足回热式小汽轮机的背压参数，借此，本发明具有降低了抽汽过热的可能性的同时，满足了回热式小汽轮机出力和回热系统所需流量的匹配问题的优点。

Description

运行可控制的双机回热系统
技术领域
本发明属于火力发电技术领域，特别涉及一种运行可控制的双机回热系统。
背景技术
目前，目前，随着材料高温性能的持续提升，燃煤发电机组的蒸汽参数不断提高，以获得更高的循环效率，进一步降低机组的煤耗，减少温室气体和其它污染物排放。20世纪90年代末期和21世纪初，欧盟、美国和日本先后启动了700℃及以上参数的先进超超临界(USC)发电技术研究计划，为下一代火电装备的更新提供技术。欧盟于1998年1月启动的“AD700”先进超超临界发电计划，其目标是建立500MW、700℃/720℃/35MPa等级的示范电站，结合烟气余热利用、降低背压、降低管道阻力、提高给水温度等技术措施，使机组效率达到50％以上。提高蒸汽参数，是提高发电系统循环效率的最直接途径之一。
但是随着蒸汽参数的提高，回热抽汽过热度增大，回热加热器内汽侧和水侧换热不可逆损失增加，削弱了蒸汽参数升高带来的收益。蒸汽参数越高，这一矛盾越突出。对于这一问题，目前常规的解决办法是，通过在再热后的部分回热抽汽增设外置式蒸汽冷却器，来降低回热抽汽的过热度。
但是，随着初温和再热温度的提高，抽汽温度也随之增加，外置式蒸汽冷却器和部分高加需选用适应更高温度等级的材料，成本会大幅增加，并且回热小汽机出力满足给水泵耗功的同时，进汽量须满足回热系统的需要，所以存在回热小汽机出力与回热系统所需流量的匹配问题。
发明内容
本发明提出一种运行可控制的双机回热系统，降低了抽汽过热的可能性的同时，满足了回热式小汽轮机出力和回热系统所需流量的匹配问题。
本发明的技术方案是这样实现的：一种运行可控制的双机回热系统，包括锅炉、发电装置、凝汽器和回热装置；
锅炉包括第一出汽口、第二出汽口、第一出水口和第二出水口；
发电装置包括主汽轮机发电机组和小汽轮机发电机组，主汽轮机发电机组包括主汽轮机、电动给水泵和主发电机，主发电机的一端和电动给水泵同轴连接，主发电机的另一端和主汽轮机同轴连接，小汽轮机发电机组包括回热式小汽轮机、汽动给水泵和小发电机，回热式小汽轮机的一端和汽动给水泵同轴连接，回热式小汽轮机的另一端和小发电机同轴连接；
主汽轮机包括汽轮机超高压汽缸、汽轮机高压汽缸、汽轮机中压气缸和汽轮机低压气缸，汽轮机超高压汽缸的进汽口和锅炉的第一出汽口相连通，汽轮机超高压汽缸的出汽口分别和锅炉的进汽口、回热装置的进汽口、回热式小汽轮机的进汽口相连通，汽轮机超高压汽缸的出汽口和回热式小汽轮机的进汽口之间设置有第一调节阀；
回热式小汽轮机的出汽口分别和回热装置的进汽口、凝汽器的进汽口相连通，回热式小汽轮机的出汽口和回热装置的进汽口之间设置有溢流调节阀，回热式小汽轮机的出汽口和凝汽器之间设置有第四调节阀，回热式小汽轮机上设置有第一抽汽口，第一抽汽口和回热装置的进汽口相连通；
回热装置包括高压加热器、除氧器和低压加热器，低压加热器的进水口和凝汽器的出水口相连通，低压加热器的出水口和除氧器的进水口相连通，高压加热器的进水口和除氧器的出水口相连通，高压加热器的出水口和锅炉的进水口相连通。
锅炉做功后的蒸汽进入汽轮机超高压汽缸进行做功，做功结束后的蒸汽一部分进入回热式小汽轮机中进行做功，并从回热式小汽轮机中抽汽为回热装置提供蒸汽，降低了抽汽过热的可能性的同时，满足了对回热装置的供热。
作为一种优选的实施方式，汽轮机高压汽缸的进汽口和锅炉的第二出汽口相连通，汽轮机高压汽缸的出汽口和汽轮机中压汽缸的进汽口相连通，汽轮机低压汽缸的进汽口和汽轮机中压汽缸的出汽口相连通，汽轮机低压汽缸的出汽口和凝汽器的进汽口相连通，汽轮机低压汽缸上设置有第二抽汽口。
作为一种优选的实施方式，汽轮机中压汽缸呈对称分流式，汽轮机中压汽缸的两侧均设置有一个出汽口，两个出汽口在进行汇合后和汽轮机低压汽缸的进汽口相连通，汽轮机低压汽缸呈对称分流式，汽轮机低压汽缸的两侧均设置有一个出汽口，两个出汽口和所述凝汽器的进汽口相连通。
作为一种优选的实施方式，高压加热器包括1号高压加热器、2号高压加热器、3号高压加热器、4号高压加热器、5号高压加热器和6号高压加热器，其中1号高压加热器的出水口和锅炉的进水口相连通，1号高压加热器的进汽口和汽轮机超高压汽缸的出汽口相连通，6号高压加热器的进水口和除氧器的出水口相连通；
低压加热器包括8号低压加热器、9号低压加热器、10号低压加热器、11号低压加热器和12号低压加热器，其中8号低压加热器的出水口和除氧器的进水口相连通，8号低压加热器的进汽口和回热式小汽轮机的出汽口相连通，9号低压加热器的进汽口和回热式小汽轮机的出汽口相连通，12号低压加热器的进水口和凝汽器的出水口相连通；
溢流调节阀包括第二调节阀和第三调节阀，第二调节阀设置于8号低压加热器和小汽轮机的出汽口之间，第三调节阀设置于9号低压加热器和小汽轮机的出汽口之间。
作为一种优选的实施方式，第一抽汽口包括1号抽汽口、2号抽汽口、3号抽汽口、4号抽汽口、5号抽汽口和6号抽汽口，其中1号抽汽口和2号高压加热器的进汽口相连通，2号抽汽口和3号高压加热器的进汽口相连通，3号抽汽口和4号高压加热器的进汽口相连通，4号抽汽口和5号高压加热器的进汽口相连通，5号抽汽口和6号高压加热器的进汽口相连通，6号抽汽口和除氧器的进汽口相连通；
第二抽汽口包括7号抽汽口、8号抽汽口、9号抽汽口和10号抽汽口，其中7号抽汽口和9号低压加热器的进汽口相连通，8号抽汽口和10号低压加热器的进汽口相连通，9号抽汽口和11号低压加热器的进汽口相连通，10号抽汽口和12号低压加热器的进汽口相连通。
一种运行可控制的双机回热系统的操作方法，包括如下步骤：
步骤1、将主汽轮机并网后，由电动给水泵给锅炉进行供水，水通过锅炉的第一进水口进入锅炉中；
步骤2、当汽轮机超高压汽缸排气参数满足回热式小汽轮机的启动参数时，启动回热式小汽轮机并通过调节第一调节阀控制并提升回热式小汽轮机的转速；
步骤3、通过调节溢流调节阀和第四调节阀，使回热式小汽轮机满足背压参数；
步骤4、当回热式小汽轮机转速提升至3000r/min稳定后并网，并全开第一调节阀，回热式小汽轮机带动汽动给水泵对锅炉进行供水，水通过锅炉的第二进水口进入锅炉中。
作为一种优选的实施方式，步骤2中回热式小汽轮机的启动参数设定为压力2.65-3.0MPa，温度300-350℃。
作为一种优选的实施方式，步骤3中背压参数为0.45MPa。
作为一种优选的实施方式，步骤3中使回热式小汽轮机满足背压参数的操作步骤如下：
步骤31、回热式小汽轮机启动时，打开第二调节阀，关闭第三调节阀和第四调节阀，回热式小汽轮机的排气直接进入8号低压加热器中；
步骤32、根据背压参数，打开第三调节阀，使回热式小汽轮机的排气溢流至9号低压加热器中；
步骤33、根据背压参数，打开第四调节阀，使回热式小汽轮机的排气溢流至凝汽器中。
作为一种优选的实施方式，步骤3中使回热式小汽轮机满足背压参数的操作步骤如下：
步骤31、回热式小汽轮机启动时，关闭第二调节阀和第三调节阀，并打开第四调节阀，使回热式小汽轮机的排气全部进入凝汽器中；
步骤32、待凝汽器中充满蒸汽后，打开第二调节阀，并关小第四调节阀，将回热式小汽轮机的排气切换至8号低压加热器中。
采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：
1、锅炉中的蒸汽通过汽轮机超高压汽缸的进汽口进入汽轮机超高压汽缸中进行做功，从汽轮机超高压汽缸中排出的蒸汽一部分重新回到锅炉进行再次加热，一部分进入高压加热器中，对给水进行加热，还有一部分通过回热式小汽轮机的进汽口进入回热式小汽轮机中进行做功，从回热式小汽轮机中排出的蒸汽一部分进入低压加热器中，对凝结水进行加热，同时，回热式小汽轮机中的蒸汽通过第一抽汽口进入高压加热器中，对给水进行加热，经过锅炉再次加热后的蒸汽通过汽轮机高压汽缸的进汽口进入汽轮机高压汽缸中进行做功，从汽轮机高压汽缸中排出的蒸汽进入汽轮机中压汽缸中进行做功，从汽轮机中压汽缸中排出的蒸汽进入汽轮机低压汽缸中进行做功，从汽轮机低压汽缸中排出的蒸汽进入凝汽器中凝结成凝结水，同时，汽轮机低压汽缸中的蒸汽通过第二抽汽口进入低压加热器中，对凝结水进行加热，依次通过低压加热器、除氧器和高压加热器进行加热，并输送到锅炉中进行循环利用。因现有技术常采用从汽轮机高压汽缸和汽轮机中压汽缸进行抽汽，而造成抽汽过热度过大的问题，加热器不可逆损失大，本发明采用分别从回热式小汽轮机代替主汽轮机高压汽缸、汽轮机中压汽缸抽汽解决了抽汽过热度过大而造成损失的问题。
2、该双机回热系统在开启时，首先通过电动给水泵对锅炉进行供水，产生蒸汽，主汽轮机开始运行，当汽轮机超高压汽缸排气参数满足回热式小汽轮机的启动参数时，启动回热式小汽轮机，并通过调节第二调节阀、第三调节阀和第四调节阀，满足回热式小汽轮机的背压参数，即满足了回热式小汽轮机出力和回热系统所需流量的匹配问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的结构示意图。
图中，1-锅炉；2-汽轮机超高压汽缸；3-汽轮机高压汽缸；4-汽轮机中压汽缸；5-汽轮机低压汽缸；6-主发电机；7-汽动给水泵；8-第一调节阀；9-回热式小汽轮机；10-小发电机；11-凝汽器；12-1号抽汽口；13-2号抽汽口；14-3号抽汽口；15-4号抽汽口15；16-5号抽汽口；17-6号抽汽口；18-7号抽汽口；19-8号抽汽口；20-9号抽汽口；21-10号抽汽口；22-1号高压加热器；23-2号高压加热器；24-3号高压加热器；25-4号高压加热器；26-5号高压加热器；27-6号高压加热器；28-第四调节阀；29-除氧器；30-第二调节阀；31-8号低压加热器；32-9号低压加热器；33-10号低压加热器；34-11号低压加热器；35-12号低压加热器；36-第三调节阀。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1所示，一种运行可控制的双机回热系统，包括锅炉1、发电装置、凝汽器11和回热装置；
锅炉1包括第一出汽口、第二出汽口、第一出水口和第二出水口；
发电装置包括主汽轮机发电机组和小汽轮机发电机组，主汽轮机发电机组包括主汽轮机、电动给水泵和主发电机6，主发电机6的一端和电动给水泵(图中未标出)同轴连接，主发电机6的另一端和主汽轮机同轴连接，其中电动给水泵一侧设置有水池，电动给水泵可通过电力将水池中的水打入锅炉1中，用于锅炉1的运行。小汽轮机发电机组包括回热式小汽轮机9、汽动给水泵7和小发电机10，回热式小汽轮机9的一端和汽动给水泵7同轴连接，回热式小汽轮机9的另一端和小发电机10同轴连接；
主汽轮机包括汽轮机超高压汽缸2、汽轮机高压汽缸3、汽轮机中压气缸和汽轮机低压气缸，汽轮机超高压汽缸2的进汽口和锅炉1的第一出汽口相连通，汽轮机超高压汽缸2的出汽口分别和锅炉1的进汽口、回热装置的进汽口、回热式小汽轮机9的进汽口相连通，汽轮机超高压汽缸2的出汽口和回热式小汽轮机9的进汽口之间设置有第一调节阀8；
回热式小汽轮机9的出汽口分别和回热装置的进汽口、凝汽器11的进汽口相连通，回热式小汽轮机9的出汽口和回热装置的进汽口之间设置有溢流调节阀，回热式小汽轮机9的出汽口和凝汽器11之间设置有第四调节阀，回热式小汽轮机9上设置有第一抽汽口，第一抽汽口和回热装置的进汽口相连通；
回热装置包括高压加热器、除氧器29和低压加热器，低压加热器的进水口和凝汽器11的出水口相连通，低压加热器的出水口和除氧器29的进水口相连通，高压加热器的进水口和除氧器29的出水口相连通，高压加热器的出水口和锅炉1的进水口相连通。
锅炉1做功后的蒸汽进入汽轮机超高压汽缸2进行做功，做功结束后的蒸汽一部分进入回热式小汽轮机9中进行做功，并从回热式小汽轮机9中抽汽为回热装置提供蒸汽，降低了抽汽过热的可能性的同时，满足了对回热装置的供热。
汽轮机高压汽缸3的进汽口和锅炉1的第二出汽口相连通，汽轮机高压汽缸3的出汽口和汽轮机中压汽缸4的进汽口相连通，汽轮机低压汽缸5的进汽口和汽轮机中压汽缸4的出汽口相连通，汽轮机低压汽缸5的出汽口和凝汽器11的进汽口相连通，汽轮机低压汽缸5上设置有第二抽汽口。
锅炉1中的蒸汽通过汽轮机超高压汽缸2的进汽口进入汽轮机超高压汽缸2中进行做功，从汽轮机超高压汽缸2中排出的蒸汽一部分重新回到锅炉1进行再次加热，一部分进入高压加热器中，对给水进行加热，还有一部分通过回热式小汽轮机9的进汽口进入回热式小汽轮机9中进行做功，从回热式小汽轮机9中排出的蒸汽一部分进入低压加热器中，对凝结水进行加热，同时，回热式小汽轮机9中的蒸汽通过第一抽汽口进入高压加热器中，对给水进行加热，经过锅炉1再次加热后的蒸汽通过汽轮机高压汽缸3的进汽口进入汽轮机高压汽缸3中进行做功，从汽轮机高压汽缸3中排出的蒸汽进入汽轮机中压汽缸4中进行做功，从汽轮机中压汽缸4中排出的蒸汽进入汽轮机低压汽缸5中进行做功，从汽轮机低压汽缸5中排出的蒸汽进入凝汽器11中凝结成凝结水，同时，汽轮机低压汽缸5中的蒸汽通过第二抽汽口进入低压加热器中，对凝结水进行加热，依次通过低压加热器、除氧器29和高压加热器进行加热，并输送到锅炉1中进行循环利用。因现有技术常采用从汽轮机高压汽缸3和汽轮机中压汽缸4进行抽汽，而造成抽汽过热度过大的问题，加热器不可逆损失大，本发明采用分别从回热式小汽轮机9代替主汽轮机高压汽缸3、中压汽缸抽汽解决了抽汽过热度过大而造成损失的问题。
汽轮机中压汽缸4和汽轮机低压汽缸5采用对称分流式是因为随着机组容量增大后，汽轮机中压汽缸4各级叶片上通过的蒸汽流量增加，这样就要加长叶片长度，以保证蒸汽量的通过。但叶片过长在汽轮机高速转动下受到材料强度的限制，容易发生叶片断裂的事故，所以在大容量主汽轮机发电机组汽轮机中压汽缸4均采用对称分流式，这样既缩短了汽轮机中压汽缸4各级叶片的长度，同时又保证了主汽轮机发电机组的出力，除此以外还可以减少轴向推力。
高压加热器包括1号高压加热器22、2号高压加热器23、3号高压加热器24、4号高压加热器25、5号高压加热器26和6号高压加热器27，其中1号高压加热器22的出水口和锅炉1的进水口相连通，1号高压加热器22的进汽口和汽轮机超高压汽缸2的出汽口相连通，6号高压加热器27的进水口和除氧器29的出水口相连通。
低压加热器包括8号低压加热器31、9号低压加热器32、10号低压加热器33、11号低压加热器34和12号低压加热器35，其中8号低压加热器31的出水口和除氧器29的进水口相连通，8号低压加热器31的进汽口和回热式小汽轮机9的出汽口相连通，9号低压加热器32的进汽口和回热式小汽轮机9的出汽口相连通，12号低压加热器35的进水口和凝汽器11的出水口相连通。
溢流调节阀包括第二调节阀30和第三调节阀36，第二调节阀30设置于8号低压加热器31和小汽轮机的出汽口之间，第三调节阀36设置于9号低压加热器32和小汽轮机的出汽口之间。
通过凝汽器11凝结的凝结水进入12号低压加热器35中，低压加热器对凝结水进行加热，加热后的凝结水由8号低压加热器31进入除氧器29中，除氧器29用于去除凝结水的氧和其他气体，汽动给水泵7将除氧器29中的凝结水打入高压加热器中，高压加热器对其加热后的由1号高压加热器22进入锅炉1中。
第一抽汽口包括1号抽汽口12、2号抽汽口13、3号抽汽口14、4号抽汽口15、5号抽汽口16和6号抽汽口17，其中1号抽汽口12和2号高压加热器23的进汽口相连通，2号抽汽口13和3号高压加热器24的进汽口相连通，3号抽汽口14和4号高压加热器25的进汽口相连通，4号抽汽口15和5号高压加热器26的进汽口相连通，5号抽汽口16和6号高压加热器27的进汽口相连通，6号抽汽口17和除氧器29的进汽口相连通。
第二抽汽口包括7号抽汽口18、8号抽汽口19、9号抽汽口20和10号抽汽口21，其中7号抽汽口18和9号低压加热器32的进汽口相连通，8号抽汽口19和10号低压加热器33的进汽口相连通，9号抽汽口20和11号低压加热器34的进汽口相连通，10号抽汽口21和12号低压加热器35的进汽口相连通。
第二抽汽口用于将汽轮机低压汽缸5中的蒸汽送至低压加热器中，用于对低压加热器中的凝结水进行初步的加热。第一抽汽口用于将回热式小汽轮机9中的蒸汽送至高压加热器和除氧器29中，用于对高压加热器中的给水进行进一步的加热。
锅炉1的第一出汽口和汽轮机超高压汽缸2的进汽口之间，通过主蒸汽管道进行连通，第一调阀和补气阀设置于主蒸汽管道上，锅炉1的第二出汽口和汽轮机高压汽缸3的进汽口之间，通过再热蒸汽管道进行连通。主蒸汽管道、一次再热蒸汽管道、二次再热管道分别设置，用于分别将首次加热过的蒸汽输送至汽轮机超高压汽缸2中，将一次再热过的蒸汽输送至汽轮机高压汽缸3中，将二次再热后的蒸汽送至中压汽缸中。
一种运行可控制的双机回热系统的操作方法，包括如下步骤：
步骤1、将主汽轮机并网后，由电动给水泵给锅炉1进行供水，水通过锅炉1的第一进水口进入锅炉1中；
步骤2、当汽轮机超高压汽缸2排气参数满足回热式小汽轮机9的启动参数时，启动回热式小汽轮机9并通过调节第一调节阀8控制并提升回热式小汽轮机9的转速；
步骤3、通过调节溢流调节阀和第四调节阀28，使回热式小汽轮机9满足背压参数；
步骤4、当回热式小汽轮机9转速提升至3000r/min稳定后并网，并全开第一调节阀8，回热式小汽轮机9带动汽动给水泵7对锅炉1进行供水，水通过锅炉1的第二进水口进入锅炉1中。
步骤2中回热式小汽轮机9的启动参数设定为压力2.65-3.0MPa，温度300-350℃，步骤3中背压参数为0.45MPa。
步骤3中使回热式小汽轮机9满足背压参数的操作步骤如下：
步骤31、回热式小汽轮机9启动时，打开第二调节阀30，关闭第三调节阀36和第四调节阀28，回热式小汽轮机9的排气直接进入8号低压加热器31中；
步骤32、根据背压参数，打开第三调节阀36，使回热式小汽轮机9的排气溢流至9号低压加热器32中；
步骤33、根据背压参数，打开第四调节阀28，使回热式小汽轮机9的排气溢流至凝汽器11中。
回热式小汽轮机9背压参数的选取对双机回热系统的设计至关重要。一方面，回热式小汽轮机9的背压越低，其可替代的回热系统的范围越大，回热抽汽量也越多，同时回热小汽机的出力也越大；另一方面，背压参数越高，其可替代的回热系统的范围越小，对应的回热抽汽量也越少，同时回热小汽机的出力也越小。回热式小汽轮机9的背压不能太低，当背压为0.4MPa时其排汽湿度将达到10％以上，如果背压参数继续降低，过高的排汽湿度将会对回热式小汽轮机9末级叶片的设计带来较大的挑战。回热式小汽轮机9的背压参数也不能太高，当背压参数达到一定压力时，会出现出力满足不了汽动给水泵7耗功的情况，这个背压参数值便是回热式小汽轮机9背压的上限值。综合考虑，回热式小汽轮机9按背压为0.45MPa。
该双机回热系统在开启时，首先通过电动给水泵对锅炉1进行供水，产生蒸汽，主汽轮机开始运行，当汽轮机超高压汽缸2排气参数满足回热式小汽轮机9的启动参数时，启动回热式小汽轮机9，并通过调节第二调节阀30、第三调节阀36和第四调节阀28，满足回热式小汽轮机9的背压参数，即满足了回热式小汽轮机9出力和回热系统所需流量的匹配问题。
回热式小汽轮机9的排气首先进入8号低压加热器31中，之后根据背压参数要求，部分蒸汽溢流至9号低压加热器32中，若仍有多于背压参数排气，则溢流至凝汽器11中。
实施例2
一种运行可控制的双机回热系统，包括锅炉1、发电装置、凝汽器11和回热装置；
锅炉1包括第一出汽口、第二出汽口、第一出水口和第二出水口；
发电装置包括主汽轮机发电机组和小汽轮机发电机组，主汽轮机发电机组包括主汽轮机、电动给水泵和主发电机6，主发电机6的一端和电动给水泵(图中未标出)同轴连接，主发电机6的另一端和主汽轮机同轴连接，其中电动给水泵一侧设置有水池，电动给水泵可通过电力将水池中的水打入锅炉1中，用于锅炉1的运行。小汽轮机发电机组包括回热式小汽轮机9、汽动给水泵7和小发电机10，回热式小汽轮机9的一端和汽动给水泵7同轴连接，回热式小汽轮机9的另一端和小发电机10同轴连接；
主汽轮机包括汽轮机超高压汽缸2、汽轮机高压汽缸3、汽轮机中压气缸和汽轮机低压气缸，汽轮机超高压汽缸2的进汽口和锅炉1的第一出汽口相连通，汽轮机超高压汽缸2的出汽口分别和锅炉1的进汽口、回热装置的进汽口、回热式小汽轮机9的进汽口相连通，汽轮机超高压汽缸2的出汽口和回热式小汽轮机9的进汽口之间设置有第一调节阀8；
回热式小汽轮机9的出汽口分别和回热装置的进汽口、凝汽器11的进汽口相连通，回热式小汽轮机9的出汽口和回热装置的进汽口之间设置有溢流调节阀，回热式小汽轮机9的出汽口和凝汽器11之间设置有第四调节阀，回热式小汽轮机9上设置有第一抽汽口，第一抽汽口和回热装置的进汽口相连通；
回热装置包括高压加热器、除氧器29和低压加热器，低压加热器的进水口和凝汽器11的出水口相连通，低压加热器的出水口和除氧器29的进水口相连通，高压加热器的进水口和除氧器29的出水口相连通，高压加热器的出水口和锅炉1的进水口相连通。
锅炉1做功后的蒸汽进入汽轮机超高压汽缸2进行做功，做功结束后的蒸汽一部分进入回热式小汽轮机9中进行做功，并从回热式小汽轮机9中抽汽为回热装置提供蒸汽，降低了抽汽过热的可能性的同时，满足了对回热装置的供热。
汽轮机高压汽缸3的进汽口和锅炉1的第二出汽口相连通，汽轮机高压汽缸3的出汽口和汽轮机中压汽缸4的进汽口相连通，汽轮机低压汽缸5的进汽口和汽轮机中压汽缸4的出汽口相连通，汽轮机低压汽缸5的出汽口和凝汽器11的进汽口相连通，汽轮机低压汽缸5上设置有第二抽汽口。
锅炉1中的蒸汽通过汽轮机超高压汽缸2的进汽口进入汽轮机超高压汽缸2中进行做功，从汽轮机超高压汽缸2中排出的蒸汽一部分重新回到锅炉1进行再次加热，一部分进入高压加热器中，对给水进行加热，还有一部分通过回热式小汽轮机9的进汽口进入回热式小汽轮机9中进行做功，从回热式小汽轮机9中排出的蒸汽一部分进入低压加热器中，对凝结水进行加热，同时，回热式小汽轮机9中的蒸汽通过第一抽汽口进入高压加热器中，对给水进行加热，经过锅炉1再次加热后的蒸汽通过汽轮机高压汽缸3的进汽口进入汽轮机高压汽缸3中进行做功，从汽轮机高压汽缸3中排出的蒸汽进入汽轮机中压汽缸4中进行做功，从汽轮机中压汽缸4中排出的蒸汽进入汽轮机低压汽缸5中进行做功，从汽轮机低压汽缸5中排出的蒸汽进入凝汽器11中凝结成凝结水，同时，汽轮机低压汽缸5中的蒸汽通过第二抽汽口进入低压加热器中，对凝结水进行加热，依次通过低压加热器、除氧器29和高压加热器进行加热，并输送到锅炉1中进行循环利用。因现有技术常采用从汽轮机高压汽缸3和汽轮机中压汽缸4进行抽汽，而造成抽汽过热度过大的问题，加热器不可逆损失大，本发明采用分别从回热式小汽轮机9代替主汽轮机高压汽缸3、中压汽缸抽汽解决了抽汽过热度过大而造成损失的问题。
汽轮机中压汽缸4和汽轮机低压汽缸5采用对称分流式是因为随着机组容量增大后，汽轮机中压汽缸4各级叶片上通过的蒸汽流量增加，这样就要加长叶片长度，以保证蒸汽量的通过。但叶片过长在汽轮机高速转动下受到材料强度的限制，容易发生叶片断裂的事故，所以在大容量主汽轮机发电机组汽轮机中压汽缸4均采用对称分流式，这样既缩短了汽轮机中压汽缸4各级叶片的长度，同时又保证了主汽轮机发电机组的出力，除此以外还可以减少轴向推力。
高压加热器包括1号高压加热器22、2号高压加热器23、3号高压加热器24、4号高压加热器25、5号高压加热器26和6号高压加热器27，其中1号高压加热器22的出水口和锅炉1的进水口相连通，1号高压加热器22的进汽口和汽轮机超高压汽缸2的出汽口相连通，6号高压加热器27的进水口和除氧器29的出水口相连通。
低压加热器包括8号低压加热器31、9号低压加热器32、10号低压加热器33、11号低压加热器34和12号低压加热器35，其中8号低压加热器31的出水口和除氧器29的进水口相连通，8号低压加热器31的进汽口和回热式小汽轮机9的出汽口相连通，9号低压加热器32的进汽口和回热式小汽轮机9的出汽口相连通，12号低压加热器35的进水口和凝汽器11的出水口相连通。
溢流调节阀包括第二调节阀30和第三调节阀36，第二调节阀30设置于8号低压加热器31和小汽轮机的出汽口之间，第三调节阀36设置于9号低压加热器32和小汽轮机的出汽口之间。
通过凝汽器11凝结的凝结水进入12号低压加热器35中，低压加热器对凝结水进行加热，加热后的凝结水由8号低压加热器31进入除氧器29中，除氧器29用于去除凝结水的氧和其他气体，汽动给水泵7将除氧器29中的凝结水打入高压加热器中，高压加热器对其加热后的由1号高压加热器22进入锅炉1中。
第一抽汽口包括1号抽汽口12、2号抽汽口13、3号抽汽口14、4号抽汽口15、5号抽汽口16和6号抽汽口17，其中1号抽汽口12和2号高压加热器23的进汽口相连通，2号抽汽口13和3号高压加热器24的进汽口相连通，3号抽汽口14和4号高压加热器25的进汽口相连通，4号抽汽口15和5号高压加热器26的进汽口相连通，5号抽汽口16和6号高压加热器27的进汽口相连通，6号抽汽口17和除氧器29的进汽口相连通。
第二抽汽口包括7号抽汽口18、8号抽汽口19、9号抽汽口20和10号抽汽口21，其中7号抽汽口18和9号低压加热器32的进汽口相连通，8号抽汽口19和10号低压加热器33的进汽口相连通，9号抽汽口20和11号低压加热器34的进汽口相连通，10号抽汽口21和12号低压加热器35的进汽口相连通。
第二抽汽口用于将汽轮机低压汽缸5中的蒸汽送至低压加热器中，用于对低压加热器中的凝结水进行初步的加热。第一抽汽口用于将回热式小汽轮机9中的蒸汽送至高压加热器和除氧器29中，用于对高压加热器中的给水进行进一步的加热。
锅炉1的第一出汽口和汽轮机超高压汽缸2的进汽口之间，通过主蒸汽管道进行连通，第一调阀和补气阀设置于主蒸汽管道上，锅炉1的第二出汽口和汽轮机高压汽缸3的进汽口之间，通过再热蒸汽管道进行连通。主蒸汽管道、一次再热蒸汽管道、二次再热管道分别设置，用于分别将首次加热过的蒸汽输送至汽轮机超高压汽缸2中，将一次再热过的蒸汽输送至汽轮机高压汽缸3中，将二次再热后的蒸汽送至中压汽缸中。
一种运行可控制的双机回热系统的操作方法，包括如下步骤：
步骤1、将主汽轮机并网后，由电动给水泵给锅炉1进行供水，水通过锅炉1的第一进水口进入锅炉1中；
步骤2、当汽轮机超高压汽缸2排气参数满足回热式小汽轮机9的启动参数时，启动回热式小汽轮机9并通过调节第一调节阀8控制并提升回热式小汽轮机9的转速；
步骤3、通过调节溢流调节阀和第四调节阀28，使回热式小汽轮机9满足背压参数；
步骤4、当回热式小汽轮机9转速提升至3000r/min稳定后并网，并全开第一调节阀8，回热式小汽轮机9带动汽动给水泵7对锅炉1进行供水，水通过锅炉1的第二进水口进入锅炉1中。
步骤2中回热式小汽轮机9的启动参数设定为压力2.65-3.0MPa，温度300-350℃，步骤3中背压参数为0.45MPa。
步骤3中使回热式小汽轮机9满足背压参数的操作步骤如下：
步骤31、回热式小汽轮机9启动时，关闭第二调节阀30和第三调节阀36，并打开第四调节阀28，使回热式小汽轮机9的排气全部进入凝汽器11中；
步骤32、待凝汽器11中充满蒸汽后，打开第二调节阀30，并关小第四调节阀28，将回热式小汽轮机9的排气切换至8号低压加热器31中。
回热式小汽轮机9背压参数的选取对双机回热系统的设计至关重要。一方面，回热式小汽轮机9的背压越低，其可替代的回热系统的范围越大，回热抽汽量也越多，同时回热小汽机的出力也越大；另一方面，背压参数越高，其可替代的回热系统的范围越小，对应的回热抽汽量也越少，同时回热小汽机的出力也越小。回热式小汽轮机9的背压不能太低，当背压为0.4MPa时其排汽湿度将达到10％以上，如果背压参数继续降低，过高的排汽湿度将会对回热式小汽轮机9末级叶片的设计带来较大的挑战。回热式小汽轮机9的背压参数也不能太高，当背压参数达到一定压力时，会出现出力满足不了汽动给水泵7耗功的情况，这个背压参数值便是回热式小汽轮机9背压的上限值。综合考虑，回热式小汽轮机9按背压为0.45MPa。
该双机回热系统在开启时，首先通过电动给水泵对锅炉1进行供水，产生蒸汽，主汽轮机开始运行，当汽轮机超高压汽缸2排气参数满足回热式小汽轮机9的启动参数时，启动回热式小汽轮机9，并通过调节第二调节阀30、第三调节阀36和第四调节阀28，满足回热式小汽轮机9的背压参数，即满足了回热式小汽轮机9出力和回热系统所需流量的匹配问题。
开启回热式小汽轮机9之后，排气首先全部进入凝汽器11中，待凝汽器11中形成的凝结水以及至低压加热器中的循环稳定且足量时，逐步开启第二调节阀30，并关小第四调节阀28，逐步将回热式小汽轮机9的排气切换至8号低压加热器31中，之后根据背压参数的要求，打开第三调节阀36，使部分排气溢流至9号低压加热器32中。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种运行可控制的双机回热系统，其特征在于，包括锅炉、发电装置、凝汽器和回热装置；
所述锅炉包括第一出汽口、第二出汽口、第一出水口和第二出水口；
所述发电装置包括主汽轮机发电机组和小汽轮机发电机组，所述主汽轮机发电机组包括主汽轮机、电动给水泵和主发电机，所述主发电机的一端和电动给水泵同轴连接，所述主发电机的另一端和主汽轮机同轴连接，所述小汽轮机发电机组包括回热式小汽轮机、汽动给水泵和小发电机，所述回热式小汽轮机的一端和汽动给水泵同轴连接，所述回热式小汽轮机的另一端和小发电机同轴连接；
所述主汽轮机包括汽轮机超高压汽缸、汽轮机高压汽缸、汽轮机中压气缸和汽轮机低压气缸，所述汽轮机超高压汽缸的进汽口和锅炉的第一出汽口相连通，所述汽轮机超高压汽缸的出汽口分别和锅炉的进汽口、回热装置的进汽口、回热式小汽轮机的进汽口相连通，所述汽轮机超高压汽缸的出汽口和回热式小汽轮机的进汽口之间设置有第一调节阀；
所述回热式小汽轮机的出汽口分别和回热装置的进汽口、凝汽器的进汽口相连通，所述回热式小汽轮机的出汽口和回热装置的进汽口之间设置有溢流调节阀，所述回热式小汽轮机的出汽口和凝汽器之间设置有第四调节阀，所述回热式小汽轮机上设置有第一抽汽口，第一抽汽口和回热装置的进汽口相连通；
所述回热装置包括高压加热器、除氧器和低压加热器，所述低压加热器的进水口和凝汽器的出水口相连通，所述低压加热器的出水口和除氧器的进水口相连通，所述高压加热器的进水口和除氧器的出水口相连通，所述高压加热器的出水口和锅炉的进水口相连通。
2.根据权利要求1所述的运行可控制的双机回热系统，其特征在于，所述所述汽轮机高压汽缸的进汽口和锅炉的第二出汽口相连通，汽轮机高压汽缸的出汽口和汽轮机中压汽缸的进汽口相连通，汽轮机低压汽缸的进汽口和汽轮机中压汽缸的出汽口相连通，汽轮机低压汽缸的出汽口和凝汽器的进汽口相连通，汽轮机低压汽缸上设置有第二抽汽口。
3.根据权利要求2所述的运行可控制的双机回热系统，其特征在于，所述汽轮机中压汽缸呈对称分流式，汽轮机中压汽缸的两侧均设置有一个出汽口，两个出汽口在进行汇合后和汽轮机低压汽缸的进汽口相连通，汽轮机低压汽缸呈对称分流式，汽轮机低压汽缸的两侧均设置有一个出汽口，两个出汽口和所述凝汽器的进汽口相连通。
4.根据权利要求2所述的运行可控制的双机回热系统，其特征在于，所述高压加热器包括1号高压加热器、2号高压加热器、3号高压加热器、4号高压加热器、5号高压加热器和6号高压加热器，其中1号高压加热器的出水口和锅炉的进水口相连通，1号高压加热器的进汽口和汽轮机超高压汽缸的出汽口相连通，6号高压加热器的进水口和除氧器的出水口相连通；
低压加热器包括8号低压加热器、9号低压加热器、10号低压加热器、11号低压加热器和12号低压加热器，其中8号低压加热器的出水口和除氧器的进水口相连通，8号低压加热器的进汽口和回热式小汽轮机的出汽口相连通，9号低压加热器的进汽口和回热式小汽轮机的出汽口相连通，12号低压加热器的进水口和凝汽器的出水口相连通；
溢流调节阀包括第二调节阀和第三调节阀，第二调节阀设置于8号低压加热器和小汽轮机的出汽口之间，第三调节阀设置于9号低压加热器和小汽轮机的出汽口之间。
5.根据权利要求4所述的运行可控制的双机回热系统，其特征在于，所述第一抽汽口包括1号抽汽口、2号抽汽口、3号抽汽口、4号抽汽口、5号抽汽口和6号抽汽口，其中1号抽汽口和2号高压加热器的进汽口相连通，2号抽汽口和3号高压加热器的进汽口相连通，3号抽汽口和4号高压加热器的进汽口相连通，4号抽汽口和5号高压加热器的进汽口相连通，5号抽汽口和6号高压加热器的进汽口相连通，6号抽汽口和除氧器的进汽口相连通；
第二抽汽口包括7号抽汽口、8号抽汽口、9号抽汽口和10号抽汽口，其中7号抽汽口和9号低压加热器的进汽口相连通，8号抽汽口和10号低压加热器的进汽口相连通，9号抽汽口和11号低压加热器的进汽口相连通，10号抽汽口和12号低压加热器的进汽口相连通。
6.一种运行可控制的双机回热系统的操作方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、将主汽轮机并网后，由电动给水泵给锅炉进行供水，水通过锅炉的第一进水口进入锅炉中；
步骤2、当汽轮机超高压汽缸排气参数满足回热式小汽轮机的启动参数时，启动回热式小汽轮机并通过调节第一调节阀控制并提升回热式小汽轮机的转速；
步骤3、通过调节溢流调节阀和第四调节阀，使回热式小汽轮机满足背压参数；
步骤4、当回热式小汽轮机转速提升至3000r/min稳定后并网，并全开第一调节阀，回热式小汽轮机带动汽动给水泵对锅炉进行供水，水通过锅炉的第二进水口进入锅炉中。
7.根据权利要求6所述的运行可控制的双机回热系统的操作方法，其特征在于，所述步骤2中回热式小汽轮机的启动参数设定为压力2.65-3.0MPa，温度300-350℃。
8.根据权利要求6所述的运行可控制的双机回热系统的操作方法，其特征在于，所述步骤3中背压参数为0.45MPa。
9.根据权利要求6所述的运行可控制的双机回热系统的操作方法，其特征在于，所述步骤3中使回热式小汽轮机满足背压参数的操作步骤如下：
步骤31、回热式小汽轮机启动时，打开第二调节阀，关闭第三调节阀和第四调节阀，回热式小汽轮机的排气直接进入8号低压加热器中；
步骤32、根据背压参数，打开第三调节阀，使回热式小汽轮机的排气溢流至9号低压加热器中；
步骤33、根据背压参数，打开第四调节阀，使回热式小汽轮机的排气溢流至凝汽器中。
10.根据权利要求6所述的运行可控制的双机回热系统的操作方法，其特征在于，所述步骤3中使回热式小汽轮机满足背压参数的操作步骤如下：
步骤31、回热式小汽轮机启动时，关闭第二调节阀和第三调节阀，并打开第四调节阀，使回热式小汽轮机的排气全部进入凝汽器中；
步骤32、待凝汽器中充满蒸汽后，打开第二调节阀，并关小第四调节阀，将回热式小汽轮机的排气切换至8号低压加热器中。
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