CN201297185Y - Ncb双轴新型供热汽轮发电机组 - Google Patents

Ncb双轴新型供热汽轮发电机组 Download PDF

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Abstract

本实用新型的目的在于提供一种具有双轴结构设计、同时具备定功率抽汽供热汽轮机、背压式或抽背式供热汽轮机和抽－凝式供热汽轮机功能的NCB双轴新型供热汽轮发电机组。它是由高中压机组、低压机组和供热系统组成的；高中压机组联接低压机组，高中压机组和低压机组分别连接供热系统。本实用新型NCB双轴新型供热汽轮发电机组，是一种新颖的供热汽轮发电机组。它不仅具有背压式供热汽轮机和抽－凝式供热汽轮机的优点，同时又能克服这两种供热汽轮机的缺点，在节能增效方面又优于背压式供热汽轮机和抽－凝式供热汽轮机，可称为“理想供热汽轮机”。

Description

NCB双轴新型供热汽轮发电机组
(一)技术领域
本实用新型涉及动力工程热电技术，具体说就是一种NCB双轴新型供热汽轮发电机组。
机。
(二)背景技术
电站汽轮机可用于发电或用于供热并发电。
电站汽轮机用于发电的称纯凝式汽轮机，以拼音字母“N”表示，这种汽轮机有高的发电效率。
用于供热并发电的称热电联供汽轮机，目前常用的有以下两种类型。
(1)背压式或抽背式供热汽轮机
背压式或抽背式供热汽轮机没有凝汽器，汽轮机的排汽全部用于供热，没有排汽冷源损失；抽背式也是一种背压式汽轮机，只是在汽轮机的排汽前有抽汽，故称抽背式，均以拼音字母“B”表示。这种供热汽轮机的供热量大，供热汽轮机的热效率也高。但热负荷变化较大时，其发电量和发电效率均会下降；当外界没有热负荷时，背压式或(或抽背式)供热汽轮机只能仃机。所以背压式(或抽背式)供热汽轮机对需要长期供热，而热负荷变化不大的场合较为适用。
(2)抽—凝式供热汽轮机
这种供热汽轮机在非供热期和纯凝式汽轮机一样，有较高的发电效率对外发电。在供热期内可以根据外界热负荷的大小，相应抽出不同的蒸汽量对外供热。为确保机组安全运行，仍需有一部分蒸汽排入凝汽器。所以其最大供热量和汽轮机的热效率均不如背压式供热汽轮机，以拼音字母“CN”表示。
上述表明，以上两种供热汽轮机各自都有优缺点。
(三)发明内容
本实用新型的目的在于提供一种具有双轴结构设计、同时具备纯凝式汽轮机、背压式或抽背式供热汽轮机和抽—凝式供热汽轮机功能的NCB双轴新型供热汽轮发电机组。
本实用新型的目的是这样实现的：它是由高中压机组11、低压机组12和供热系统13组成的；高中压机组11联接低压机组12，高中压机组11和低压机组12分别连接供热系统13。
本实用新型还有以下技术特征：
(1)所述的高中压机组11包括高中压缸1、一号电机2、抽汽供热控制阀6和排汽供热控制阀7；高中压缸1分别连接抽汽供热控制阀6和排汽供热控制阀7，高中压缸1与一号电机2同轴向联接。
(2)所述的低压机组12包括低压缸3、二号电机4、低压缸调节阀5和凝汽器8；低压缸调节阀5连接低压缸3，低压缸3连接凝汽器8，低压缸3与二号电机4同轴向联接。
(3)所述的供热系统13包括一级网加热器9和二级网加热器10；一级网加热器9连接二级网加热器10。
本实用新型NCB双轴新型供热汽轮发电机组，它不仅具有背压式供热汽轮机和抽—凝式供热汽轮机的优点，同时又能克服这两种供热汽轮机的缺点，在节能增效方面又优于背压式供热汽轮机和抽—凝式供热汽轮机，可称谓“理想供热汽轮机”。
现以300MW抽—凝式供热汽轮机为例进行比较，经一个供热期的经济效益比较。取非供热期为7个月、正常供热期为3.5个月、高(尖)峰供热期为1.5个月；上网电价按0.4元/KWh，热价按29元/GJ。计算表明：采用NCB双轴新型供热汽轮机比采用抽—凝式供热汽轮机最大供热蒸汽量由450T/和增加到600T/h，即供热量从998GJ/h增加到1330GJ/h；供热高(尖)峰期，节能330GJ/h。供热期内热网水实现两级加热可多发电，进一步节能增效。初步估算全年总节能可获净利～1600万元。当然一台NCB双轴新型供热汽轮机的制造成本也会有所增加，约800～1000万元，仍可做到所增加的成本在当年所获净利中回收，并还有余利800万元。所以采用NCB双轴新型供热汽轮机不仅能节约大量的热能、电能，而且经济效益也是非常显著。
(四)附图说明
图1为本实用新型的对比机型纯凝式汽轮机示意图；
图2为本实用新型的对比机型背压式供热汽轮机示意图；
图3为本实用新型的对比机型抽背式供热汽轮机示意图；
图4为本实用新型的对比机型抽—凝式供热汽轮机示意图；
图5为本实用新型NCB双轴新型供热汽轮机高中压缸采用抽汽设计模式示意图；
图6为本实用新型NCB双轴新型供热汽轮机高中压缸排汽采用双参数设计模式示意图；
图7为本实用新型NCB双轴新型供热汽轮机采用吸收式热泵设计模式示意图。
(五)具体实施方式
下面结合附图举例对本实用新型作进一步说明。
实施例1，结合图5，本实用新型NCB双轴新型供热汽轮发电机组的工作过程如下：NCB双轴新型供热汽轮发电机组是根椐不同供热期需要不同供热负荷的特点，采取不同的运行方式。现以非供热期、正常供热期、高峰供热期为例说明NCB双轴新型供热汽轮发电机组的工作过程。
在非供热期：供热抽汽控制阀(6)全关，低压缸调节阀(5)全开。汽轮机蒸汽流经高中压缸后，因供热抽汽控制阀(6)全关，低压缸调节阀(5)全开；直接进入低压缸后排入凝汽器。呈纯凝工况(N)运行，具有纯凝汽轮机机发电效率高的优点。
在正常供热期：打开并调整供热抽汽控制阀(6)和低压缸调节阀(5)。此时可根据外界热负荷需要，调整供热抽汽控制阀(6)和低压缸调节阀(5)，可以抽出不同的蒸汽量供热网加热器(8)加热。汽轮机呈抽汽工况(C)运行，具有抽汽汽轮机优点，不仅对外抽汽供热而且还可以保持高的发电效率。
在高峰供热期：供热抽汽控制阀(6)全开，低压缸调节阀(5)全关。汽轮机蒸汽流经高中压缸后，因低压缸调节阀(5)全关，供热抽汽控制阀(6)全开；全部蒸汽供热网加热器(8)加热。汽轮机呈背压工况(B)运行，具有背压汽轮机优点，做到最大供热能力。低压部分处于低速盘车状态，可根据运行要求，随时投运。
实施例2，结合图5、图6、图7，本实用新型NCB双轴新型供热汽轮发电机组采用三种设计新摸式，实现两级加热。
目前国内采暖供热汽轮机多采用抽—凝式供热汽轮机。而抽—凝式供热汽轮机只有一级抽汽(采暖)，热网加热器只能实现一级加热。为进一步提高供热效益，热网加热器应实现两级加热。两级加热与一级加热相比，在供热汽轮机从锅炉进汽的压力、温度、流量，对外供热量相同的情况下，两级加热比一级加热可多发电。NCB双轴新型供热汽轮发电机组的设计除采用“双轴结构设计”核心技术外，还提出以下三种设计新摸式，以实现两级加热。
1)高中压缸采用抽汽设计，实现两级加热。
NCB双轴新型供热汽轮发电机组采用高中压缸抽汽设计，高中压缸排汽供第一级热网加热器，高中压缸抽汽供第二级热网加热器，实现两级加热。
2)高中压缸排汽采用双参数设计，实现两级加热。
通常电厂考虑安全、可靠运行，只少安装两台机组。现以两台NCB双轴新型供热汽轮机为例，一台机的高中压缸排汽参数设计较低，另一台机的高中压缸排汽参数设计较高。高中压缸排汽参数较低的排汽，供第一级热网加热器；高中压缸排汽参数较高的排汽，供第二级热网加热器。从而实现两级加热。
3)采用吸收式热泵供热新技术，实现两级加热。
NCB双轴新型供热汽轮机设计采用吸收式热泵供热新技术。高中压缸排汽的一部分用做吸收式热泵的热源，可吸收部分排入凝汽器蒸汽的热量，与热源的热量一起用于第一级热网加热器；高中压缸排汽剩余一部分的蒸汽供第二级热网加热器，实现两级加热。
实施例3，本实用新型NCB双轴新型供热汽轮发电机组是根椐不同供热期需要不同供热负荷的特点，采用不同的运行方式进行汽轮机的优化设计。现以非供热期为7个月、正常供热期为3.5个月、高峰供热期为1.5个月为例加以说明。
1)非供热期，纯凝工况运行，汽轮机按非供热期优化设计。
因非供热期为7个月，汽轮机按7个月的冷却水温进行优化设计，而纯凝式汽轮机按全年12个月的冷却水温进行优化设计。因此在非供热期内，NCB双轴新型供热汽轮发电机组的发电效率将比同类型纯凝式汽轮机更优。
2)正常供热期，抽—凝工况运行，实现低参数蒸汽供热和两级加热。
正常供热期，特别在供热初期，外界热负荷较小，供热抽汽量也较小，所需供热蒸汽温度、压力也较低。而通常抽—凝式供热汽轮机，此时供热抽汽量较小，进入低压缸的蒸汽量就较大，抽汽压力也较大。用较大压力、温度的蒸汽供热其热能品位损失太大。
NCB双轴新型供热汽轮发电机组的三种设计新摸式，正是针对抽—凝式供热汽轮机这一缺点，在供热初期可实现低参数蒸汽供热；当热负荷继续增加，低参数蒸汽供热不能满足要求时，即可投入高参数蒸汽供热，并实现两级加热。这样可减少热能品位损失，在对外供热量相同的情况下，可使汽轮机多发电。与通常抽—凝供热汽轮机相比做到节能增效。
3)高峰供热期，为背压式供热工况，实现两级加热。
高峰供热期，NCB双轴新型供热汽轮发电机组进入背压式供热工况，高中压缸的排汽全部用于供热，供热量大而且没有排汽冷源损失，具有背压式供热汽轮机的优点。同时NCB双轴新型供热汽轮发电机组因具有三种设计新摸式，同样可以实现两级加热；在对外供热相同的情况下，NCB双轴新型供热汽轮机比背压式供热汽轮机可多发电，进一步节能增效。
NCB双轴新型供热汽轮发电机组在高峰供热期(1个月)，进入背压式供热工况，而在尖峰供热期(0.5个月)，呈VWO背压式供热工况。这样新供热汽轮机在高(尖)峰供热期分两种工况运行，避免了背压式汽轮机热负荷不宜变化大的缺点。

Claims (4)

1.一种NCB双轴新型供热汽轮发电机组，它是由高中压机组(11)、低压机组(12)和供热系统(13)组成的；其特征在于：高中压机组(11)联接低压机组(12)，高中压机组(11)和低压机组(12)分别连接供热系统(13)。
2.根据权利要求1所述的一种NCB双轴新型供热汽轮发电机组，所述的高中压机组(11)包括高中压缸(1)、一号电机(2)、抽汽供热控制阀(6)和排汽供热控制阀(7)；其特征在于：高中压缸(1)分别连接抽汽供热控制阀(6)和排汽供热控制阀(7)，高中压缸(1)与一号电机(2)同轴向联接。
3.根据权利要求1所述的一种NCB双轴新型供热汽轮发电机组，所述的低压机组(12)包括低压缸(3)、二号电机(4)、低压缸调节阀(5)和凝汽器(8)；其特征在于：低压缸调节阀(5)连接低压缸(3)，低压缸(3)连接凝汽器(8)，低压缸(3)与二号电机(4)同轴向联接。
4.根据权利要求1所述的一种NCB双轴新型供热汽轮发电机组，所述的供热系统(13)包括一级网加热器(9)和二级网加热器(10)；其特征在于：一级网加热器(9)连接二级网加热器(10)。
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