CN204283512U - 一种热电联供汽轮机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了发电设备领域的一种热电联供汽轮机，包括高压缸、中压缸、第一低压缸和第二低压缸；第一低压缸的排汽口连接有第一凝汽器，第二低压缸的排汽口连接有第二凝汽器；中压缸的排汽口，第一低压缸的进汽口，以及第二低压缸的进汽口之间通过一根公用的中低压连通管连接，中低压连通管上设有一个位于第一低压缸进汽口和第二低压缸进汽口之间的第一控制阀组，第一低压缸进汽口与第一控制阀组之间，设有一根与中低压连通管垂直连通的排汽管，排汽管上设有第二控制阀组，高压缸、中压缸、第一低压缸和第二低压缸的转子单轴布置，依次连接；第一低压缸与第二低压缸的转子输出轴之间设有一离合器。

Description

一种热电联供汽轮机

技术领域

本实用新型涉及发电设备领域的一种热电联供汽轮机。

背景技术

汽轮发电机组是电站建设中的关键动力设备之一，是把热能转换成机械能进而转换成电能的能量转换装置。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。

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。

然而，尽管热电联供汽轮机具有较高的热能利用率，其也存在弊端：当抽汽量较大时，汽轮机机组的效率变化较大，而汽轮机的最优设计工况只有一个，当机组运行偏离设计工况时机组的效率将会急剧下降。一般汽轮机在设计时依然选用额定工况为机组的设计点(最优的设计工况)，因为该工况一般为性能保证工况。这就导致在额定的供热工况下机组的内效率偏低。

在申请号为201310280335.9的实用新型专利中，公布了一种热电联供汽轮机，设置高压缸、中压缸、第一低压缸和第二低压缸，高压缸、中压缸、第一低压缸和第二低压缸的转子单轴布置，依次连接。其中中压缸、第一低压缸和第二低压缸通过中低压连通管连接，中低压连通管上设置了一个位于第一低压缸和第二低压缸之间的控制阀组，其中第一低压缸与第二低压缸的转子输出轴之间设置有一离合器。

当汽轮机的热负荷变大，第一低压缸和第二低压缸的进汽量同时减少到额定进汽量的一半左右时，先将自动同步离合器，然后关闭控制位于第一低压缸和第二低压缸之间的控制阀组，阻断第二低压缸的进汽，则第二低压缸的转子输出轴的转速降低，离合器自动脱开，从而实现第二低压缸在线解列，第一低压缸维持在额定状态下运行。第一低压缸的进汽量又增加显著时，打开第一低压缸和第二低压缸之间的控制阀组，实现第二低压缸的同步并网发电，并网后将自动同步离合器锁定，汽轮机恢复原状。这样设计的缺陷在于：第一低压缸和第二低压缸的蒸汽是同步减少的，从而在离合器自动脱开前，影响汽轮机的运行效率。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种热电联供汽轮机，其能够在满足“以热定电”的大原则的同时，实现了对汽轮机内效率进行有效管理，可以根据热负荷的变化，尽可能的提升汽轮机组运行的内效率，使得汽轮机组在满足热负荷的同时，尽可能地发出更多电能。

实现上述目的的一种技术方案是：一种热电联供汽轮机，包括高压缸、中压缸、第一低压缸和第二低压缸；所述第一低压缸的排汽口连接有第一凝汽器，所述第二低压缸的排汽口连接有第二凝汽器；

所述中压缸的排汽口，所述第一低压缸的进汽口，以及所述第二低压缸的进汽口之间通过一根公用的中低压连通管连接，所述中低压连通管上设有一个位于所述第一低压缸进汽口和所述第二低压缸进汽口之间的第一控制阀组，所述第一低压缸进汽口与所述第一控制阀组之间，设有一根与所述中低压连通管垂直连通的排汽管，所述排汽管上设有第二控制阀组；

所述高压缸、所述中压缸、所述第一低压缸和所述第二低压缸的转子单轴布置，依次连接；所述第一低压缸与所述第二低压缸的转子输出轴之间设有一离合器。

进一步的，所述第一凝汽器和所述第二凝汽器为双壳体、双流程、双背压型的凝汽器。

进一步的，所述第一控制阀组处设有第一气体压力传感器。

进一步的，所述第二控制阀组处设有第二气体压力传感器。

进一步的，所述离合器为具有锁定功能的自动同步离合器。

采用了本实用新型的热电联供汽轮机的技术方案，即在中低压连通管上设有一个位于第一低压缸进汽口和第二低压缸进汽口之间的第一控制阀组，第一低压缸进汽口与第一控制阀组之间，设有一根与中低压连通管垂直连通的排汽管，排汽管上设有第二控制阀组的技术方案。其技术效果是：热电联供汽轮机能够在满足“以热定电”的大原则的同时，实现了对汽轮机内效率进行有效管理，可以根据热负荷的变化，尽可能优先满足第一低压缸的用汽需求，提升汽轮机组运行的内效率，使得汽轮机组在满足热负荷的同时，尽可能地发出更多电能，在供热抽汽量比较大的工况下，通过离合器解列第二低压缸，使得第一低压缸在供热工况下的流量水平与纯凝工况一致，从而使第一低压缸效率不会因为供热抽汽量大而大幅下降。

附图说明

图1为本实用新型的一种热电联供汽轮机的结构示意图。

具体实施方式

请参阅图1，本实用新型的发明人为了能更好地对本实用新型的技术方案进行理解，下面通过具体地实施例，并结合附图进行详细地说明：

请参阅图1，本实用新型的一种热电联供汽轮机，包括高压缸1、中压缸2、第一低压缸3和第二低压缸4，第一低压缸3的排汽口连接有第一凝汽器8，第二低压缸4的排汽口连接有第二凝汽器9。

高压缸1、中压缸2、第一低压缸3和第二低压缸4上均设有进汽口和排汽口，以及一根转子输出轴。高压缸1、中压缸2、第一低压缸3和第二低压缸4的转子输出轴单轴布置，依次连接；第一低压缸3与第二低压缸4的转子输出轴之间设有一离合器5。其中高压缸1转子输出轴的第一端部连接发电机10,高压缸1转子输出轴的第二端部连接中压缸2转子输出轴的第一端部，中压缸2转子输出轴的第二端部连接第一低压缸3转子输出轴的第一端部，第一低压缸3转子输出轴的第二端部和第二低压缸4转子输出轴的第一端部通过离合器5连接。

中压缸2的排汽口，第一低压缸3的进汽口，以及第二低压缸4的进汽口之间通过一根公用的中低压连通管6连接，中低压连通管6上设有一个位于第一低压缸3进汽口和第二低压缸4进汽口之间的第一控制阀组7，第一低压缸3进汽口与第一控制阀组7之间，设有一根与中低压连通管6垂直连通的排汽管12，排汽管上设有第二控制阀组11。

这样设计的目的在于当第一控制阀组7和第二控制阀组11对中压缸2内抽汽的进行，第一低压缸3和第二低压缸4的进汽量下降并低于额定功率，第一低压缸3和第二低压缸4的效率开始下降，对于环境的碳排放上升，第二低压缸4的进汽量减少到额定进汽量的二分之一左右时，即第一控制阀组7处的蒸汽压力下降到额定蒸汽压力的二分之一时，先将离合器5关闭，然后关闭控制位于第一低压缸3和第二低压缸4之间的第一控制阀组7，阻断第二低压缸4的进汽，则第二低压缸4的转子输出轴的转速降低，离合器5自动脱开，从而实现第二低压缸4在线解列。第一低压缸3维持在额定状态下运行。同时第二控制阀组11对中低压连通管6进行抽气，通过排汽管12进行对外供热。

中低压管6及排汽管12的蒸汽压力又增加显著时，排汽管12内蒸汽压力达到额定蒸汽压力的二分之一时，打开第一低压缸3和第二低压缸4之间的第一控制阀组7，实现第二低压缸4的同步并网发电，并网后将离合器5锁定，汽轮机恢复原状。

离合器5优选具有锁定功能的自动同步离合器。其目的在于：为了提高本实用新型的一种热电联供汽轮机的自动化程度，以便于操控。

本实施例中，第一凝汽器8和第二凝汽器9优选为双壳体、双流程、双背压型的凝汽器。其目的在于节能降耗。

第一控制阀组7处设有第一气体压力传感器(图中未显示)，第二控制阀组11处设有第二气体压力传感器(图中未显示)。当所述第一气体压力传感器检测到所述第一控制阀组7处的蒸汽压力下降到第二低压缸4额定进汽量的二分之一，第一控制阀组7关闭。当所述第二气体压力传感器检测到所述第二控制阀组11处的蒸汽压力上升到第二低压缸4额定进汽量的二分之一时，第一控制阀组7打开。

通过所述第一气体压力传感器和所述第二气体压力传感器，切换第一控制阀组7的开关状态，以及离合器5的锁定和脱开，即控制第二低压缸4的解列和并网，热电联供汽轮机能够在满足“以热定电”的大原则的同时，实现了对汽轮机内效率进行有效管理，可以根据热负荷的变化，尽可能的提升汽轮机运行的效率，优先满足第一低压缸3对于蒸汽的需求，使得汽轮机组在满足热负荷的同时，尽可能地发出更多电能，同时减少热电联供中的碳排放。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求书范围内。

Claims (5)

1.一种热电联供汽轮机，包括高压缸、中压缸、第一低压缸和第二低压缸；所述第一低压缸的排汽口连接有第一凝汽器，所述第二低压缸的排汽口连接有第二凝汽器；其特征在于：

所述中压缸的排汽口，所述第一低压缸的进汽口，以及所述第二低压缸的进汽口之间通过一根公用的中低压连通管连接，所述中低压连通管上设有一个位于所述第一低压缸进汽口和所述第二低压缸进汽口之间的第一控制阀组，所述第一低压缸进汽口与所述第一控制阀组之间，设有一根与所述中低压连通管垂直连通的排汽管，所述排汽管上设有第二控制阀组；

所述高压缸、所述中压缸、所述第一低压缸和所述第二低压缸的转子输出轴单轴布置，依次连接；所述第一低压缸与所述第二低压缸的转子输出轴之间设有一离合器。

2.根据权利要求1所述的一种热电联供汽轮机，其特征在于：所述第一凝汽器和所述第二凝汽器为双壳体、双流程、双背压型的凝汽器。

3.根据权利要求1所述的一种热电联供汽轮机，其特征在于：所述第一控制阀组处设有第一气体压力传感器。

4.根据权利要求1所述的一种热电联供汽轮机，其特征在于：所述第二控制阀组处设有第二气体压力传感器。

5.根据权利要求1所述的一种热电联供汽轮机，其特征在于：所述离合器为具有锁定功能的自动同步离合器。