CN209324443U - 一种汽轮机蒸汽系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种汽轮机蒸汽系统，包括蒸汽源、汽轮机、汽水分离器、蒸汽再热器，所述汽轮机包括汽轮机高压段和汽轮机低压段，所述汽轮机高压段的进汽端通过汽轮机高压进汽管道与蒸汽源的输出端相连，所述汽水分离器的输入端通过汽轮机高压排汽管道与汽轮机高压段的排汽端相连，所述汽水分离器的输出端与蒸汽再热器的输入端相连，所述汽轮机低压段的进汽端通过汽轮机低压进汽管道与蒸汽再热器的输出端相连，所述蒸汽再热器通过再热器汽源管道分别与蒸汽源、汽轮机高压进汽管道和汽轮机高压段相连，所述再热器汽源管道中都设有开关阀。该汽轮机蒸汽系统有效地降低蒸汽对汽轮机叶片的腐蚀，提高蒸汽系统的工作效率和热量利用效率。

Description

一种汽轮机蒸汽系统

技术领域

本实用新型涉及汽轮机领域，具体涉及一种汽轮机蒸汽系统。

背景技术

近年来我国生活垃圾焚烧发电发展迅速，已经成为垃圾无害化处理的主要措施，垃圾焚烧发电装机容量也在不断提高。垃圾焚烧锅炉以城镇生活垃圾为燃料，将锅炉给水加热为过热蒸汽，进入汽轮机做功对外供电。垃圾焚烧发电项目整体投资较高，汽轮发电机组在总投资中相对较低，提高蒸汽循环效率可以非常有效地提高投资收益。由于垃圾焚烧锅炉管壁腐蚀速度与温度直接相关，提高温度较为困难。目前垃圾焚烧发电汽轮机型式多为中温中压，也有少数为中温次高压(440℃，5.2MPa)。

在汽轮机进汽温度不变的前提下，提高进汽压力，或者降低背压，有助于提高蒸汽循环效率，但是同时会使汽轮机的排汽湿度增加，汽轮机叶片侵蚀加剧，机组运行存在一定安全隐患。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型要解决的技术问题在于提供一种汽轮机蒸汽系统，以提高进入汽轮机的蒸汽的品质，降低对汽轮机叶片的腐蚀，并提高系统的热量利用效率。

为实现上述目的，本实用新型提供一种汽轮机蒸汽系统，包括蒸汽源、汽轮机、汽水分离器、蒸汽再热器，所述汽轮机包括汽轮机高压段和汽轮机低压段，所述汽轮机高压段的进汽端通过汽轮机高压进汽管道与蒸汽源的输出端相连，所述汽水分离器的输入端通过汽轮机高压排汽管道与汽轮机高压段的排汽端相连，所述汽水分离器的输出端与蒸汽再热器的输入端相连，所述汽轮机低压段的进汽端通过汽轮机低压进汽管道与蒸汽再热器的输出端相连，所述蒸汽再热器通过再热器汽源管道分别与蒸汽源、汽轮机高压进汽管道和汽轮机高压段相连，每根再热器汽源管道中都设有开关阀。

进一步地，所述蒸汽再热器为一级或者多级蒸汽再热器。

进一步地，所述蒸汽再热器上设有扫排汽结构。

进一步地，所述蒸汽源为垃圾焚烧锅炉，所述汽轮机蒸汽系统还包括冷凝设备和给水加热器，所述冷凝设备通过汽轮机低压排汽管道与汽轮机低压段的排汽端相连，所述冷凝设备和给水加热器之间、以及给水加热器和垃圾焚烧锅炉之间都通过水管相连。

进一步地，所述汽水分离器上设有分离器疏水结构，所述蒸汽再热器上设有再热器疏水结构，所述分离器疏水结构和再热器疏水结构都连接到给水加热器。

进一步地，所述蒸汽再热器上设有扫排汽结构，所述扫排汽结构连接到给水加热器。

优选地，所述汽轮机用于驱动旋转设备。

如上所述，本实用新型涉及的汽轮机蒸汽系统，具有以下有益效果：

通过设置汽轮机高压段、汽轮机低压段、汽水分离器和蒸汽再热器，蒸汽进入汽轮机高压段做功后从出汽端出来，经过汽水分离器和蒸汽再热器，汽水分离器将蒸汽中的水分消除，再经过蒸汽再热器进行加热，蒸汽再进入汽轮机低压段做功，可有效地降低蒸汽对汽轮机低压段叶片的腐蚀。在汽轮机进汽温度一定的情况下，可以有效地提高汽轮机的进汽压力，提高蒸汽系统的工作效率，并保证汽轮机叶片工作的安全性。同时蒸汽再热器通过再热器汽源管道分别与蒸汽源、汽轮机高压进汽管道或者汽轮机高压段的相连，可以证据蒸汽的具体情况，选择从蒸汽源、汽轮机高压进汽管道或者汽轮机高压段抽汽，在保证再热效果的同时可以减少热量的浪费。

附图说明

图1为本实用新型中汽轮机蒸汽系统的结构示意视图。

元件标号说明

1 蒸汽源

2 汽轮机高压进汽管道

3 汽轮机高压段

4 汽轮机高压排汽管道

5 汽水分离器

6 分离器疏水结构

7 蒸汽再热器

8 再热器汽源管道

81 开关阀

9 扫排汽结构

10 再热器疏水结构

11 汽轮机低压进汽管道

12 汽轮机低压段

13 电机

14 汽轮机低压排汽管道

15 冷凝设备

16 给水加热器

17 水管

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

须知，本说明书附图所绘的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图1所示，本实用新型提供一种汽轮机蒸汽系统，包括蒸汽源1、汽轮机、汽水分离器5、蒸汽再热器7，汽轮机包括汽轮机高压段3和汽轮机低压段12，汽轮机高压段3的进汽端通过汽轮机高压进汽管道2与蒸汽源1的输出端相连，汽水分离器5的输入端通过汽轮机高压排汽管道4与汽轮机高压段3的排汽端相连，汽水分离器5的输出端与蒸汽再热器7的输入端相连，汽轮机低压段12的进汽端通过汽轮机低压进汽管道11与蒸汽再热器7的输出端相连，蒸汽再热器7通过再热器汽源管道8分别与蒸汽源1、汽轮机高压进汽管道2或和汽轮机高压段3相连，再热器汽源管道8中都设有开关阀81。

本实用新型涉及的汽轮机蒸汽系统的工作原理为：来自蒸汽源1的蒸汽为过热蒸汽，蒸汽通过汽轮机高压进汽管道2进入汽轮机高压段3，过热蒸汽对汽轮机高压段3做功；蒸汽在汽轮机高压段3做功过程中，蒸汽的温度和压力逐渐下降；从汽轮机高压段3排出的蒸汽具有一定湿度，蒸汽再通过汽轮机高压排汽管道4进入汽水分离器5，汽水分离器5消除蒸汽中的水分，蒸汽从汽水分离器5中出来进入蒸汽再热器7，根据蒸汽的具体加热情况，可通过选择开关阀81的开闭，利用再热器汽源管道8，选择从与蒸汽源1、汽轮机高压进汽管道2或者汽轮机高压段3某一处或者某几处进行抽汽，抽汽作为用于蒸汽再热器7加热的热源汽源，热源汽源为蒸汽再热器7内蒸汽的加热提供热量。被加热后的蒸汽从蒸汽再热器7中出来时为过热蒸汽，过热蒸汽再通过汽轮机低压进汽管道11，进入汽轮机低压段12进行做功。蒸汽在汽轮机高压段3和汽轮机低压段12中做功、驱动汽轮机转动。本实用新型中，蒸汽再热器7为一级或者多级的，采用多级的蒸汽再热器7时再热效果更好。蒸汽从在汽轮机高压段3和汽轮机低压段12做功过程中压力和温度都具有一定程度降低，采用本实用新型的汽轮机蒸汽系统，可以确保汽轮机高压段3和汽轮机低压段12的进汽都为过热蒸汽，以此提高了进入汽轮机低压段12的蒸汽品质，减少对汽轮机低压段12叶片的腐蚀，尤其是对末叶片的腐蚀。在蒸汽源1提供的蒸汽为一定的温度和压力的情况下，在保证汽轮机叶片安全的基础上，提高蒸汽的工作效率。由于蒸汽源1、汽轮机高压进汽管道2和汽轮机高压段3的蒸汽的温度和压力不同，可以根据蒸汽具体的加热需求，选择开闭再热器汽源管道8上的开关阀81，以此来选择从蒸汽源1、汽轮机高压进汽管道2或者汽轮机高压段3进行抽汽，作为蒸汽再热器7加热用的热源，从而在保证再热效果的同时可以减少热量的浪费，提高了整个系统的热量利用效率。

当然，采用本实用新型涉及的汽轮机蒸汽系统，也可以根据蒸汽的具体情况来启用汽水分离器5和蒸汽再热器7中的一个。具体地，根据蒸汽压力、蒸汽温度、排汽背压、汽轮机功率等级等相关因素确定，并以叶片运行安全为准。当只开启汽水分离器5，此时具有一定湿度的蒸汽进入汽水分离器5，祛湿后蒸汽干度提高，蒸汽状态接变为饱和干蒸汽或者接近饱和干蒸汽；当只开启蒸汽再热器7时，具有一定湿度的蒸汽进入蒸汽再热器7，被加热成过热蒸汽。

作为优化设计，如图1所示，在蒸汽再热器7上设有相应的扫排汽结构9，防止蒸汽再热器7的热源汽源在蒸汽再热器7内部换热时，热源汽源发生过冷现象。本实用新型中的汽水分离器5可以采用挡板型、气旋型、或吸附型。

本实用新型的蒸汽系统，可用于在生活垃圾焚烧发电领域，垃圾焚烧锅炉作为蒸汽源1提供蒸汽，汽轮机驱动的旋转设备为电机13。如图1，在本实施例中，汽轮机蒸汽系统还包括冷凝设备15和给水加热器16，冷凝设备15通过汽轮机低压排汽管道14与汽轮机低压段12的排汽端相连，冷凝设备15和给水加热器16之间、以及给水加热器16和垃圾焚烧锅炉之间都通过水管17相连。给水加热器16可以由多级低压加热器、除氧器和高压加热器组成。蒸汽再热器7通过与再热器汽源管道8与锅炉汽包相连。采用本实施例的汽轮机蒸汽系统应用于生活垃圾焚烧发电具体工作原理如下：垃圾焚烧锅炉通过焚烧城镇生活垃圾，将锅炉给水加热为过热蒸汽，过热蒸汽通过汽轮机高压进汽管道2进入汽轮机高压段3做功，汽轮机高压段3的排汽具有一定湿度，蒸汽再经过汽轮机高压排汽管道4进入汽水分离器5进行祛湿，蒸汽中的水分被消除，蒸汽状态为干饱和蒸汽或者接近干饱和蒸汽，随后蒸汽进入蒸汽再热器7，根据加热需要，再热器汽源管道8从锅炉汽包、汽轮机高压进汽管道2、或者汽轮机高压段3处抽汽作为蒸汽再热器7的热源汽源，为蒸汽再热器7内蒸汽的加热提供热量，以此蒸汽再热器7中的蒸汽被加热、得到过热蒸汽，随后过热蒸汽经过汽轮机低压进汽管道11进入汽轮机低压段12进行做功。做完功的蒸汽经过汽轮机低压排汽管道14进入冷凝设备15，被冷凝成液态的水，经水管17输送到给水加热器16，水升温后被送回垃圾焚烧锅炉中加热，从而形成一个循环的蒸汽系统。汽轮机高压段3和汽轮机低压段12中的蒸汽共同驱动汽轮机转动，汽轮机的轴可用于连接发电机13，带动发电机13转动，进行发电。

作为优选设计，如图1所示，汽水分离器5上设有分离器疏水结构6，蒸汽再热器7上设有再热器疏水结构10，分离器疏水结构6和再热器疏水结构10都连接到给水加热器16。优选地，蒸汽再热器7上的扫排汽结构9也连接到给水加热器16。以此，汽水分离器5和蒸汽再热器7中的未利用的蒸汽及疏水都可以进入给水加热器16中，参与蒸汽和水的循环。

由于垃圾焚烧锅炉提供的蒸汽的压力和温度比较低，多为中温中压。在汽轮机进汽温度一定的前提下，采用本实施例中的可循环的汽轮机蒸汽系统，可以有效提高汽轮机高压段3的进汽压力，从而保证可以提高进入汽轮机的进汽压力或降低背压，提高了蒸汽的工作效率和循环效率。同时提高了汽轮机的排汽干度，减少了蒸汽对汽轮机叶片的腐蚀。相比于常规中温中压、非再热垃圾焚烧发电汽轮机，蒸汽循环效率显著提高，进而有效地提高投资收益，同时保证汽轮机叶片安全，技术成熟，成本较低，运行简单，操作方便。

综上所述，实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具有高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (7)

1.一种汽轮机蒸汽系统，其特征在于：包括蒸汽源(1)、汽轮机、汽水分离器(5)、蒸汽再热器(7)，所述汽轮机包括汽轮机高压段(3)和汽轮机低压段(12)，所述汽轮机高压段(3)的进汽端通过汽轮机高压进汽管道(2)与蒸汽源(1)的输出端相连，所述汽水分离器(5)的输入端通过汽轮机高压排汽管道(4)与汽轮机高压段(3)的排汽端相连，所述汽水分离器(5)的输出端与蒸汽再热器(7)的输入端相连，所述汽轮机低压段(12)的进汽端通过汽轮机低压进汽管道(11)与蒸汽再热器(7)的输出端相连，所述蒸汽再热器(7)通过再热器汽源管道(8)分别与蒸汽源(1)、汽轮机高压进汽管道(2)和汽轮机高压段(3)相连，每根再热器汽源管道中都设有开关阀(81)。

2.根据权利要求1所述的汽轮机蒸汽系统，其特征在于：所述蒸汽再热器(7)为一级或者多级蒸汽再热器。

3.根据权利要求1所述的汽轮机蒸汽系统，其特征在于：所述蒸汽再热器(7)上设有扫排汽结构(9)。

4.根据权利要求1所述的汽轮机蒸汽系统，其特征在于：所述蒸汽源(1)为垃圾焚烧锅炉，所述汽轮机蒸汽系统还包括冷凝设备(15)和给水加热器(16)，所述冷凝设备(15)通过汽轮机低压排汽管道(14)与汽轮机低压段(12)的排汽端相连，所述冷凝设备(15)和给水加热器(16)之间、以及给水加热器(16)和垃圾焚烧锅炉之间都通过水管(17)相连。

5.根据权利要求4所述的汽轮机蒸汽系统，其特征在于：所述汽水分离器(5)上设有分离器疏水结构(6)，所述蒸汽再热器(7)上设有再热器疏水结构(10)，所述分离器疏水结构(6)和再热器疏水结构(10)都连接到给水加热器(16)。

6.根据权利要求4所述的汽轮机蒸汽系统，其特征在于：所述蒸汽再热器(7)上设有扫排汽结构(9)，所述扫排汽结构(9)连接到给水加热器(16)。

7.根据权利要求1-6任一所述的汽轮机蒸汽系统，其特征在于：所述汽轮机用于驱动旋转设备。