CN210662811U - 汽轮机供热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及提供一种汽轮机供热系统，包括汽轮机发电机组、凝汽器、减温减压器以及第一凝结水泵，汽轮机发电机组包括第一压缸以及蒸汽压力小于第一压缸的第二压缸；第一压缸的一个分支通过减温减压器连接于第二压缸，用以对第二压缸降温；第二压缸连接于凝汽器，用以将冷凝水排入凝汽器；凝汽器通过第一凝结水泵连接于减温减压器，用以向减温减压器提供冷凝水。该汽轮机供热系统的凝汽器可向减温减压器提供冷凝水，减温减压器对第二压缸进行降温，有效避免其因光轴旋转而产生高温。该汽轮机供热系统能满足冬季采暖供热，扩大热网供热能力，降低机组运行热耗，供热效率较高，且该供热系统安全可靠。

Description

汽轮机供热系统

技术领域

本实用新型涉及热电联产技术领域，特别是涉及一种汽轮机供热系统。

背景技术

随着近几年我国经济的不断发展，所面临的环境问题也越来越严峻，火电企业的节能减排压力也越来越大。部分机组，特别是300MW以下的高能耗煤电机组，因其供电煤耗高面临被即将淘汰关停的风险，因此对于一些高能耗的纯凝机组进行低压光轴供热改造显得尤为重要。改造后的机组需要最大效率提高蒸汽使用效率，提高电厂的经济效益，且达到国家煤耗标准，实现节能环保。现有的改造后的机组由于低压缸部分不做功，其光轴在与空气旋转摩擦时易产生高温，有安全膜破裂损坏的风险。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状提供一种高效率的、且安全可靠的汽轮机供热系统。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：提供一种汽轮机供热系统，包括汽轮机发电机组、凝汽器、减温减压器以及第一凝结水泵，所述汽轮机发电机组包括第一压缸以及蒸汽压力小于所述第一压缸的第二压缸；所述第一压缸的一个分支通过所述减温减压器连接于所述第二压缸，用以对所述第二压缸降温；所述第二压缸连接于所述凝汽器，用以将冷凝水排入所述凝汽器；所述凝汽器通过所述第一凝结水泵连接于所述减温减压器，用以向所述减温减压器提供冷凝水。

在其中一个实施例中，所述汽轮机供热系统还包括第二凝结水泵，所述第二凝结水泵连接于所述凝汽器和外部除氧器之间，用以将非供暖期的所述第二压缸中的冷凝水通过所述凝汽器排至外部除氧器。

在其中一个实施例中，所述第一凝结水泵的流量是所述第二凝结水泵流量的1/5-1/20。

在其中一个实施例中，所述第一凝结水泵的流量是所述第二凝结水泵流量的1/10。

在其中一个实施例中，所述第一凝结水泵的数量设为两个；及/或，

所述第二凝结水泵的数量设为两个。

在其中一个实施例中，所述减温减压器包括喷水单元以及可调节开度的减压阀，所述减压阀连接于所述喷水单元，并用以对冷凝水降压，所述喷水单元喷出减温减压水以对所述第二压缸降温。

在其中一个实施例中，所述汽轮机供热系统还包括换热器及第一管路，所述第一管路连接于所述第一压缸与所述换热器之间，所述第一管路上设置有阀门组，以使所述第一压缸的排气进入所述换热器进行冷却。

在其中一个实施例中，所述汽轮机供热系统还包括第二管路，所述第二管路连接于所述第一压缸与所述第二压缸之间，且所述第二管路与所述第一管路并联设置。

在其中一个实施例中，所述阀门组包括：

排空阀，用以排空所述第一管路内的空气；

逆止阀，根据蒸汽本身的流动而自适应地开闭阀瓣，用以防止蒸汽倒流；

安全阀，用以向外排放蒸汽以使所述第一管路内的蒸汽压力始终维持在预设值以内。

在其中一个实施例中，所述第一压缸与所述第二压缸同轴连接，供暖期间，所述第二压缸连接有双转子低压光轴，且所述双转子低压光轴连接于所述第一压缸与外部发电机之间。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

该汽轮机供热系统的凝汽器通过第一凝结水泵连接于减温减压器，可向减温减压器提供冷凝水，该减温减压器可对第二压缸进行降温，有效避免其因光轴旋转而产生高温。该汽轮机供热系统能满足冬季采暖供热，扩大热网供热能力，降低机组运行热耗，其在供热时能充分利用汽轮机排汽供热，减少冷源损失，增大供热量，供热效率较高，且该供热系统安全可靠。

附图说明

图1为其中一个实施例提供的汽轮机供热系统的结构示意图。

附图标号：

汽轮机供热系统-100、汽轮机发电机组-10、第一压缸-11、第二压缸-12、双转子低压光轴-121、第三压缸-13、换热器-20、凝汽器-30、减温减压器-40、减压阀-41、第一凝结水泵-51、第二凝结水泵-52、第一管路-61、阀门组-610、排空阀-6101、逆止阀-6102、安全阀-6103、第二管路-62、除氧器-200、热网回水管路-301、热网供水管路-302。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，当一个组件被认为是“连接于”另一个组件，它可以是直接连接在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“固定于”另一个组件，它可以是直接固定在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

参阅图1所示，为其中一个实施例提供的汽轮机供热系统100，包括汽轮机发电机组10、换热器20以及凝汽器30。

具体地，汽轮机发电机组10依次包括第三压缸13、第一压缸11和第二压缸12，第三压缸13和第一压缸11合缸布置，第二压缸12设于第一压缸11的下游，其中，第三压缸13的压力大于第一压缸11的压力，第一压缸11的压力大于第二压缸12的压力。

上述第一压缸11与第二压缸12同轴连接，非供暖期间，水蒸气依次进入第三压缸13、第一压缸11和第二压缸12，并通过第二压缸12上连接的纯凝转子做功发电，将热能转化为机械能，为纯凝汽式运行模式；供暖期间，第二压缸12上的纯凝转子替换为双转子低压光轴121，该双转子低压光轴121连接于第一压缸11转子与外部发电机转子之间，水蒸气依次进入第三压缸13和第一压缸11，并从第一压缸11进入至换热器20进行供暖。对纯凝汽式汽轮机进行低压光轴供热改造后，低压光轴转子只起连接和传递扭矩的作用，不做功发电，第一压缸11排汽基本上用于供热。

可知，汽轮机以蒸汽为动力，并将蒸气的热能转化为机械功，高温高压蒸汽穿过固定喷嘴成为加速的气流后喷射到叶片上，使装有叶片排的转子旋转，同时对外做功，其单机功率大、效率高、寿命长。本优选实施例的汽轮机发电机组10的采暖抽汽参数可调整，当汽轮机发电机组10在抽汽量为零时，即所有的第一压缸11排汽均进入到第二压缸12中，相当于一台凝汽式汽轮机；若将第一压缸11排汽全部抽出供给用户进行供暖，则相当于一台背压式汽轮机。但实际供暖时，为了冷却第二压缸12，有一定量的蒸汽流向第二压缸12并排入凝汽器30。

具体地，汽轮机供热系统100还包括第一管路61，第一管路61连接于第一压缸11与换热器20之间，第一压缸11的一个分支通过第一管路61与换热器20的入口相连通，换热器20的出口连接至外部除氧器200。

上述换热器20作为热网系统的关键设备，主要功能是利用汽轮机的抽汽或从锅炉引来的蒸汽来加热热水供应系统中的循环水以满足供热用户要求。换热器20的进水口与热网回水管路301相连通，换热器20的出水口与热网供水管路302相连通。进一步地，热网回水管路301上设置有流量监控器(图未示)，用以控制热交换的热量。

进一步地，第一管路61上设置有阀门组610，以使第一压缸11的排气进入换热器20进行冷却。

具体地，阀门组610包括：排空阀6101，在汽轮机发电机组10开始运行阶段排空设备及第一管路61内的空气；逆止阀6102，根据蒸汽本身的流动而自适应地开闭阀瓣，用以防止蒸汽倒流；安全阀6103，受外力作用下处于常闭状态，当设备或第一管路61内的蒸汽压力升高超过预设值时，会通过向系统外排放蒸汽，用以使第一管路61内的蒸汽压力始终维持在预设值以内。进一步地，该阀门组610还可以包括快关调节阀(图未示)，其作为机组安全系统的重要组成部分，是保证抽汽机组安全运行，防止抽汽管道蒸汽倒流引起汽轮机超速事故的重要安全设备。

可以理解的是，改成光轴供热运行后，由于低压光轴会产生鼓风，第二压缸12内的转子高速旋转与空气摩擦生热，会使第二压缸12发热，影响机组安全运行，因此需要引一部分冷却蒸汽进入第二压缸12中对其进行冷却，凝汽器30继续保持运行，新引入的一路汽源在机组冬季供热期间面临机组启停操作时，可有效减低汽轮机第二压缸12的排气温度，防止汽轮机第二压缸12安全膜破裂损坏。

进一步地，汽轮机供热系统100还包括第二管路62，第二管路62连接于第一压缸11与第二压缸12之间，且第二管路62与第一管路61并联设置。

第一压缸11的另一个分支，也即减温减压支路，通过第二管路62与第二压缸12的入口相连通，第二压缸12的出口连接至凝汽器30，第一压缸11的另一个分支与第二压缸12之间设有减温减压器40，减温减压器40与凝汽器30相连，并由凝汽器30向减温减压器40提供减温液质。通过连接至第二压缸12的减温减压支路，可使第二压缸12的排气温度不高，不会产生颤振，其安全性高。其中，凝汽器30除将汽轮机的排汽冷凝成水供锅炉重新使用。

进一步地，由于进入第二压缸12的蒸汽变小，汽轮机供热系统100还包括第一凝结水泵51和第二凝结水泵52，第一凝结水泵51连接于凝汽器30与减温减压器40之间，并在供暖期间使用，第二凝结水泵52连接于凝汽器30和外部除氧器200之间，以在非供暖期间使用。

在其中一个实施例中，第一凝结水泵51的流量是第二凝结水泵52流量的1/5-1/20。在其中一个实施例中，第一凝结水泵51的流量是第二凝结水泵52流量的1/10。由于在供暖期间仅采用较小的第一凝结水泵51，将凝汽器30中的凝结水泵入减温减压器40，以对第二压缸12冷却降温，而非供暖期间，凝汽器30连接于第二压缸12与外部除氧器200之间，由于产生的凝结水较多，因此非供暖期间需要使用较大的第二凝结水泵52。如此调节可实现整个机组大规模高效率的供暖，同时对非供暖期间的发电影响较小。

在其中一个实施例中，第一凝结水泵51的数量设为两个；及/或，第二凝结水泵52的数量设为两个。其中，两个第一凝结水泵51一用一备，同理，两个第二凝结水泵52也为一用一备，以增强整个系统的可靠性。

具体地，上述减温减压器40包括喷水单元(图未示)以及可调节开度的减压阀41。第一凝结水泵51中的冷却水提供减温水进入减温减压器，采用控制阀体内的启闭件的开度来调节蒸汽的流量，将蒸汽的压力降低，同时借助阀后压力的作用调节启闭件的开度，使阀后压力保持在一定范围内，并在阀体内或阀后喷入冷却水，将蒸汽的温度降低。

由此，当从旁路连通管流过的排汽进入到第二压缸12内将鼓风所产生的热量带走的同时，开启冷却单元可以降低缸温防止因超温膨胀发生胀差超限、不平衡振动以及密封性能降低等危险。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种汽轮机供热系统(100)，其特征在于，包括汽轮机发电机组(10)、凝汽器(30)、减温减压器(40)以及第一凝结水泵(51)，所述汽轮机发电机组(10)包括第一压缸(11)以及蒸汽压力小于所述第一压缸(11)的第二压缸(12)；所述第一压缸(11)的一个分支通过所述减温减压器(40)连接于所述第二压缸(12)，用以对所述第二压缸(12)降温；所述第二压缸(12)连接于所述凝汽器(30)，用以将冷凝水排入所述凝汽器(30)；所述凝汽器(30)通过所述第一凝结水泵(51)连接于所述减温减压器(40)，用以向所述减温减压器(40)提供冷凝水。

2.根据权利要求1所述的汽轮机供热系统(100)，其特征在于，所述汽轮机供热系统(100)还包括第二凝结水泵(52)，所述第二凝结水泵(52)连接于所述凝汽器(30)和外部除氧器(200)之间，用以将非供暖期的所述第二压缸(12)中的冷凝水通过所述凝汽器(30)排至外部除氧器(200)。

3.根据权利要求2所述的汽轮机供热系统(100)，其特征在于，所述第一凝结水泵(51)的流量是所述第二凝结水泵(52)流量的1/5-1/20。

4.根据权利要求3所述的汽轮机供热系统(100)，其特征在于，所述第一凝结水泵(51)的流量是所述第二凝结水泵(52)流量的1/10。

5.根据权利要求2～4任一项所述的汽轮机供热系统(100)，其特征在于，所述第一凝结水泵(51)的数量设为两个；及/或，

所述第二凝结水泵(52)的数量设为两个。

6.根据权利要求1所述的汽轮机供热系统(100)，其特征在于，所述减温减压器(40)包括喷水单元以及可调节开度的减压阀(41)，所述减压阀(41)连接于所述喷水单元，并用以对冷凝水降压，所述喷水单元喷出减温减压水以对所述第二压缸(12)降温。

7.根据权利要求1所述的汽轮机供热系统(100)，其特征在于，所述汽轮机供热系统(100)还包括换热器(20)及第一管路(61)，所述第一管路(61)连接于所述第一压缸(11)与所述换热器(20)之间，所述第一管路(61)上设置有阀门组(610)，以使所述第一压缸(11)的排气进入所述换热器(20)进行冷却。

8.根据权利要求7所述的汽轮机供热系统(100)，其特征在于，所述汽轮机供热系统(100)还包括第二管路(62)，所述第二管路(62)连接于所述第一压缸(11)与所述第二压缸(12)之间，且所述第二管路(62)与所述第一管路(61)并联设置。

9.根据权利要求7或8所述的汽轮机供热系统(100)，其特征在于，所述阀门组(610)包括：

排空阀(6101)，用以排空所述第一管路(61)内的空气；

逆止阀(6102)，根据蒸汽本身的流动而自适应地开闭阀瓣，用以防止蒸汽倒流；

安全阀(6103)，用以向外排放蒸汽以使所述第一管路(61)内的蒸汽压力始终维持在预设值以内。

10.根据权利要求1所述的汽轮机供热系统(100)，其特征在于，所述第一压缸(11)与所述第二压缸(12)同轴连接，供暖期间，所述第二压缸(12)连接有双转子低压光轴(121)，且所述双转子低压光轴(121)连接于所述第一压缸(11)与外部发电机之间。

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