隔級調整抽汽的熱電聯供汽輪機的製作方法

2023-05-11 20:54:41

本發明涉及汽輪機技術領域，尤其涉及一種隔級調整抽汽的熱電聯供汽輪機。

背景技術：

汽輪發電機組是一種把熱能轉換成機械能進而轉換成電能的能量轉換裝置，是電站建設中的關鍵動力設備之一。由鍋爐產生的高溫、高壓蒸汽，經過蒸汽透平，將熱能與壓力勢能轉換，成為汽輪機的機械能，帶動汽輪機轉子輸出軸做功，該機械能通過汽輪機轉子輸出軸傳遞給發電機，從而將機械能轉換成電能，因此，汽輪機作為源動機常被稱為「光明之源」。

熱電聯供汽輪發電機組是指汽輪機帶動發電機向電網輸送電能的同時又在汽輪機合適的通流位置處抽出一部分蒸汽進入熱網供熱，另一部分蒸汽繼續在透平流道內膨脹作功帶動汽輪機的轉子輸出軸做功，排汽在凝汽器中定壓定溫放熱並凝結成水，最後，再進入熱力循環當中。

傳統的抽汽方法是在汽輪機的汽輪機汽缸內部通流與抽汽需求壓力參數匹配的壓力級前處設置一旋轉隔板或調節閥來實現調整抽取蒸汽的壓力，這種方法將汽缸通流部分劃分為兩部分，破環了原有通流壓力級的連續性，對汽缸的結構設計造成較大的影響，增加了汽輪機結構的複雜程度，旋轉隔板或座缸閥的設置還將明顯增加對機組的跨距需求，有時為了跨距限制還會因此而減少壓力級的設置數量，從而使汽輪機組通流內效率降低。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是提供一種內效率高的隔級調整抽汽的熱電聯供汽輪機，以克服現有技術的上述缺陷。

為了解決上述技術問題，本發明採用如下技術方案：一種隔級調整抽汽的熱電聯供汽輪機，包括一蒸汽透平，蒸汽透平上設有進汽口、排汽口和抽汽口，且抽汽口設於蒸汽透平的透平級之間，抽汽口與通向熱網的抽汽管道相連接，在抽汽管道上設有第一抽汽調節閥；排汽口連接排汽管道，在排汽管道上設有第二抽汽調節閥。

優選地，在抽汽管道上還設有抽汽逆止閥，抽汽逆止閥位於第一抽汽調節閥的上遊。

優選地，在抽汽管道上抽汽逆止閥的上遊還設有抽汽安全閥。

優選地，進汽口連接進汽管道，在進汽管道上設有進汽調節閥。

優選地，蒸汽透平為中壓缸，隔級調整抽汽的熱電聯供汽輪機還包括高壓缸和低壓缸，排汽管道為中壓缸與低壓缸之間的連通管道。

優選地，高壓缸與中壓缸為合缸或者單獨分缸的結構。

優選地，所示低壓缸為雙分流結構或者單流結構。

優選地，蒸汽透平為高壓缸，隔級調整抽汽的熱電聯供汽輪機還包括中壓缸和低壓缸。

優選地，高壓缸為單獨分缸的結構，中壓缸與低壓缸為合缸的結構。

優選地於，高壓缸與中壓缸為合缸的結構，低壓缸為雙分流結構或者單流結構。

與現有技術相比，本發明具有顯著的進步：僅在蒸汽透平的兩個透平級之間設置抽汽口，將第一抽汽調節閥設置在與抽汽口連接的抽汽管道上，第二抽汽調節閥設置在蒸汽透平的排汽管道上，通過第一抽汽調節閥與第二抽汽調節閥的相互配合實現了隔級調整抽汽，由此避免了在蒸汽透平內部設置旋轉隔板或調節閥來實現調整抽汽，從而節省了蒸汽透平透平級之間的跨距，可以設置更多的壓力級，可以確保蒸汽透平的通流效率，從而提高了汽輪機組的效率，並且有效降低了汽輪機的設計難度，簡化了汽輪機的結構。

實現調整抽汽的原理是「雙閥調節」，即採用第一調節閥和第二調節閥的聯合調節實現熱網的可調整抽汽，具體調節過程如下：當熱網需要供熱抽汽量較小時，僅需要打開第一抽汽調節閥，此時，通過第一調節閥控制去熱網支路的流量，開度越大流量越大；當熱網需要供熱抽汽量較多時，第一調節閥全開依然無法滿足熱網對供熱量的需要時，此時，可以關小第二抽汽調節閥，抽汽口處壓力將被憋高，從而，使得更多的汽分流向熱網，從而實現熱網的可調整抽汽。

附圖說明

圖1是本發明實施例一的隔級調整抽汽的熱電聯供汽輪機的蒸汽透平的結構示意圖。

圖2是本發明實施例二的隔級調整抽汽的熱電聯供汽輪機一種結構示意圖。

圖3是本發明實施例二的隔級調整抽汽的熱電聯供汽輪機另一種結構示意圖。

圖4是本發明實施例三的隔級調整抽汽的熱電聯供汽輪機一種結構示意圖。

圖5是本發明實施例三的隔級調整抽汽的熱電聯供汽輪機另一種結構示意圖。

圖中：

P、蒸汽透平

P1、進汽口 P2、排汽口 P3、抽汽口

10、抽汽管道 20、排汽管道 30、進汽管道

1、第一抽汽調節閥 2、第二抽汽調節閥 3、抽汽安全閥

4、抽汽逆止閥 5、進汽調節閥 6、熱網

HP、高壓缸 IP、中壓缸 LP、低壓缸

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的具體實施方式作進一步詳細說明。這些實施方式僅用於說明本發明，而並非對本發明的限制。

在本發明的描述中，需要說明的是，術語「第一」、「第二」僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「相連」、「連接」應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對於本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

實施例一

如圖1所示，本發明的隔級調整抽汽的熱電聯供汽輪機的一種實施例。

本實施例一的隔級調整抽汽的熱電聯供汽輪機包括一蒸汽透平P，該蒸汽透平P上設有進汽口P1、排汽口P2和抽汽口P3。

其中，進汽口P1連接進汽管道30，由進汽管道30向蒸汽透平9內通入蒸汽。在進汽管道30上設有進汽調節閥5，進汽調節閥5用於調節控制通入蒸汽透平9內的蒸汽量。

抽汽口P3設於蒸汽透平9的透平級之間，抽汽口P3與抽汽管道10相連接，抽汽管道10通向熱網6，由抽汽管道10抽取蒸汽透平9內部的部分蒸汽，並送入熱網6供熱。在抽汽管道10上設有第一抽汽調節閥1，通過第一抽汽調節閥1可以對抽汽管道10中抽取的蒸汽流量進行控制調節。

同時，排汽口P2連接排汽管道20，在排汽管道20上設有第二抽汽調節閥2，通過第二抽汽調節閥2開度大小的調節，可以對蒸汽透平9內抽汽口P3處的蒸汽壓力進行隔級調節。

由此，通過第一抽汽調節閥1和第二抽汽調節閥2的相互配合實現隔級調整抽汽，可以對抽汽管道10中抽取蒸汽壓力參數的調整，使抽汽管道10中抽取蒸汽的壓力參數與熱網6的需求蒸汽壓力參數相匹配，從而滿足熱網6的供熱要求。

進一步，在抽汽管道10上還設有抽汽逆止閥4，抽汽逆止閥4位於第一抽汽調節閥1的上遊。進一步，本實施例一在抽汽管道10上還設有抽汽安全閥3，抽汽安全閥3位於抽汽逆止閥4的上遊。抽汽安全閥3和抽汽逆止閥4用於保障抽汽管道10工作時汽輪機機組的安全。

具體地，本實施例一的隔級調整抽汽的熱電聯供汽輪機可調整抽汽的原理為：蒸汽透平9上的抽汽口P3設在與熱網6需求蒸汽壓力參數相匹配的透平級前處(或設置在略高出於熱網壓力的某一級壓力級後)。在沒有供熱需求時，第二抽汽調節閥2全開，抽汽逆止閥4和第一抽汽調節閥1關閉，汽輪機處於純凝工況；在熱網6有供熱需求時，抽汽逆止閥4開啟，第一抽汽調節閥1開啟，使得蒸汽透平9內部的部分蒸汽進入抽汽管道10中並通入熱網6中供熱。當抽汽量較小時，僅需要通過第一抽汽調節閥1控制抽汽管道10的流量，開度越大流量越大；隨著抽汽量需求的增加，蒸汽透平9抽汽口P3處的壓力降低而達不到熱網6的需求蒸汽壓力參數，第一抽汽調節閥1全開依然無法滿足熱網6對供熱量的需要時，此時可以調小第二抽汽調節閥2的開度，通過倒憋使蒸汽透平9抽汽口P3處的壓力增大，直至達到熱網6的需求蒸汽壓力參數，也從而，進一步加大了對熱網6的供熱量。由此，也就實現了隔級可調整抽汽。當系統故障時，抽汽口P3腔室壓力超過安全值時，抽汽安全閥3開啟洩壓，從而，實現了保護機組安全的目的。

實施例二

如圖2和圖3所示，本發明的隔級調整抽汽的熱電聯供汽輪機的第二種實施例。

本實施例二隔級調整抽汽的熱電聯供汽輪機包括高壓缸HP、中壓缸IP和低壓缸LP，且中壓缸IP為實施例一中所述的蒸汽透平P，即在中壓缸IP的透平級之間設置抽汽口，該抽汽口與通向熱網6的抽汽管道10相連接，抽汽管道10上從上遊至下遊依次設有抽汽安全閥3、抽汽逆止閥4和第一抽汽調節閥1；在中壓缸IP的排汽管道20，即中壓缸IP與低壓缸LP之間的連通管道上設有第二抽汽調節閥2。由第一抽汽調節閥1和第二抽汽調節閥2的相互配合實現中壓缸IP的隔級調整抽汽。

在本實施例二中，高壓缸HP、中壓缸IP和低壓缸LP的結構並不局限，可以採用高壓缸HP與中壓缸IP單獨分缸的結構，如圖2所示；也可以採用高壓缸HP與中壓缸IP合缸的結構，如圖3所示。低壓缸LP可以採用雙分流結構，也可以採用單流結構。

實施例三

如圖4和圖5所示，本發明的隔級調整抽汽的熱電聯供汽輪機的第三種實施例。

本實施例三隔級調整抽汽的熱電聯供汽輪機包括高壓缸HP、中壓缸IP和低壓缸LP，且高壓缸HP為實施例一中所述的蒸汽透平P，即在高壓缸HP的透平級之間設置抽汽口，該抽汽口與通向熱網6的抽汽管道10相連接，抽汽管道10上從上遊至下遊依次設有抽汽安全閥3、抽汽逆止閥4和第一抽汽調節閥1；在高壓缸HP的排汽管道20上設有第二抽汽調節閥2。由第一抽汽調節閥1和第二抽汽調節閥2的相互配合實現高壓缸HP的隔級調整抽汽。

在本實施例三中，高壓缸HP、中壓缸IP和低壓缸LP的結構並不局限，可以採用高壓缸HP單獨分缸、中壓缸IP與低壓缸LP合缸的結構，如圖4所示；也可以採用高壓缸HP與中壓缸IP合缸、低壓缸LP為雙分流的結構，如圖5所示，當然，低壓缸LP也可以為單流結構。

綜上所述，本發明的隔級調整抽汽的熱電聯供汽輪機，僅在蒸汽透平P(中壓缸IP或高壓缸HP)的兩個透平級之間設置抽汽口P3，將第一抽汽調節閥1設置在與抽汽口P3連接的抽汽管道10上，第二抽汽調節閥2設置在蒸汽透平P(中壓缸IP或高壓缸HP)的排汽管道20上，通過第一抽汽調節閥1與第二抽汽調節閥2的相互配合實現了隔級調整抽汽，由此避免了在蒸汽透平P(中壓缸IP或高壓缸HP)內部設置旋轉隔板或調節閥來實現調整抽汽，從而節省了蒸汽透平P(中壓缸IP或高壓缸HP)透平級之間的跨距，可以設置更多的透平壓力級，來保證蒸汽透平P(中壓缸IP或高壓缸HP)的通流效率，從而提高了汽輪機組的內效率，並且有效降低了汽輪機的設計難度，簡化了汽輪機的結構。

以上僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和替換，這些改進和替換也應視為本發明的保護範圍。