一种非高压缸设置调节级的汽轮机制造技术

本发明专利技术公开了一种非高压缸设置调节级的汽轮机，包括高压缸、非高压缸和所述非高压缸中设置的调节级，所述调节级由调节阀、进汽室、调节级喷嘴组及调节级动叶构成。所述非高压缸包括一次再热机组的中压缸或低压缸，也包括二次再热机组的第一中压缸或第二中压缸或低压缸。所述非高压缸中至少有一个缸体设置有所述调节级，当所述汽轮机投入实际运行后，可由设置有所述调节级的所述非高压缸的进口蒸汽管道中抽出蒸汽用于供热，并通过控制所述调节级中的所述调节阀，使供热蒸汽压力参数满足热用户的需求；同时，在获得较高调节级效率的基础上，尽可能地降低甚至消除传统汽缸进汽调节阀节流调压供热方式所导致的蒸汽节流损失。

【技术实现步骤摘要】
一种非高压缸设置调节级的汽轮机
本专利技术涉及一种非高压缸设置调节级的汽轮机，属于热能动力领域。
技术介绍
在电网的调度顺序中，核电不易调峰的特性决定了其在电网中带基荷的运行方式。随着可再生能源发电的快速增长，除水电以外，风电、太阳能发电均不可控，属随机性电源。电网若需消纳它，必须有其他的可快速调峰的发电形式予以配合。在电网中，最好的调峰电源是水电，包括抽水蓄能电站，其次是燃气轮机发电。当前，为了减排二氧化碳以及季节性的原因，电网往往会让水电多发甚至满发。在中国，由于燃气资源的相对匮乏和许多地区地势的限制，难以大规模发展燃气轮机发电和抽水蓄能发电。尤其是中国的煤电比例太高，在电网中的容量占比达60%以上。因此，基于这些现实，电网调峰必须更多的依靠煤电。此外，为大力发展“低碳经济”，大型煤电机组的热电联产成为了一个重要的发展方向，当然，这类热电联产机组也不得不参加电网调峰。这类供热的调峰机组需要时刻满足电网和热网的需求。电负荷或热负荷变化会使机组蒸汽流量变化，进而供热抽汽压力也随之变化。为满足热用户所需参数，现有的抽汽供热汽轮机组一般采用旋转隔板和节流阀来控制供热抽汽参数。国内的50MW等级及以下的抽汽机组大都采用在机组通流部分中设置旋转隔板来实现抽汽的调节，135MW及以上等级的大容量抽汽供热机组一般采用在汽轮机的蒸汽管道中设置阀门控制抽汽参数。旋转隔板应用于冲动式机组，结构比阀门复杂得多，而且在压差较大时容易卡涩，降低机组运行的安全性和经济性。所以现在机组大都设置调节阀门来调节供热抽汽参数，以常用的中压缸排汽至低压缸进汽的联通管上设置调节阀为例，在该调节阀入口引出供热蒸汽（可用于民用供暖以及工业用汽等领域），通过调节该调节阀使得供热蒸汽压力参数满足用户需求，但该调节阀所导致的节流损失使蒸汽在低压缸中做功将大幅减少。有鉴于此，本领域的技术人员致力于研究寻找一种尽可能降低甚至消除传统汽缸进汽调节阀节流调压供热方式中蒸汽节流损失的技术方案。
技术实现思路
鉴于传统调节阀供热方式的上述缺陷，本专利技术旨在调节供热蒸汽参数以确保用户需求且达到降低甚至消除传统调节阀供热方式中蒸汽节流损失的效果。为实现上述目的，本专利技术提供了一种非高压缸设置调节级的汽轮机，包括高压缸、非高压缸和调节级，所述调节级由调节阀、进汽室、调节级喷嘴组及调节级动叶构成，其特征在于，所述非高压缸中至少有一个缸体设置有所述调节级。优选地，可由设置有所述调节级的所述非高压缸的进口蒸汽管道中抽出蒸汽用于供热，通过控制所述调节级中的所述调节阀，使供热蒸汽压力参数满足热用户的需求。优选地，所述汽轮机型式为一次再热型式汽轮机时，所述非高压缸可为以热再蒸汽为汽源的中压缸或以前述中压缸排汽为汽源的低压缸。优选地，所述汽轮机型式为二次再热型式汽轮机时，所述非高压缸可为以第一热再蒸汽为汽源的第一中压缸或以第二热再蒸汽为汽源的第二中压缸或以前述第二中压缸排汽为汽源的低压缸。优选地，所述高压缸为以主蒸汽为汽源的缸体。本基于非高压缸设置调节级的汽轮机用于供热的方案如下：具有设置所述调节级的非高压缸；具有蒸汽调压站（包括调压阀、减温水装置）；具有恒定供热蒸汽参数需求的热用户；由所述设置有调节级的非高压缸的进口蒸汽管道中抽出的供热蒸汽，经所述蒸汽调压站向用户供热。当抽汽温度高于需求值时，则调压站中的减温水装置动作以使供热温度符合要求。当调节级调节阀全开，抽汽压力仍高于需求值时，则调压站中的调压阀动作（关小）至满足供热压力参数后，直接对热用户供热；当电网负荷变化或热用户流量发生变化，导致抽汽压力下降至需求值以下时，通过调节所述非高压缸上的调节级调阀使得供热蒸汽压力参数满足热用户的恒压需求。本基于非高压缸设置调节级的汽轮机的供热方案的优点如下：首先，所述调节级中的调节阀维持供热蒸汽压力使其满足热用户需求，此时该调节阀的节流损失为传统调节阀供热方式中调节阀的1/n（n为所述调节级中调节阀的总数目），蒸汽流经所述调节级中的调节阀后在其对应的调节级喷嘴组内进行膨胀，随后在调节级动叶中做功。进一步地，对于高压缸设置调节级的传统汽轮机而言，多用于可维持高压缸进汽（即主蒸汽）压力的恒定，使得机组可定压运行。因机组可定压运行，相对于压力级，高压缸的调节级所需承受的压降和焓降很大（特别是低负荷下），调节级叶片较厚且叶型难以优化，尤其难以兼顾其宽范围的压降和焓降变化，且调节级叶片因进汽容积流量较低导致叶片较短，调节级动叶顶部汽封漏汽比较为严重，这均使得调节级的效率明显低于压力级；对于高参数机组而言，高压缸设置调节级并不常用，因为在超临界、超超临界机组中高压缸调节级的设计参数更高（如28MPa，600℃），所需承受的压降更大（特别是低负荷下），叶片所需的强度更大，由此叶片的设计更为困难，调节级效率更低，且调节级叶片的长期安全稳定运行也存在较大挑战。然而，低参数或高参数机组的中、低压缸进口蒸汽压力较其高压缸进口蒸汽压力大幅降低，且中、低压缸进口蒸汽容积流量较高压缸大幅增大，故调节级叶片在中、低压缸中的设计压力较低，所需承受的压降较小，调节级叶片所需的强度较小，调节级叶片的设计易于优化；同时，因中、低压缸进口蒸汽的容积流量较大，故调节级叶片的高度可相对增加，故调节级动叶顶部汽封的高度与自身叶片高度相比可以忽略不计，使得调节级的级效率得到显著提高。进一步地，针对低参数的供热需求，可在汽轮机低压缸设置调节级以控制低压缸进汽参数，当电网负荷变化或热用户流量发生变化时，使得供热蒸汽的参数满足热用户的恒压需求；同时，汽轮机低压缸设置调节级，调节级的效率较高，使得蒸汽在低压缸中充分做功，避免了传统采用汽缸进汽调节阀节流调压而带来的较大节流损失，低压缸排汽焓值可有效降低，凝汽器的冷源损失减少，使得汽轮机综合内效率得到提高。针对较高参数的供热需求，需抽取再热蒸汽供热，则可在汽轮机中压缸设置调节级以控制中压缸进汽参数，当电网负荷变化或热用户流量发生变化时，通过中压缸进汽调节级调阀的调节，使得供热蒸汽的参数满足热用户的恒压需求；同时，汽轮机中压缸设置调节级，调节级的效率较高，使得蒸汽在中、低压缸中充分做功，使得汽轮机综合内效率得到提高。以下对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本专利技术的目的、特征和效果。附图说明图1、图2是本专利技术的调节级配置示意图。图3是本专利技术的第一具体实施例示意图。图4是本专利技术的第一具体实施例的h-s图。图5是本专利技术的第二具体实施例示意图。图6是本专利技术的第三具体实施例示意图。图7是本专利技术的第四具体实施例示意图。图8是本专利技术的第四具体实施例的h-s图。图9是本专利技术的第五具体实施例示意图。图10是本专利技术的第六具体实施例示意图。图11是本专利技术的第七具体实施例示意图。图12是本专利技术的第八具体实施例示意图。图13是本专利技术的第九具体实施例示意图。图14是本专利技术的第十具体实施例示意图。其中，1-进汽管道；2-调节阀；3-进汽室；4-调节级喷嘴组；5-调节级动叶；6-调节级后汽室；7-第一压力级的喷嘴；8-设置调节级的低压缸；9-调压阀；10-减温水装置；11-热用户；12-设置调节级的中压缸。具体实施方式本专利技术提供了一种非高压缸设置调节级的汽轮机，所述调节级的配置示意图如图1和图2所示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非高压缸设置调节级的汽轮机，包括高压缸、非高压缸和调节级，所述调节级由调节阀、进汽室、调节级喷嘴组及调节级动叶构成，其特征在于，所述非高压缸中至少有一个缸体设置有所述调节级。

【技术特征摘要】
1.一种非高压缸设置调节级的汽轮机，包括高压缸、非高压缸和调节级，所述调节级由调节阀、进汽室、调节级喷嘴组及调节级动叶构成，其特征在于，所述非高压缸中至少有一个缸体设置有所述调节级。2.如权利要求1所述的非高压缸设置调节级的汽轮机，其特征在于，可由设置有所述调节级的所述非高压缸的进口蒸汽管道中抽出蒸汽用于供热，通过控制所述调节级中的所述调节阀，使供热蒸汽压力参数满足热用户的需求。3.如权利要求2所述的非高压缸设置调节级的汽轮机，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯煜珵，
申请(专利权)人：冯煜珵，
类型：发明
国别省市：上海,31