一种提升供热机组灵活性的汽轮机系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种提升供热机组灵活性的汽轮机系统及方法，本发明专利技术发电机为双出轴，设置两套超越离合器，辅助汽轮机低压缸转子在线脱离或者连接发电机转子。中、低压连通管上设置有供热调节阀，辅助供汽参数调节，并且汽轮机低压缸进汽管道设置有隔离阀，辅助汽轮机低压缸切除。在供热期可根据电网调峰需求，在线切除第一汽轮机低压缸、第二汽轮机低压缸。汽轮机低压缸转子可与发电机彻底脱离，无需减温冷却，消除汽轮机低压缸由于进汽量少所导致的叶片损伤风险。可以选择切除一个或全部汽轮机低压缸，增强了机组调峰的灵活度，并且可以大幅提升机组供热能力，提升供热经济性。

A steam turbine system and method for improving the flexibility of heat supply unit

【技术实现步骤摘要】
一种提升供热机组灵活性的汽轮机系统及方法
本专利技术属于汽轮机
领域，涉及一种提升供热机组灵活性的汽轮机系统及方法。
技术介绍
对外供热可有效降低热力发电机组的能耗指标，热电联产也是电力企业的重要发展方向之一，但随着电网对热力发电机组调峰深度需求的增加，供热机组也存在较大的调峰需要。但由于供热蒸汽需要保证一定的压力，并且汽轮机低压缸如果进汽量低于限定值也会出现叶片损伤。因此一般供热机组的进汽流量和负荷会受到最低值的限制，难以深度调峰。如果汽轮机采用高背压供热，虽然经济性较好，但是机组调峰能力较差，并且需要供热前揭缸更换转子，无法在线切换。通过技术手段，将汽轮机低压缸根据调峰和供热需求实现在线切除或者投运，则能够大幅增强汽轮机在供热期间的调峰能力，提升供热经济性，消除供热期汽轮机低压缸叶片损伤的风险。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术中的问题，提供一种提升供热机组灵活性的汽轮机系统及方法，该系统能够加强供热机组的调峰能力，提升供热经济性，消除汽轮机低压缸水蚀的风险。为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：一种提升供热机组灵活性的汽轮机系统，包括：汽轮机高压缸，所述汽轮机高压缸的汽源为过热蒸汽，其转子与汽轮机中压缸的转子相连；汽轮机中压缸，所述汽轮机中压缸的汽源为再热蒸汽，其转子与双出轴发电机的转子相连；汽轮机中压缸的排汽一部分进入供热管道对外供热，另一部分进入第一汽轮机低压缸和第二汽轮机低压缸；双出轴发电机，所述双出轴发电机转子的另一端与第一汽轮机低压缸的转子相连；第一汽轮机低压缸，所述第一汽轮机低压缸与第二汽轮机低压缸的转子相连；第一汽轮机低压缸和第二汽轮机低压缸的排汽进入凝汽器。本专利技术进一步的改进在于：所述双出轴发电机与第一汽轮机低压缸之间通过第一超越离合器相连。所述第一汽轮机低压缸与第二汽轮机低压缸之间通过第二超越离合器相连。所述汽轮机中压缸的排汽分为三路，第一路进入供热管道对外供热，第二路经调节阀和第一隔离阀进入第一汽轮机低压缸，第三路经调节阀和第二隔离阀进入第二汽轮机低压缸。一种提升供热机组灵活性的方法，包括以下步骤：当机组纯凝或者对外供汽量低于阈值时，开启第一隔离阀和第二隔离阀，双出轴发电机与第一超越离合器处于连接状态，第二超越离合器处于连接状态；第一汽轮机低压缸、第二汽轮机低压缸有蒸汽进入，处于正常运转状态，对外供热参数由调节阀进行调节；当机组外供汽量较大或者电网需要机组深度调峰时，开启第一隔离阀，关闭第二隔离阀；第二汽轮机低压缸转速下降，第二超越离合器自动脱开，第二汽轮机低压缸出力降至零，调节阀辅助调节供汽参数，完成切除过程；当机组需要重新投运第二汽轮机低压缸时，开启第二隔离阀，第二汽轮机低压缸转速升高，第二超越离合器自动连接，第二汽轮机低压缸出力根据需要逐渐升高，调节阀辅助调节供汽参数，完成切投运程；当机组对外供汽量高于阈值，并需要切除所有汽轮机低压缸进行深度调峰时，关闭第一隔离阀和第二隔离阀，第一汽轮机低压缸和第二汽轮机低压缸的转速下降；第一超越离合器以及第二超越离合器自动处于脱离状态，第一汽轮机低压缸和第二汽轮机低压缸出力降为零，汽轮机中压缸的排汽完全对外供热，完成汽轮机低压缸彻底切除过程；当机组需要由汽轮机低压缸完全切除状态转换至投运状态时，开启第一隔离阀，第一汽轮机低压缸的转速提升，提升高到与双出轴发电机转速相同时，第一超越离合器自动连接；再开启第二隔离阀，第二汽轮机低压缸的转速提升，提升高到设定转速时第二超越离合器自动连接，调节阀辅助调节供汽参数，完成切投运程。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术在供热期可根据电网调峰需求，在线切除第一汽轮机低压缸、第二汽轮机低压缸。汽轮机低压缸转子可与发电机彻底脱离，无需减温冷却，消除汽轮机低压缸由于进汽量少所导致的叶片损伤风险。可以选择切除一个或全部汽轮机低压缸，增强了机组调峰的灵活度，并且可以大幅提升机组供热能力，提升供热经济性。本专利技术发电机为双出轴，设置两套超越离合器，辅助汽轮机低压缸转子在线脱离或者连接发电机转子。中、低压连通管上设置有供热调节阀，辅助供汽参数调节，并且汽轮机低压缸进汽管道设置有隔离阀，辅助汽轮机低压缸切除。本专利技术可应用于使用汽轮机中压缸排汽对外供热的发电汽轮机，汽轮机可以在线切除全部汽轮机低压缸，也可以只切除一个汽轮机低压缸，切除后汽轮机低压缸轴系与发电机脱离，消除汽轮机低压缸叶片水蚀的风险，并且可以增大机组对外供热量，提升供热经济性，同时可以增加机组调峰深度，可以根据调峰的需求选择切除全部汽轮机低压缸或者仅切除部分汽轮机低压缸，使汽轮机低压缸出力可以根据需要调整，最低出力可降为零，增强机组在供热期机组运行的灵活性。【附图说明】为了更清楚的说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术的整体结构示意图。其中，1-汽轮机高压缸；2-汽轮机中压缸；3-双出轴发电机；4-第一超越离合器；5-第一汽轮机低压缸；6-第二超越离合器；7-第二汽轮机低压缸；8-调节阀；9-第一隔离阀；10-第二隔离阀；11-凝汽器。【具体实施方式】为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本专利技术实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“水平”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该专利技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，若出现术语“水平”，并不表示要求部件绝对水平，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。在本专利技术实施例的描述中，还需要说本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提升供热机组灵活性的汽轮机系统，其特征在于，包括：/n汽轮机高压缸(1)，所述汽轮机高压缸(1)的汽源为过热蒸汽，其转子与汽轮机中压缸(2)的转子相连；/n汽轮机中压缸(2)，所述汽轮机中压缸(2)的汽源为再热蒸汽，其转子与双出轴发电机(3)的转子相连；汽轮机中压缸(2)的排汽一部分进入供热管道对外供热，另一部分进入第一汽轮机低压缸(5)和第二汽轮机低压缸(7)；/n双出轴发电机(3)，所述双出轴发电机(3)转子的另一端与第一汽轮机低压缸(5)的转子相连；/n第一汽轮机低压缸(5)，所述第一汽轮机低压缸(5)与第二汽轮机低压缸(7)的转子相连；第一汽轮机低压缸(7)和第二汽轮机低压缸(7)的排汽进入凝汽器(11)。/n

【技术特征摘要】
1.一种提升供热机组灵活性的汽轮机系统，其特征在于，包括：
汽轮机高压缸(1)，所述汽轮机高压缸(1)的汽源为过热蒸汽，其转子与汽轮机中压缸(2)的转子相连；
汽轮机中压缸(2)，所述汽轮机中压缸(2)的汽源为再热蒸汽，其转子与双出轴发电机(3)的转子相连；汽轮机中压缸(2)的排汽一部分进入供热管道对外供热，另一部分进入第一汽轮机低压缸(5)和第二汽轮机低压缸(7)；
双出轴发电机(3)，所述双出轴发电机(3)转子的另一端与第一汽轮机低压缸(5)的转子相连；
第一汽轮机低压缸(5)，所述第一汽轮机低压缸(5)与第二汽轮机低压缸(7)的转子相连；第一汽轮机低压缸(7)和第二汽轮机低压缸(7)的排汽进入凝汽器(11)。


2.根据权利要求1所述的提升供热机组灵活性的汽轮机系统，其特征在于，所述双出轴发电机(3)与第一汽轮机低压缸(5)之间通过第一超越离合器(4)相连。


3.根据权利要求1或2所述的提升供热机组灵活性的汽轮机系统，其特征在于，所述第一汽轮机低压缸(5)与第二汽轮机低压缸(7)之间通过第二超越离合器(6)相连。


4.根据权利要求1或2所述的提升供热机组灵活性的汽轮机系统，其特征在于，所述汽轮机中压缸(2)的排汽分为三路，第一路进入供热管道对外供热，第二路经调节阀(8)和第一隔离阀(9)进入第一汽轮机低压缸(5)，第三路经调节阀(8)和第二隔离阀(10)进入第二汽轮机低压缸(7)。


5.一种采用权利要求4所述系统的提升供热机组灵活性的方法，其特征在于，包括以下步骤：
当机组纯凝或者对外...

【专利技术属性】
技术研发人员：林琳，王勇，王宏武，李杨，周刚，周元祥，张奔，井新经，王浩，余小兵，马汀山，江浩，居文平，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61