專利名稱：用于海水淡化的汽輪機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種汽輪機，尤其是一種用于海水淡化的汽輪機。
背景技術：
隨著科技的發(fā)展，能源消費需求急速增加，淡水資源供應已經成為21世紀的主要問題。就海水淡化而言，80%所獲采用蒸餾法得到，所需蒸汽世界普遍采用高品質蒸汽減溫減壓所得，這就造成熱能的極大浪費，難以達到節(jié)能的目的。采用水電汽聯(lián)產，一方面得到海淡所需的熱能，一方面獲得大量額外的電能，一方面還可對外供熱，達到能源的最大利用。國內外現(xiàn)有的水電聯(lián)產汽輪機還是一片空白，尚不能實現(xiàn)海水淡化所需溫度(海淡裝置對溫度的要求限制嚴格)的自動調節(jié)，更不能在此基礎上對外供熱。

實用新型內容本實用新型的目的是為了解決上述技術的不足而設計的一種用于海水淡化的汽輪機，可以滿足海水淡化對排汽溫度的要求。本實用新型所設計的用于海水淡化的汽輪機，包括汽輪機轉子、進汽管、排汽管、位于進汽管上的進汽調節(jié)閥及控制進汽調節(jié)閥工作的控制器，所述排汽管輸出連接海水淡化裝置，還包括設置在排汽管上的排汽壓力檢測單元和檢測汽輪機轉子轉速的測速單元；所述的排汽壓力檢測單元和測速單元信號輸入至所述控制器；所述的測速單元、控制器和進汽調節(jié)閥構成一個轉速閉環(huán)控制系統(tǒng)，所述排汽壓力檢測單元、控制器和進汽調節(jié)閥構成一個集成在所述轉速閉環(huán)控制系統(tǒng)內形成串級控制的壓力閉環(huán)控制系統(tǒng)。作為優(yōu)選所述的汽輪機包括級間設置低壓調節(jié)閥和抽汽管道的抽汽級組，在抽汽管道上設有抽汽壓力檢測單元，抽汽壓力檢測單元信號輸入至所述控制器，控制器輸出控制所述低壓調節(jié)閥；當抽汽量變大而保證排汽壓力不變時，抽汽壓力降低，同時排汽壓力降低，控制器接收抽汽壓力和排汽壓力降低的信號，分別與設定值比較后輸出控制電流信號，進汽調節(jié)閥開大，低壓調節(jié)汽閥關小，直到抽汽壓力和排汽壓力回到設定值，調閥不再動作，反之亦然；當增大排汽量而保證抽汽壓力不變時，則進汽調節(jié)閥和低壓調節(jié)汽閥均開大，反之亦然；所述的海水淡化裝置還配套設有減溫噴水裝置和減壓加熱裝置；所述的抽汽管道通過減壓加熱裝置連接海水淡化裝置；所述的排汽管道與一排汽擴容裝置相連接，并通過該排汽擴容裝置連接海水淡化裝置；排汽擴容裝置根據(jù)汽輪機排汽量合理定制容積大小，以避免進入海淡裝置的蒸汽流速過大，對海淡裝置造成損傷，排汽擴容裝置可以采用剛性座架固定在基礎上。所述汽輪機采用加強型葉片和焊接排缸；加強型葉片可以提升末級葉片的承受能力,可心承受較高的排汽壓力；用于海水淡化的汽輪機組排汽溫度較高，為承受高排汽溫度且防止因溫度高引起的熱脹帶動機組振動，機組優(yōu)選采用焊接排缸。[0011]所述抽汽管道上設有雙波膨脹節(jié)、止回式速關閥和彈簧式安全閥；這樣的壓力平衡式能補償軸向位移、橫向位移、而不會對管道系統(tǒng)產生內壓推力；速關閥、彈簧式安全閥可以防止甩負荷時余汽倒灌入汽輪機。本實用新型所得的用于海水淡化的汽輪機的有益效果是在保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行的同時，通過一系列手段實現(xiàn)了排汽溫度的自動控制，可有效滿足海水淡化的要求，為海水淡化用水電汽聯(lián)產汽輪機開辟了新思路。

圖I是實施例I的結構示意圖；圖2是實施例2的結構示意圖；圖中汽輪機轉子I、進汽管2、排汽管3、進汽調節(jié)閥4、控制器5、海水淡化裝置6、排汽壓力檢測單元7、測速單元8、低壓調節(jié)閥9、抽汽管道10、減溫噴水裝置11、減壓加熱裝置12、電液轉換器13、壓力傳感器14、抽汽壓力檢測單元信號15。
具體實施方式
下面通過實施例結合附圖對本實用新型作進一步的描述。實施例I :如圖I所示，本實施例所描述的用于海水淡化的汽輪機，包括汽輪機轉子I、進汽管2、排汽管3、位于進汽管2上的進汽調節(jié)閥4及控制進汽調節(jié)閥4工作的控制器5 (進汽調節(jié)閥為液壓閥，控制器通過電液轉換器13控制其工作)，所述排汽管3輸出連接海水淡化裝置6，還包括設置在排汽管3上的排汽壓力檢測單元7和檢測汽輪機轉子I轉速的測速單元8 ;所述的排汽壓力檢測單元7和測速單元8信號輸入至所述控制器5 ;所述的測速單元8、控制器5和進汽調節(jié)閥4構成一個轉速閉環(huán)控制系統(tǒng)，所述排汽壓力檢測單元7、控制器5和進汽調節(jié)閥4構成一個集成在所述轉速閉環(huán)控制系統(tǒng)內形成串級控制的壓力閉環(huán)控制系統(tǒng)；控制器5根據(jù)轉子轉速調節(jié)進汽調節(jié)閥4 ;所述排汽壓力檢測單元7的壓力信號與給定壓力信號對比處理后作為轉速的給定信號，由此將該壓力控制作為串級控制集成在所述轉速控制系統(tǒng)內。所述的海水淡化裝置6還配套設有減溫噴水裝置11和減壓加熱裝置12 ;所述的排汽管3道與一排汽擴容裝置相連接，并通過該排汽擴容裝置連接海水淡化裝置6 ;排汽擴容裝置根據(jù)汽輪機排汽量合理定制容積大小，以避免進入海淡裝置的蒸汽流速過大，對海淡裝置造成損傷，排汽擴容裝置可以采用剛性座架固定在基礎上。所述汽輪機采用加強型葉片和焊接排缸；加強型葉片可以提升末級葉片的承受能力，可心承受較高的排汽壓力；用于海水淡化的汽輪機組排汽溫度較高，為承受高排汽溫度且防止因溫度高引起的熱脹帶動機組振動，機組優(yōu)選采用焊接排缸。所述抽汽管道10上設有雙波膨脹節(jié)、止回式速關閥和彈簧式安全閥；這樣的壓力平衡式能補償軸向位移、橫向位移、而不會對管道系統(tǒng)產生內壓推力；速關閥、彈簧式安全閥可以防止甩負荷時余汽倒灌入汽輪機。本實施例所描述的用于海水淡化的汽輪機的控制方法，包括控制器5控制進汽調節(jié)閥4工作的步驟，還包括利用排汽壓力檢測單元7檢測排汽管3壓力的步驟；利用測速單元8檢測汽輪機轉子I轉速的步驟；測速單元8、控制器5和進汽調節(jié)閥4構成一個轉速閉環(huán)控制系統(tǒng)，控制器5根據(jù)轉子轉速調節(jié)進汽調節(jié)閥4 ;所述排汽壓力檢測單元7信號輸入至控制器5，并與給定壓力信號對比處理后作為轉速的給定信號，由此將該壓力控制作為串級控制集成在所述轉速控制系統(tǒng)內。在排汽溫度偏離海淡所需溫度范圍之外時，采用加溫裝置或減溫噴水裝置11作為輔助系統(tǒng)工作，使海淡溫度控制在所需溫度范圍之內。該汽輪機不僅能提供穩(wěn)定溫度的蒸汽給海淡裝置，還額外獲得了大量電能，實現(xiàn)了資源的最大利用，達到節(jié)能的目的。為蒸汽輪機和海水淡化的有效結合打開了新局面。實施例2 本實施例所描述的用于海水淡化的汽輪機，與實施例I不同的是汽輪機包括級間設置低壓調節(jié)閥9和抽汽管道10的抽汽級組，在抽汽管道10上設有抽汽壓力檢測單元，抽汽壓力檢測單元信號15輸入至所述控制器5，控制器5輸出控制所述低壓調節(jié)閥9 ;當抽汽 量變大而保證排汽壓力不變時，抽汽壓力降低，同時排汽壓力降低，控制器接收抽汽壓力和排汽壓力降低的信號，分別與設定值比較后輸出控制電流信號，進汽調節(jié)閥開大，低壓調節(jié)汽閥關小，直到抽汽壓力和排汽壓力回到設定值，調閥不再動作，反之亦然；當增大排汽量而保證抽汽壓力不變時，則進汽調節(jié)閥和低壓調節(jié)汽閥均開大，反之亦然；所述的抽汽管道10通過減壓加熱裝置12連接海水淡化裝置6。本實施例所描述的用于海水淡化的汽輪機的控制方法，在實施例I的基礎上，所述的汽輪機包括級間設置低壓調節(jié)閥9和抽汽管道10的抽汽級組，在抽汽管道10上設有抽汽壓力檢測單元，抽汽壓力檢測單元信號輸入至所述控制器5，控制器5輸出控制所述低壓調節(jié)閥9 ;當抽汽量變大而保證排汽壓力不變時，抽汽壓力降低，同時排汽壓力降低，控制器接收抽汽壓力和排汽壓力降低的信號，分別與設定值比較后輸出控制電流信號，進汽調節(jié)閥開大，低壓調節(jié)汽閥關小，直到抽汽壓力和排汽壓力回到設定值，調閥不再動作，反之亦然；當增大排汽量而保證抽汽壓力不變時，則進汽調節(jié)閥和低壓調節(jié)汽閥均開大，反之亦然；本汽輪機根據(jù)以汽定電方式設計，以尾部海水淡化系統(tǒng)所需汽量為原則，在汽輪機容量范圍內做到發(fā)電量與海淡產量一一對應，并能隨之改變。因海淡用汽輪機排汽壓力高，在同功率下比普通水冷機組進汽流量增大，末級葉片承受更大的彎應力，故采用扭轉的變截面葉片(即加強型葉片)，進行流道和強度計算，并進行模化。這樣能較好的保證空氣動力特性，減少葉片根部所承受的離心力，提高葉片強度。為保證去海淡裝置的排汽連接管道在負壓情況下受力和力矩不至于對設備造成損傷。排汽連接管道上增設復式膨脹節(jié)和曲管壓力平衡式波紋補償器。此壓力平衡式能補償軸向位移、橫向位移，而不會對管道系統(tǒng)產生內壓推力。(參照圖四)機組配有轉速控制系統(tǒng)和兩個調壓系統(tǒng)，轉速控制系統(tǒng)和兩個調壓系統(tǒng)組成一個系統(tǒng)并牽連調節(jié)，具體控制思路如下所述進汽調節(jié)閥與兩個測量汽輪機轉子轉速的轉速傳感器信號連接，該轉速傳感器為進汽調節(jié)閥提供調節(jié)所需的轉速信號，轉速傳感器的信號輸入控制器，該控制器控制進汽調節(jié)閥工作，組成轉速控制系統(tǒng)；進汽調節(jié)閥還與設置在排汽缸上的排汽壓力變送器信號連接，該排汽壓力變送器的信號輸入所述控制器組成排汽壓力調節(jié)系統(tǒng)，并作為串級控制集成在所述轉速控制系統(tǒng)內。工作時，主蒸汽進入進汽調節(jié)閥，控制器接收兩個轉速傳感器信號并與轉速設定值比較，輸出執(zhí)行電流信號，該信號經進汽電液轉換器轉換成二次油壓，二次油壓通過進汽液動執(zhí)行機構操縱進汽調節(jié)閥，該部分為轉速控制系統(tǒng)。排汽壓力調節(jié)作為串級控制在前述的轉速控制系統(tǒng)中實現(xiàn)，控制器將接收到的排汽壓力變送器信號與壓力設定值比較后輸出控制電流信號，該信號作為轉速控制的給定信號控制進汽調節(jié)閥的開度。如排汽壓力升高時，控制器接收排汽壓力升高的信號與設定值比較后輸出控制電流信號，進汽調節(jié)閥3關小，排汽壓力回到設定值；反之，排汽壓力降低時，控制器接收排汽壓力降低的信號與設定值比較后輸出控制電流信號，進汽調節(jié)閥開大，排汽壓力回到設定值。本實施例中涉及的電液轉換器等液壓油路控制技術為該領域常規(guī)技術，在此不加累述。同理，圖例中抽汽機組可以在抽汽管道上設置抽汽壓力變送器來控制低壓調節(jié)汽閥。該抽汽壓力變送器的信號輸入所述控制器組成抽汽壓力調節(jié)系統(tǒng)，并集成在上述已集成排汽壓力調節(jié)系統(tǒng)的轉速控制系統(tǒng)內，進汽調節(jié)閥和低壓調節(jié)汽閥之間的協(xié)調由控制器實現(xiàn)。如抽汽量變大而保證排汽壓力不變時，抽汽壓力降低，同時排汽壓力降低，控制器接收抽汽壓力和排汽壓力降低的信號，分別與設定值比較后輸出控制電流信號，進汽調節(jié)閥開大，低壓調節(jié)汽閥關小，直到抽汽壓力和排汽壓力回到設定值，調閥不再動作；反之亦然。如增大排汽量而保證抽汽壓力不變時，則進汽調節(jié)閥和低壓調節(jié)汽閥均開大；反之亦然。對抽汽機組，為防止甩負荷時余汽倒灌入汽輪機，管道上增設止回式速關閥、彈簧式安全閥，以保證機組的安全運行。為了保證排汽溫度的穩(wěn)定性，本控制系統(tǒng)還設置了一套加溫裝置和一套減溫噴水裝置作為輔助系統(tǒng)，排汽溫度經判斷后輸出信號控制加溫及減溫裝置工作。在排汽溫度偏 離海淡所需溫度范圍之外時，可以相應的投入兩套裝置，以便海淡溫度嚴格控制在要求的范圍之內。
權利要求1.一種用于海水淡化的汽輪機，包括汽輪機轉子、進汽管、排汽管、位于進汽管上的進汽調節(jié)閥及控制進汽調節(jié)閥工作的控制器，所述排汽管輸出連接海水淡化裝置，其特征是還包括設置在排汽管上的排汽壓力檢測單元和檢測汽輪機轉子轉速的測速單元；所述的排汽壓力檢測單元和測速單元信號輸入至所述控制器；所述的測速單元、控制器和進汽調節(jié)閥構成一個轉速閉環(huán)控制系統(tǒng)，所述排汽壓力檢測單元、控制器和進汽調節(jié)閥構成一個集成在所述轉速閉環(huán)控制系統(tǒng)內形成串級控制的壓力閉環(huán)控制系統(tǒng)。
2.根據(jù)權利要求I所述的用于海水淡化的汽輪機，其特征是所述的汽輪機包括級間設置低壓調節(jié)閥和抽汽管道的抽汽級組，在抽汽管道上設有抽汽壓力檢測單元，抽汽壓力檢測單元信號輸入至所述控制器，控制器輸出控制所述低壓調節(jié)閥。
3.根據(jù)權利要求2所述的用于海水淡化的汽輪機，其特征是所述的海水淡化裝置還配套設有減溫噴水裝置和減壓加熱裝置。
4.根據(jù)權利要求3所述的用于海水淡化的汽輪機，其特征是所述的抽汽管道通過減壓加熱裝置連接海水淡化裝置。
5.根據(jù)權利要求I或2或3或4所述的用于海水淡化的汽輪機，其特征是所述的排汽管道與一排汽擴容裝置相連接，并通過該排汽擴容裝置連接海水淡化裝置。
6.根據(jù)權利要求5所述的用于海水淡化的汽輪機，其特征是所述汽輪機采用加強型葉片和焊接排缸。
7.根據(jù)權利要求5所述的用于海水淡化的汽輪機，其特征是所述抽汽管道上設有雙波膨脹節(jié)、止回式速關閥和彈簧式安全閥。
專利摘要本實用新型公開的用于海水淡化的汽輪機，包括汽輪機轉子、進汽管、排汽管、位于進汽管上的進汽調節(jié)閥及控制進汽調節(jié)閥工作的控制器，所述排汽管輸出連接海水淡化裝置，還包括設置在排汽管上的排汽壓力檢測單元和檢測汽輪機轉子轉速的測速單元；所述的排汽壓力檢測單元和測速單元信號輸入至所述控制器；所述的測速單元、控制器和進汽調節(jié)閥構成一個轉速閉環(huán)控制系統(tǒng)，所述排汽壓力檢測單元、控制器和進汽調節(jié)閥構成一個集成在所述轉速閉環(huán)控制系統(tǒng)內形成串級控制的壓力閉環(huán)控制系統(tǒng)。本實用新型在保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行的同時，通過一系列手段實現(xiàn)了排汽溫度的自動控制，可有效滿足海水淡化的要求。
文檔編號C02F1/04GK202370593SQ20112055413
公開日2012年8月8日 申請日期2011年12月27日 優(yōu)先權日2011年12月27日
發(fā)明者侯京安, 唐真和, 姚洪國, 徐靜霞, 朱恒, 李帥, 杜超, 葛存飛, 錢小東 申請人:杭州中能汽輪動力有限公司