專利名稱：一種冷凝式熱電聯(lián)產(chǎn)汽輪機的制作方法
一種冷凝式熱電聯(lián)產(chǎn)汽輪機
一、 技術(shù)領(lǐng)域 本發(fā)明屬于非變?nèi)菔綑C器或發(fā)動機技術(shù)。
二背景技術(shù)：
現(xiàn)有的熱電聯(lián)產(chǎn)汽輪機有背壓式、抽汽凝汽式和凝汽式低真空運行三種形式。背壓式 直接用乏汽供熱，體積小、結(jié)構(gòu)簡單、熱電聯(lián)產(chǎn)綜合熱效率高，但是單位發(fā)電量煤耗高、 非供熱期單純發(fā)電熱效率低、不適宜大功率應(yīng)用。抽汽凝汽式即可熱電聯(lián)產(chǎn)也可單純發(fā)電、 單純發(fā)電熱效率比背壓式高、適宜大功率應(yīng)用，但是熱電聯(lián)產(chǎn)時仍然有大量低壓缸5排出 的乏汽冷凝熱的品味低無法用來供熱，而通過散熱裝置散發(fā)造成潛熱損失，因而在熱電聯(lián) 產(chǎn)時綜合熱效率比背壓式低；供熱時隨著抽汽量的增大，低壓缸5的焓降減小，低壓缸5 的內(nèi)效率驟減，甚至出現(xiàn)低壓缸5做副功，汽輪機輸出機械功率下-降，綜合熱效率下降。 凝汽式低真空運行即可熱電聯(lián)產(chǎn)，也可單純發(fā)電；單純發(fā)電時熱效率高；熱電聯(lián)產(chǎn)時乏汽 冷凝熱可全部用于供熱，綜合熱效率較抽汽凝汽式高；但是熱電聯(lián)產(chǎn)時供熱溫度低(一般 為8(TC左右)；供熱時低壓缸5的焓降減小，低壓缸5的內(nèi)效率驟減，甚至出現(xiàn)低壓缸5 做副功，汽輪機輸出機械功率下降，發(fā)電能耗顯著下降。
三
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種冷凝式熱電聯(lián)產(chǎn)汽輪機，目的是熱電聯(lián)產(chǎn)時乏汽冷凝熱可全部用于供 熱，供熱溫度較高(lO(TC人i右)時低壓缸5焓降適宜、出力適宜，整機內(nèi)效率高，單位發(fā) 電量煤耗接近凝汽式單純發(fā)電煤耗；單純發(fā)電時熱效率和單位發(fā)電量煤耗與普通凝汽式汽 輪機相同。
本發(fā)明技術(shù)方式
機型l一常年供熱型在熱負(fù)荷常年穩(wěn)定的情況下，以供熱溫度和壓力為凝汽器6汽 側(cè)溫壓參數(shù)設(shè)計汽輪機。相對于普通凝氣汽輪機，用減小低壓葉輪直徑、減少汽輪機級數(shù) 等方式使凝汽器6汽側(cè)的溫壓達(dá)到供熱參數(shù)(如圖1所示)，使得熱電聯(lián)產(chǎn)汽輪機在凝汽器 6汽側(cè)溫壓為供熱溫jR下運行時高壓缸3、中壓缸4、低壓缸5的內(nèi)效率高于0.6，出力率 大于0.5。
將普通凝氣汽輪機改造成熱電聯(lián)產(chǎn)機型1的方式一用增壓旁路8從鍋爐1引高壓蒸
汽至混汽器9，與中K缸4排汽混合后進入低壓缸5，以增加供熱時低壓缸5的焓降，設(shè)置 增壓調(diào)節(jié)閥7，使得高!1;:缸3、中壓缸4、低壓缸5的內(nèi)效率高于0.6，出力率大于0.5。將普通凝氣汽輪機改造成熱電聯(lián)產(chǎn)機型1的方式二是通過增壓旁路8從鍋爐1引高
壓蒸汽至增壓器10驅(qū)動缸21 ，驅(qū)動缸21產(chǎn)生的動力驅(qū)動增壓缸22,低壓缸5進汽首先進 入低壓進汽口 25增壓后排入混汽室與在驅(qū)動缸21的排汽混合升溫后，進入低壓缸5。使 得高壓缸3、中壓缸4、低fE缸5的壓差適宜，內(nèi)效率高于0.6，出力率大于0.5。
驅(qū)動缸21是進氣口壓力大于排氣口壓力的發(fā)生動力葉片汽機，增壓缸22是進汽壓力 小于排汽壓力的有鼓風(fēng)作用的消耗動力葉片汽缸。
機型2—季節(jié)供熱型在溫暖季節(jié)不供熱的情況下，凝汽器6汽側(cè)溫壓參數(shù)與普通凝 氣汽輪機一樣，增加低〖R缸5增壓裝置a(從鍋爐l引高壓蒸汽至混汽器9，用調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié) 進汽量)，無論熱電聯(lián)產(chǎn)和單純發(fā)電時高壓缸3、中壓缸4、低壓缸5的內(nèi)效率高于0.6，出 力率大于0.5。將普通凝氣汽輪機改造成熱電聯(lián)產(chǎn)機型2的方式是用增壓旁路8從鍋爐1 引高壓蒸汽至混汽器9，與中壓缸4排汽混合后進入低壓缸5，以增加供熱時低壓缸5的焓 降，設(shè)置增壓調(diào)節(jié)閥7，使得高壓缸3、中壓缸4、低壓缸5的內(nèi)效率高于0.6，出力率大 于0.5。
機型3—季節(jié)供熱型在溫暖季節(jié)不供熱的情況下，凝汽器6汽側(cè)溫壓參數(shù)與普通凝 氣汽輪機一樣，增加低H;缸5增0I裝置b (通過增壓旁路8從鍋爐1引高壓蒸汽至增壓器 10驅(qū)動缸21 ，驅(qū)動缸21產(chǎn)生的動力驅(qū)動增壓缸22，低壓缸5進汽首先進入低壓進汽口 25 增壓后排入混汽室與fV:驅(qū)動缸21的排汽混合升溫后，進入低壓缸5)，無論熱電聯(lián)產(chǎn)和單 純發(fā)電時高壓缸3、中AX缸4、低壓缸5的內(nèi)效率高于0.6，出力率大于0.5。將普通凝氣汽 輪機改造成熱電聯(lián)產(chǎn)機W 3的方式是通過增壓旁路8從鍋爐1引高壓蒸汽至增壓器10驅(qū)動 缸21，驅(qū)動缸21產(chǎn)生的動力驅(qū)動增壓缸22，低壓缸5進汽首先進入低壓進汽口 25增壓后 排入混汽室與在驅(qū)動缸21的排汽混合升溫后，進入低壓缸5，使得高壓缸3、中壓缸4、 低壓缸5的內(nèi)效率高于0.6,出力率大于0.5。
本發(fā)明所指的低壓缸5是其排汽進入凝汽器6的汽缸，進汽為鍋爐l高壓新汽的為 高壓缸3，高壓缸3、低壓缸5之間的缸為中壓缸4，內(nèi)效率=有效焓降+實際焓降，出力 率=汽缸實際出力+汽缸內(nèi)效率0.9時的出力，凝汽器6汽側(cè)溫壓為低壓缸5排出的乏汽的 溫度和壓力，發(fā)電能耗=燃料消耗量+發(fā)電量，綜合熱效率=(發(fā)電量+供熱量)/能耗。
本發(fā)明的優(yōu)點是熱電聯(lián)產(chǎn)汽輪機兼有背壓式熱電聯(lián)產(chǎn)綜合熱效率高的優(yōu)點，又有普通 凝汽式汽輪機發(fā)電能耗低的優(yōu)點；避免抽汽凝汽式或普通凝汽式汽輪機低真空運行那種供 熱時低壓缸5內(nèi)效率和出力率驟減，甚至低壓缸5做副功、出反力的現(xiàn)象；機組易于在熱 電聯(lián)產(chǎn)模式和單純發(fā)電模式之間相互轉(zhuǎn)換；適應(yīng)大功率應(yīng)用；現(xiàn)有普通凝汽式汽輪機易于熱電聯(lián)產(chǎn)改造，改造后單純發(fā)電時發(fā)電能耗不變，熱電聯(lián)產(chǎn)時發(fā)電能耗不會顯著上升。使
電廠在不顯著增加發(fā)電能耗的前提下實現(xiàn)供熱成為可能。
四

附圖標(biāo)記對應(yīng)的部件名稱表 編號名稱
7增壓調(diào)節(jié)器 8增壓旁路 9混汽器 10增壓器 11汽水系統(tǒng)
編號名稱 21驅(qū)動缸 22增壓缸 24混汽室 25增壓后排汽口 26低壓進汽口 27高壓進汽口
圖1為實施例2、 4的示意圖 圖2為實施例3的示意閣 圖3為增壓器10的示意圖 五具體實施方式
實施例1
用減小低壓葉輪直徑和減少汽輪機級數(shù)的方式設(shè)計生產(chǎn)的一常年供熱平均溫度105°C 的熱電聯(lián)產(chǎn)60萬千瓦超臨界凝汽式汽輪機，運行時低壓缸5排汽平均溫度109°C、平均壓 力0.11兆帕，高壓缸3、中壓缸4、低壓缸5的平均內(nèi)效率高于0.8，低壓缸5平均出力 率0.9。
實施例2
一原本單純發(fā)電的凝氣式汽輪機改造前以低真空運行方式常年供熱，低壓缸5排汽溫 度85°C、壓力0.052兆帕，低壓缸5出力率-0.1。
通過增壓旁路8從鍋爐1引高壓蒸汽至增壓器10驅(qū)動缸21，驅(qū)動缸21產(chǎn)生的動力驅(qū) 動增壓缸22,低壓缸5進汽首先進入低壓進汽口 25增壓后排入混汽室與在驅(qū)動缸21的排 汽混合升溫后，進入低壓缸5的方式設(shè)施改造后，運行時低壓缸5排汽平均溫度109°C、 平均壓力0.11兆帕，高壓缸3、中壓缸4、低壓缸5的平均內(nèi)效率高于0.8，低壓缸5平 均出力率0.9。
實施例3
一新汽溫度60(TC的凝氣式超臨界汽輪機改造甜以低真空運行方式冬春季供熱，夏秋 季單純發(fā)電。供熱時低壓缸5排汽平均溫度85。C、平均壓力0.052兆帕，低壓缸5平均出
管缸缸缸器
名掛#高中低齢
號1 2 3 4 5 6
編力率-0.1，單純發(fā)電時低壓缸5排汽平均溫度35t:、平均壓力0.0056兆帕，低壓缸5平均 出力率0.9。
用增壓旁路8從鍋爐1引高壓蒸汽至混汽器9，與中壓缸4排汽混合后進入低壓缸5， 以增加供熱時低壓缸5的焓降，設(shè)置增壓調(diào)節(jié)閥7的方式設(shè)施改造。供熱時開啟增壓調(diào)節(jié) 閥7，低壓缸5排汽平均溫度109°C、平均壓力0.11兆帕，低壓缸5出平均力率0.9;單純 發(fā)電時關(guān)閉低壓缸5調(diào)節(jié)閥，低壓缸5排汽平均溫度35'C、平均壓力0.0056兆帕，低壓缸 5平均出力率0.9。
實施例4
一原本單純發(fā)電的凝氣式汽輪機改造前以低真空運行方式冬春季供熱，夏秋季單純發(fā) 電。供熱時低壓缸5排汽平均溫度85。C、平均壓力0.052兆帕，低壓缸5平均出力率-0.1， 單純發(fā)電時低壓缸5排汽平均溫度35°C、平均壓力0.0056兆帕，低壓缸5平均出力率0.9。
通過增壓旁路8從鍋爐1引高壓蒸汽至增壓器10驅(qū)動缸21 ，驅(qū)動缸21產(chǎn)生的動力驅(qū) 動增壓缸22，低壓缸5進汽lf先進入低壓進汽口 25增壓后排入混汽室與在驅(qū)動缸21的排 汽混合升溫后，進入低爪缸5的方式設(shè)施改造后，熱電聯(lián)產(chǎn)運行時低壓缸5排汽平均溫度 109°C、凝汽器6汽側(cè)排水溫度IO(TC，平均壓力0.101兆帕，高壓缸3、中壓缸4、低壓 缸5的平均內(nèi)效率高于0.8，低壓缸5平均出力率0.99。牟.純發(fā)電時低壓缸5排汽平均溫度 35°C、平均壓力0.0056兆帕，低壓缸5平均出力率1。
相對于單純發(fā)電時排汽壓力0.0056兆帕的高真空運行，熱電聯(lián)產(chǎn)時排汽壓力提高到 0. 101兆帕，蒸汽可利用烚降僅減少111千焦/千克。但是將35。C的水加熱到95。C卻需要 焓增251千焦/千克，尾氣抽真空耗能和循環(huán)泵因壓差降低導(dǎo)致的耗能也相應(yīng)減少，利用富 余的鍋爐功率生產(chǎn)增壓:器10所需的新汽，汽輪機輸出機械功率不降低，單位發(fā)電能耗并不 比單純發(fā)電時增加。
權(quán)利要求
1、一種冷凝式熱電聯(lián)產(chǎn)汽輪機，包括鍋爐(1)、主汽管(2)、高壓缸(3)、中壓缸(4)、低壓缸(5)、凝汽器(6)、其特征是凝汽器(6)汽側(cè)壓力在0.05至0.15兆帕?xí)r，低壓缸(5)的出力率大于0.5。
2、 按照權(quán)利要求1或2所述的一種冷凝式熱電聯(lián)產(chǎn)汽輪機，其特征在于凝汽器(6)汽側(cè)壓力在0.5至1.5大氣壓時，低壓缸(5)的內(nèi)效率大于0.6。
3、 按照權(quán)利要求1所述的一種冷凝式熱電聯(lián)產(chǎn)汽輪機，其特征在于包含增壓旁 路(8)、調(diào)節(jié)閥(7)。
4、 按照權(quán)利要求1所述的 -種冷凝式熱電聯(lián)產(chǎn)汽輪機，其特征在于應(yīng)用增壓器(10)為低壓缸(5)進汽增壓。
5、 按照權(quán)利要求4所述的一種冷凝式熱電聯(lián)產(chǎn)汽輪機，其特征在于增壓器(IO) 以鍋爐(1)新汽為動力，低壓缸(5)進汽經(jīng)增壓器(10)增壓后進入低壓 缸(5)。
6、 按照權(quán)利要求4所述的一種冷凝式熱電聯(lián)產(chǎn)汽輪機，其特征在于增壓器(IO) 由高壓進汽口 (27)、驅(qū)動缸(21)、低壓進汽口 (26)、增壓缸(22)、增壓 后排汽口 (25)組成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種冷凝式熱電聯(lián)產(chǎn)汽輪機，用設(shè)計時提高排汽溫度和壓力生產(chǎn)新機；利用增設(shè)增壓混汽器或增壓器的方式提高低壓缸的進汽溫度和壓力改造現(xiàn)有熱電聯(lián)產(chǎn)機組，改善其熱電聯(lián)產(chǎn)時的內(nèi)效率；在不顯著增加能耗的情況下將冷凝潛熱全部用于供熱。
文檔編號F01K11/02GK101655017SQ200910175550
公開日2010年2月24日 申請日期2009年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月17日
發(fā)明者邢玉明 申請人:邢玉明