本發(fā)明涉及一種汽輪機，特別是涉及一種熱電聯(lián)供雙抽汽輪機。

背景技術(shù)：

熱電聯(lián)供汽輪機發(fā)電機組是指汽輪機帶動發(fā)電機向電網(wǎng)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(wǎng)供熱，另一部分蒸汽繼續(xù)在透平流道內(nèi)膨脹做功，帶動汽輪機的轉(zhuǎn)子輸出軸做功，以此來大大提高汽輪的熱效率和運行經(jīng)濟性。熱電聯(lián)供汽輪機主要有背壓式、抽汽凝汽式、抽汽背壓式等幾種形式；熱電聯(lián)供雙抽汽輪機是指熱電聯(lián)供汽輪機分別提供兩個壓力等級的抽汽，用于供熱。

目前，常規(guī)的熱電聯(lián)供雙抽汽輪機采用在中壓缸內(nèi)設(shè)置旋轉(zhuǎn)隔板或者座缸閥來抽汽較高參數(shù)的調(diào)整抽汽，在中壓缸的排汽處抽取較低參數(shù)的調(diào)整抽汽，其抽汽閥門和管道布置如圖1所示。從圖1可知：常規(guī)的熱電聯(lián)供雙抽汽輪機包括按進汽參數(shù)由高至低依次排列的高壓缸1、中壓缸2和低壓缸3，高壓缸1的進汽口處連接有高壓進汽管道，高壓缸1的排汽口和中壓缸2的進汽口之間連接有中壓進汽管道，中壓缸2的排汽口和低壓缸3的進汽口之間連接有低壓進汽管道，所述高壓進汽管道上沿進汽方向依次設(shè)置有高壓主閥門TV和高壓調(diào)閥門GV，所述中壓進汽管道上沿進汽方向依次設(shè)置有中壓主閥門RSV和中壓調(diào)閥門IV，所述低壓進汽管道上設(shè)有連通管壓力調(diào)節(jié)閥LCV；中壓缸2內(nèi)設(shè)置有旋轉(zhuǎn)隔板ICV，中壓缸2在旋轉(zhuǎn)隔板ICV處連接有中壓調(diào)整抽汽管道，該中壓調(diào)整抽汽管道上設(shè)置有中壓抽汽壓力調(diào)節(jié)閥IEV；中壓缸2的排汽口處還連接有低壓調(diào)整抽汽管道，該低壓調(diào)整抽汽管道上設(shè)置有低壓抽汽壓力調(diào)節(jié)閥LEV。汽輪機在抽汽工況下運轉(zhuǎn)時，進入中壓缸2的蒸汽通過中壓前幾級后，一部分蒸汽經(jīng)過可控制的旋轉(zhuǎn)隔板ICV進入后面的中壓通流，另一部分蒸汽經(jīng)過中壓抽汽壓力調(diào)節(jié)閥IEV進入中壓抽汽系統(tǒng)；中壓缸2的排汽一部分經(jīng)過可控制的連通管壓力調(diào)節(jié)閥LCV后進入低壓缸3，另一部分經(jīng)過低壓抽汽壓力調(diào)節(jié)閥LEV進入低壓抽汽系統(tǒng)。因此，該熱電聯(lián)供雙抽汽輪機中，所述中壓調(diào)整抽汽管道和低壓調(diào)整抽汽管道形成了熱電聯(lián)供汽輪機的雙抽。

但是，上述熱電聯(lián)供雙抽汽輪機存在以下缺陷：由于其在中壓缸的通流部分之間設(shè)置調(diào)整抽汽裝置(即旋轉(zhuǎn)隔板或者座缸閥)，故其降低了中壓缸的設(shè)計效率，特別是汽輪機純凝工況下的工作效率；另外，對于大功率等級的機組，由于機組本身結(jié)構(gòu)和強度方面的限制，其給中壓部分調(diào)整抽汽機構(gòu)的設(shè)計帶來了很大的難度和限制，故在中壓缸內(nèi)設(shè)置調(diào)整抽汽裝 置還會給機組帶來一系列的運行方面限制和安全隱患。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠滿足大容量高參數(shù)的雙調(diào)整抽汽需求、且具有較高運行效率和可靠性的熱電聯(lián)供雙抽汽輪機。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種熱電聯(lián)供雙抽汽輪機，包括沿進汽參數(shù)由高至低依次分布的高壓缸、第一中壓缸、第二中壓缸和低壓缸，所述高壓缸的排汽口與第一中壓缸的進汽口之間連接有第一中壓進汽母管，所述第一中壓缸的排汽口連接有第一中壓排汽母管，該第一中壓排汽母管的端部連接有第一調(diào)整抽汽管道和第二中壓進汽母管，所述第二中壓進汽母管的端部還連接有與第二中壓缸的進汽口相連接的第一中壓進汽分管，所述第二中壓缸的排汽口連接有第二中壓排汽母管，該第二中壓排汽母管的端部連接有第二調(diào)整抽汽管道和與低壓缸的進汽口相連接的低壓進汽管道。

進一步地，所述第二中壓進汽母管上設(shè)有第一控制閥組，第一調(diào)整抽汽管道上設(shè)有沿抽汽方向先后分布的第一汽體壓力傳感器和第二控制閥組；所述低壓進汽管道上設(shè)有第三控制閥組，第二調(diào)整抽汽管道上設(shè)有沿抽汽方向先后分布的第二汽體壓力傳感器和第四控制閥組。

優(yōu)選地，所述第一中壓進汽分管上還設(shè)有用于檢測第二中壓缸進汽口壓力的第三汽體壓力傳感器，沿第二中壓缸的進汽方向，所述第三汽體壓力傳感器位于第一控制閥組的后方；所述低壓進汽管道上還設(shè)有用于檢測低壓缸進汽口壓力的第四汽體壓力傳感器，沿低壓缸的進汽方向，所述第四汽體壓力傳感器位于第三控制閥組的后方。

進一步地，還包括一中低壓缸，所述第二中壓進汽母管的端部還連接有與中低壓缸的進汽口相連接的第二中壓進汽分管，所述第二中壓進汽分管上設(shè)有沿中低壓缸的進汽方向依次先后分布的第五控制閥組和第五汽體壓力傳感器，所述第五汽體壓力傳感器用于檢測中低壓缸的進汽口壓力。

優(yōu)選地，所述高壓缸的轉(zhuǎn)子、第一中壓缸的轉(zhuǎn)子、第二中壓缸的轉(zhuǎn)子、以及低壓缸的轉(zhuǎn)子單軸布置并構(gòu)成第一轉(zhuǎn)子，中低壓缸的轉(zhuǎn)子構(gòu)成第二轉(zhuǎn)子，所述第一轉(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn)子剛性連接。

優(yōu)選地，所述高壓缸的轉(zhuǎn)子、第一中壓缸的轉(zhuǎn)子、第二中壓缸的轉(zhuǎn)子、以及低壓缸的轉(zhuǎn)子單軸布置并構(gòu)成第一轉(zhuǎn)子，中低壓缸的轉(zhuǎn)子構(gòu)成第二轉(zhuǎn)子，所述第一轉(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn)子分軸布置或通過自同步離合器相連接。

進一步地，所述第一中壓缸和第二中壓缸為合缸反流結(jié)構(gòu)。

如上所述，本發(fā)明涉及的熱電聯(lián)供雙抽汽輪機，具有以下有益效果：

該熱電聯(lián)供雙抽汽輪機在原有汽輪機的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，通過增設(shè)中壓缸、以及在中壓缸和低壓缸之間增設(shè)閥門和管道來實現(xiàn)兩個壓力等級的雙抽，從而滿足大容量高參數(shù)的雙調(diào)整抽汽需求，且其并沒有改變原有汽輪機的大體結(jié)構(gòu)，從而不受原有汽輪機自身結(jié)構(gòu)和強度方面的限制，同時還能保證汽輪機在純凝工況下仍符合高效設(shè)計和運行的要求、保證汽輪機的安全運行。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中熱電聯(lián)供雙抽汽輪機的抽汽系統(tǒng)原理圖。

圖2為本發(fā)明中熱電聯(lián)供雙抽汽輪機的抽汽系統(tǒng)原理圖。

圖3為圖2的另一實施例。

元件標號說明

1 高壓缸

2 中壓缸

3 低壓缸

4 第一中壓缸

5 第二中壓缸

6 中低壓缸

7 連接機構(gòu)

8 第一中壓進汽母管

9 第一中壓排汽母管

10 第一調(diào)整抽汽管道

11 第一中壓進汽分管

12 第二中壓進汽母管

13 第二中壓排汽母管

14 第二調(diào)整抽汽管道

15 低壓進汽管道

16 第二中壓進汽分管

17 第一控制閥組

18 第二控制閥組

19 第三控制閥組

20 第四控制閥組

21 第五控制閥組

22 第一汽體壓力傳感器

23 第二汽體壓力傳感器

24 第三汽體壓力傳感器

25 第四汽體壓力傳感器

26 第五汽體壓力傳感器

27 第一發(fā)電機

28 第二發(fā)電機

具體實施方式

以下由特定的具體實施例說明本發(fā)明的實施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點及功效。

須知，本說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本發(fā)明可實施的限定條件，故不具技術(shù)上的實質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本發(fā)明所能產(chǎn)生的功效及所能達成的目的下，均應(yīng)仍落在本發(fā)明所揭示的技術(shù)內(nèi)容得能涵蓋的范圍內(nèi)。同時，本說明書中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”及“一”等的用語，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本發(fā)明可實施的范圍，其相對關(guān)系的改變或調(diào)整，在無實質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當(dāng)亦視為本發(fā)明可實施的范疇。

本發(fā)明提供一種熱電聯(lián)供雙抽汽輪機，如圖2所示，該熱電聯(lián)供雙抽汽輪機包括沿進汽參數(shù)由高至低依次分布的高壓缸1、第一中壓缸4、第二中壓缸5和低壓缸3，所述高壓缸1的進汽口通過高壓進汽管道與鍋爐相連接，所述高壓缸1的排汽口與第一中壓缸4的進汽口之間連接有第一中壓進汽母管8，所述第一中壓缸4的排汽口連接有第一中壓排汽母管9，該第一中壓排汽母管9的端部連接有第一調(diào)整抽汽管道10和第二中壓進汽母管12，所述第二中壓進汽母管12的端部還連接有與第二中壓缸5的進汽口相連接的第一中壓進汽分管11，所述第二中壓缸5的排汽口連接有第二中壓排汽母管13，該第二中壓排汽母管13的端部連接有第二調(diào)整抽汽管道14和與低壓缸3的進汽口相連接的低壓進汽管道15。優(yōu)選地，在圖2 所示的熱電聯(lián)供雙抽汽輪機中，所述第二中壓進汽母管12和第一中壓進汽分管11為一根管道。

上述熱電聯(lián)供雙抽汽輪機中，所述高壓缸1的轉(zhuǎn)子、第一中壓缸4的轉(zhuǎn)子、第二中壓缸5的轉(zhuǎn)子、以及低壓缸3的轉(zhuǎn)子單軸布置并依次連接，即高壓缸1的轉(zhuǎn)子、第一中壓缸4的轉(zhuǎn)子、第二中壓缸5的轉(zhuǎn)子、以及低壓缸3的轉(zhuǎn)子共用一根轉(zhuǎn)子軸，從而構(gòu)成第一轉(zhuǎn)子，該第一轉(zhuǎn)子的輸出端與第一發(fā)電機27相連接。熱電聯(lián)供雙抽汽輪機主要有兩種運行工況，分別為純凝工況和抽汽工況。當(dāng)汽輪機在純凝工況下運行時，所述第一調(diào)整抽汽管道10和第二調(diào)整抽汽管道14均關(guān)閉；此時，蒸汽在汽輪機內(nèi)膨脹做功，帶動第一轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，蒸汽的熱能全部轉(zhuǎn)化為第一轉(zhuǎn)子的機械能，驅(qū)動第一發(fā)電機27發(fā)電；在純凝工況下，汽輪機發(fā)出的電功率最大。當(dāng)汽輪機在抽汽工況下運行時，所述第一調(diào)整抽汽管道10和第二調(diào)整抽汽管道14均打開，第一調(diào)整抽汽管道10為汽輪機的中壓抽汽，第二調(diào)整抽汽管道14為汽輪機的低壓抽汽，故第一調(diào)整抽汽管道10和第二調(diào)整抽汽管道14構(gòu)成熱電聯(lián)供汽輪機的兩個不同壓力等級的雙抽；此時，蒸汽在汽輪機內(nèi)膨脹做功，一部分蒸汽帶動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)為轉(zhuǎn)子的機械能，用于驅(qū)動第一發(fā)電機27，另一部分蒸汽從第一調(diào)整抽汽管道10和第二調(diào)整抽汽管道14處抽出，用于給用戶供熱。因此，該汽輪機實現(xiàn)了熱電聯(lián)供，從而可大大提高汽輪機機組運行的經(jīng)濟性。

另外，本申請是在原有汽輪機的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，通過增設(shè)一個中壓缸、以及在兩個中壓缸和低壓缸之間增設(shè)閥門和管道來實現(xiàn)兩個壓力等級的雙抽，從而滿足大容量高參數(shù)的雙調(diào)整抽汽需求和低成本的需求，且其并沒有改變原有汽輪機的大體結(jié)構(gòu)，從而不受原有汽輪機自身結(jié)構(gòu)和強度方面的限制，還能大大減少對汽輪機純凝工況的影響，以保證汽輪機在純凝工況下仍符合高效設(shè)計和運行的要求、保證汽輪機的安全運行。

進一步地，如圖2所示，所述第二中壓進汽母管12上設(shè)有第一控制閥組17，第一調(diào)整抽汽管道10上設(shè)有沿抽汽方向先后分布的第一汽體壓力傳感器22和第二控制閥組18，所述第一汽體壓力傳感器22用于檢測第二控制閥組18前的蒸汽壓力；所述低壓進汽管道15上設(shè)有第三控制閥組19，第二調(diào)整抽汽管道14上設(shè)有沿抽汽方向先后分布的第二汽體壓力傳感器23和第四控制閥組20，所述第二汽體壓力傳感器23用于檢測第四控制閥組20前的蒸汽壓力。優(yōu)選地，所述第一中壓進汽分管11上還設(shè)有用于檢測第二中壓缸5進汽口壓力的第三汽體壓力傳感器24，沿第二中壓缸5的進汽方向，所述第三汽體壓力傳感器24位于第一控制閥組17的后方；所述低壓進汽管道15上還設(shè)有用于檢測低壓缸3進汽口壓力的第四汽體壓力傳感器25，沿低壓缸3的進汽方向，所述第四汽體壓力傳感器25位于第三控制閥組19 的后方。

當(dāng)?shù)谝徽{(diào)整抽汽管道10投入使用時，控制第一控制閥組17的開度，以控制第二控制閥組18前的蒸汽壓力，當(dāng)?shù)谝黄w壓力傳感器22檢測到第二控制閥組18前的蒸汽壓力滿足第一調(diào)整抽汽的要求時，則第二控制閥組18打開，并調(diào)節(jié)其開度以控制第一調(diào)整抽汽管道10的流量；同時，通過第三汽體壓力傳感器24監(jiān)測第二中壓缸5的進汽口蒸汽壓力，以表征第二中壓缸5的進口流量。

當(dāng)?shù)诙{(diào)整抽汽管道14投入使用時，控制第三控制閥組19的開度，以控制第四控制閥組20前的蒸汽壓力，當(dāng)?shù)诙w壓力傳感器23檢測到第四控制閥組20前的蒸汽壓力滿足第二調(diào)整抽汽的要求時，則第四控制閥組20打開，并調(diào)節(jié)其開度以控制第二調(diào)整抽汽管道14的流量；同時，通過第四汽體壓力傳感器25監(jiān)測低壓缸3的進汽口蒸汽壓力，以表征低壓缸3的進口流量。

進一步地，本申請涉及的熱電聯(lián)供雙抽汽輪機還可以增設(shè)一個中低壓缸6，此時，汽輪機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3所示，所述第二中壓進汽母管12的端部還連接有與中低壓缸6的進汽口相連接的第二中壓進汽分管16，所述第二中壓進汽分管16上設(shè)有沿中低壓缸6的進汽方向依次先后分布的第五控制閥組21和第五汽體壓力傳感器26，所述第五汽體壓力傳感器26用于檢測中低壓缸6的進汽口壓力，以表征中低壓缸6的進口流量。通過在汽輪機機組中增設(shè)一個中低壓缸6可進一步提高機組的經(jīng)濟運行性，適應(yīng)熱負荷的變化，提高蒸汽利用率，減少能源浪費。

所述中低壓缸6的轉(zhuǎn)子為第二轉(zhuǎn)子，當(dāng)增設(shè)中低壓缸6時，第二轉(zhuǎn)子和第一轉(zhuǎn)子可通過連接機構(gòu)7相連接。本實施例中，連接機構(gòu)7有三種形式：1、剛性連接；2、斷開的結(jié)構(gòu)，即分軸不連接；3、自同步離合器，可實現(xiàn)第一轉(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn)子之間在線解列和同步。具體說，當(dāng)?shù)谝晦D(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn)子剛性連接時，第一轉(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn)子共用一根轉(zhuǎn)子軸，第一發(fā)電機27連接在該轉(zhuǎn)子軸的端部，第一轉(zhuǎn)子的機械能和第二轉(zhuǎn)子的機械能都驅(qū)動第一發(fā)電機27，從而為電網(wǎng)供電。在剛性連接的情況下，第一中壓缸4的排汽應(yīng)優(yōu)先滿足中低壓缸6的設(shè)計流量(即最小進汽量)；之后，第一中壓缸4的排汽再滿足第一調(diào)整抽汽管道10的中壓抽汽量需求。

當(dāng)?shù)谝晦D(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn)子分軸設(shè)置時，第一轉(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn)子分別用兩根轉(zhuǎn)子軸，第一轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子軸端部連接第一發(fā)電機27，第二轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子軸端部連接第二電機，故第一轉(zhuǎn)子的機械能驅(qū)動第一發(fā)電機27，第二轉(zhuǎn)子的機械能驅(qū)動第二發(fā)電機28，第一發(fā)電機27和第二發(fā)電機28共同為電網(wǎng)供電。在斷開連接的情況下，第一中壓缸4的排汽應(yīng)優(yōu)先滿足第一調(diào)整抽汽管道10的中壓抽汽量需求，當(dāng)中壓抽汽量需求大于中低壓缸6的設(shè)計流量時，可將第五控制閥 組21關(guān)閉，中低壓缸6脫開；當(dāng)中壓抽汽量需求小于中低壓缸6的設(shè)計流量時，可將第五控制閥組21重新打開，中低壓缸6重新同步運行，從而可提高汽輪機機組在抽汽工況下的運行經(jīng)濟性，保持低壓缸3有較高的效率。

當(dāng)?shù)谝晦D(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn)子通過自同步離合器連接時，自同步離合器可實現(xiàn)第一轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子軸與第二轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子軸在線解列或同步，汽輪機機組的輸出端僅連接第一發(fā)電機27。第一中壓缸4的排汽仍是優(yōu)先滿足第一調(diào)整抽汽管道10的中壓抽汽量需求，當(dāng)中壓抽汽量需求大于中低壓缸6的設(shè)計流量時，可將第五控制閥組21關(guān)閉，同時自同步離合器使第一轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子軸與第二轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子軸在線解列，從而使中低壓缸6脫開；當(dāng)中壓抽汽量需求小于中低壓缸6的設(shè)計流量時，可將第五控制閥組21重新打開，同時自同步離合器使第一轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子軸與第二轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子軸同步，從而使中低壓缸6重新同步運行，進而提高汽輪機機組在抽汽工況下的運行經(jīng)濟性，保持低壓缸3有較高的效率，第一轉(zhuǎn)子的機械能和第二轉(zhuǎn)子的機械能都驅(qū)動第一發(fā)電機27，為電網(wǎng)供電。

進一步地，所述第一中壓缸4和第二中壓缸5為合缸反流結(jié)構(gòu)，即第一中壓缸4的缸體和第二中壓缸5的缸體為一體結(jié)構(gòu)，或者說第一中壓缸4和第二中壓缸5共用一個缸體，且第一中壓缸4的進汽口和第二中壓缸5的進汽口分別設(shè)在第一中壓缸4與第二中壓缸5連接處的兩側(cè)，從而可減少第一中壓缸4和第二中壓缸5的占用空間，以減少汽輪機機組的整體占用體積和跨距，降低成本。另外，所述低壓缸3可以為一個，也可以為多個；當(dāng)有多個低壓缸3時，則所述低壓進汽管道15與多個低壓缸3的進汽口相連接；所述低壓缸3也可是單流，即一個排汽，也可是雙流，即兩個排汽。

綜上所述，本申請涉及的熱電聯(lián)供雙抽汽輪機具有以下有益效果：

1、在不改變原有汽輪機主結(jié)構(gòu)的前提下，通過在多個汽缸之間增設(shè)一些閥門和管道來實現(xiàn)汽輪機的熱電聯(lián)供和雙抽，從而節(jié)約成本，且還不受汽輪機結(jié)構(gòu)和強度方面的限制，同時保證汽輪機在純凝工況下的高效設(shè)計和運行；

2、當(dāng)用戶熱負荷變化較大時，可對汽輪機的運行汽缸個數(shù)進行管理，盡可能地提升運行效率；

3、該汽輪機機組的雙抽汽方式在設(shè)計難度上相對降低，抽汽運行時更為可靠，適應(yīng)大容量、高參數(shù)機組的要求，方便汽輪機的運行、維護和檢修；

4、通過調(diào)節(jié)第一控制閥組17、第二控制閥組18、第三控制閥組19、第四控制閥組20和第五控制閥組21的開度，實現(xiàn)兩段調(diào)整抽汽，以滿足汽輪機在抽汽工況的運行條件。

所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點而具高度產(chǎn)業(yè)利用價值。

上述實施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。