【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種高低位布置的汽輪發電機系統，屬于火力發電領域。
技術介紹
1、近年來，一方面，隨著蒸汽參數及再熱次數的提高，高溫高壓蒸汽管道的長度相對長，投資大，且帶來管道壓損和散熱損失，影響機組經濟性。而另一方面，隨著風能、太陽能等新能源不斷發展，火電已經轉變為支撐性及調節性能源，為了保證電網的安全供電和電能質量，燃煤火電機組不得不擔當起調峰的主力，且大型火電機組經常性的處于較低負荷工況運行已為常態。
2、一般汽輪機在設計工況下，汽輪機的通流能保持最佳效率，而一旦偏離設計工況，例如夏季工況，由于循環水溫度高，機組背壓高，低壓缸排汽的體積流量顯著下降，導致余速損失上升。尤其是機組又處于低負荷運行工況，則實際低壓缸排汽的體積流量相對設計工況來說嚴重偏少，從而導致低壓缸的排汽余速損失相對大幅上升，效率顯著下降。同樣的，在冬季工況，往往機組高負荷運行時，低壓缸的排汽面積又不足，引起背壓阻塞問題，導致低壓缸有效焓降不足，從而影響機組的經濟性。
3、現有大型火力發電汽輪機的設計，往往為兼顧全年的平均性能，其設計工況均是按照平均的背壓來進行設計，而偏離設計工況的夏季和冬季也就不得不犧牲一定經濟性，否則，若按冬季工況設計，則會導致夏季工況運行更加嚴重偏離最佳工況，效率更低；同理，若按夏季工況設計，則低壓缸到冬季工況就會嚴重阻塞，嚴重影響低背壓的有效利用。
4、目前，現有大型機組配置的低壓缸一般為1～3個，機組容量越大或設計背壓越低，低壓缸的數量也會越多，這是由于受制于現有低壓缸末級葉片長度，為增加低壓缸排
5、考慮到上述現有汽輪機設計，為確保設計工況的最優而難以兼顧其它工況，例如夏季機組低負荷運行工況或冬季機組高負荷運行工況，以及采用常規的軸系布置所帶來的差脹過大等問題。本領域的技術人員致力于開發一種汽輪機系統，在可縮短高溫高壓蒸汽管道，降低管道投資及壓損，從而提高機組經濟性同時，還可實現控制低壓缸動靜之間的間隙，并實現在冬季機組滿負荷工況能保持較低的阻塞背壓，而在夏季機組低負荷運行工況時，又能保持較高的運行效率，實現全季節、全負荷運行工況的最優，達到節能降耗的目的。此外，還能兼顧靈活供暖需求。
技術實現思路
1、為實現上述目的，本專利技術提供了一種高低位布置的汽輪機系統，所述系統至少包括高位軸系上的高壓缸、中壓缸和發電機，及低位軸系上的低壓缸和發電機，以及凝汽器；及連接高位軸系上的中壓缸排汽端與低壓缸進汽端的聯通管，以及布置在低壓缸進汽端上的閥門，其特征在于，所述高位軸系布置在靠近過熱器、再熱器的進、出口聯箱的標高位置，所述低壓缸進汽端上的閥門布置在靠近所述低壓缸入口處，所述高位軸系上的高壓缸的排汽經過一次再熱后進入所述中壓缸，所述中壓缸的排汽通過所述低壓缸進汽端上的閥門進入所述低壓缸，所述低壓缸的排汽進入所述凝汽器。
2、所述低壓缸進汽端上的閥門可用于調整進入所述低壓缸的進汽，從而實現低位軸系的投運和切除功能，具體地，可根據機組負荷、季節情況來投切低位軸系上的低壓缸，例如，夏季低負荷時，則切除低位軸系上的低壓缸及發電機，反之，冬季高負荷時，則投運低位軸系上的低壓缸及發電機。
3、進一步地，其特征在于，所述高位軸系的中壓缸分為中壓一缸、中壓二缸，所述高位軸系上的高壓缸的排汽經過一次再熱后進入所述中壓一缸，所述中壓一缸的排汽經過二次再熱后進入所述中壓二缸，所述中壓二缸通過所述低壓缸進汽端上的閥門進入所述低壓缸。
4、所述低位軸系的低壓缸可為一個或多個；所述低壓缸排汽進凝汽器。
5、所述低位軸系上多個低壓缸之間設置離合器，當夏季工況或/與低負荷工況時，可將低位軸系其中一個低壓缸利用離合器完全切斷，避免了低壓缸的鼓風損失。
6、進一步地，其特征在于，所述高位軸系上的中壓缸或者中壓二缸的排汽且靠近在低壓缸進汽端的閥門(稱之為低壓缸進汽閥)前，引出一路管道并通過一個供暖閥門進入供暖換熱站，所述供暖閥門布置在靠近引出的三通位置。通過該供暖閥門以及低壓缸進汽端上的閥門，可實現較靈活的供暖用汽調整，即控制供暖季節的進汽量和維持供暖蒸汽壓力的調節，進而實現全季節、全負荷運行工況的最優，達到節能降耗的目的。
7、需說明的是，而所述供暖閥門布置在靠近引出的三通位置并靠近低壓缸進汽閥前，好處在于，一方面，當出現低壓缸完全被切除時，此時中壓缸或中壓二缸排汽全部進入供暖換熱站，可避免出現管道不流通的“盲段”，保持低壓缸進汽管道的熱備用狀態，另一方面，減少高位機軸系至供暖換汽站之間的有害容積，避免供暖換熱站倒汽至高位機軸系。
8、本專利技術所述的一種高低位布置的汽機優化配置系統可以獲得以下技術效果：
9、1、本專利技術的技術方案，由于高位軸系布置在靠近過熱器、再熱器的進、出口聯箱的標高位置，因此可實現主蒸汽管道、一次冷再管道、一次熱再管道(對于二次再熱機組，還包括二次冷再管道、二次熱再管道)大幅縮短，有效降低管道投資，同時降低了管道壓損和散熱損失，從而提高機組經濟性。此外，對于處于兩次再熱機組來說，尤其是本身低背壓需設置3個低壓缸的機組而言，該方案可實現單根軸系的汽缸數量減少，汽缸與轉子間的相對膨脹之差(簡稱脹差)相對較小，即低壓缸動靜之間的間隙可相對做得更小，因此可獲得更高的汽缸效率，并且軸系短也有利于整個廠房的跨距布置，對于高位軸系高位布置而言，高位軸系本身汽缸的重量及長度直接影響廠房的投資，因而，控制高位軸系的長度及重量，可總體控制廠房的投資。
10、3、由于低位軸系的低壓缸及發電機，可根據機組負荷、季節(或者背壓)變化，通過所述聯通管上的閥門來控制投運或切除低位軸系，因此既可實現機組冬季高負荷工況保持較低的阻塞背壓，又可在夏季機組低負荷運行工況時，能相對降低運行中的低壓缸的余速損失，從而實現全季節、全負荷運行工況的最優，達到節能降耗的目的。
11、4、本專利技術的技術發案，通過在高位軸系中壓缸(或者中壓二缸)的排汽至低位軸系的低壓缸進汽口，再設置至供暖換熱站的用汽，并在至供暖換熱站進汽管道設置調整用的閥門，通過該調整閥門以及低位軸系上的低壓缸入口進汽閥門，可實現較靈活的供暖用汽調整，相對常規單根軸系直接采用中壓缸排汽作為供暖換熱站的用汽，而又無法實現切除低壓缸的方式而言，當機組負荷降低或供暖用汽量增大時，常規方式只能是通過低壓缸進汽端的調節閥來“憋壓”來滿足供暖用汽需求，因而節流損失較大，對整個機組經濟性影響較大，而本專利技術技術方案，通過低壓缸入口進汽閥門及離合器的配合，可實現單個低壓缸或者兩個低壓缸的切除，從而實現機組經濟性最優。
12、以下將結合附圖對本專利技術的構思、具體結構及產生的技術效果作進一步說明，以充分地了解本專利技術的目的、特征本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種高低位布置的汽輪發電機系統，其特征在于，所述系統至少包括高位軸系上的高壓缸、中壓缸和發電機，及低位軸系上的低壓缸和發電機，以及凝汽器；及連接高位軸系上的中壓缸排汽端與低壓缸進汽端的聯通管，以及布置在低壓缸進汽端上的閥門，其特征在于，所述高位軸系布置在靠近過熱器、再熱器的進、出口聯箱的標高位置，所述高位軸系上的高壓缸的排汽經過一次再熱后進入所述中壓缸，所述中壓缸的排汽通過所述低壓缸進汽端上的閥門進入所述低壓缸，所述低壓缸的排汽進入所述凝汽器。
2.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述高位軸系的中壓缸分為中壓一缸、中壓二缸，所述高位軸系上的高壓缸的排汽經過一次再熱后進入所述中壓一缸，所述中壓一缸的排汽經過二次再熱后進入所述中壓二缸，所述中壓二缸通過所述低壓缸進汽端的閥門進入所述低壓缸。
3.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述低壓缸為一個，所述高位軸系上中壓缸排汽且靠近在所述低壓缸進汽端的閥門前，引出一路管道并通過一個供暖閥門進入供暖換熱站，所述供暖閥門布置在靠近引出的三通位置。
4.如權利要求2所述的系統，其特征在于，所述低壓缸為
5.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述低壓缸為多個，所述多個低壓缸之間設置離合器。
6.如權利要求2所述的系統，其特征在于，所述低壓缸為多個，所述多個低壓缸之間設置離合器。
7.如權利要求5所述的系統，其特征在于，所述高位軸系上的中壓缸的排汽且靠近在所述低壓缸進汽端的閥門前，引出一路管道并通過一個供暖閥門進入供暖換熱站，所述供暖閥門布置在靠近引出的三通位置。
8.如權利要求6所述的系統，其特征在于，所述高位軸系上的中壓二缸的排汽且靠近在所述低壓缸進汽端的閥門前，引出一路管道并通過一個供暖閥門進入供暖換熱站，所述供暖閥門布置在靠近引出的三通位置。
...【技術特征摘要】
1.一種高低位布置的汽輪發電機系統，其特征在于，所述系統至少包括高位軸系上的高壓缸、中壓缸和發電機，及低位軸系上的低壓缸和發電機，以及凝汽器；及連接高位軸系上的中壓缸排汽端與低壓缸進汽端的聯通管，以及布置在低壓缸進汽端上的閥門，其特征在于，所述高位軸系布置在靠近過熱器、再熱器的進、出口聯箱的標高位置，所述高位軸系上的高壓缸的排汽經過一次再熱后進入所述中壓缸，所述中壓缸的排汽通過所述低壓缸進汽端上的閥門進入所述低壓缸，所述低壓缸的排汽進入所述凝汽器。
2.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述高位軸系的中壓缸分為中壓一缸、中壓二缸，所述高位軸系上的高壓缸的排汽經過一次再熱后進入所述中壓一缸，所述中壓一缸的排汽經過二次再熱后進入所述中壓二缸，所述中壓二缸通過所述低壓缸進汽端的閥門進入所述低壓缸。
3.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述低壓缸為一個，所述高位軸系上中壓缸排汽且靠近在所述低壓缸進汽端的閥門前，引出一路管道并通過一個供暖閥門進...
【專利技術屬性】
技術研發人員：馮偉忠，
申請(專利權)人：上海申能電力科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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