專利名稱：一種新型供熱汽輪機(jī)系統(tǒng)及其調(diào)節(jié)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于熱電技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種新型供熱汽輪機(jī)系統(tǒng)及其調(diào)節(jié)方法。
背景技術(shù)：
低真空供熱由來已久，在熱電聯(lián)產(chǎn)各種形式中，低真空供熱的節(jié)能優(yōu)勢(shì)最為突出，能夠真正實(shí)現(xiàn)能源的梯級(jí)利用。但是低真空供熱的汽輪機(jī)需要滿足如下要求在供熱期要進(jìn)行供熱，汽輪機(jī)低真空運(yùn)行，在非供熱期純凝發(fā)電，其背壓調(diào)節(jié)能力要求范圍較大。這對(duì)于100MW及以下的小機(jī)組來說，由于其蒸汽流量較小，末級(jí)葉片較短，背壓調(diào)節(jié)范圍可以基本滿足上述要求，而對(duì)于200麗及以上機(jī)組，其蒸汽流量較大，末級(jí)葉片較長(zhǎng)，運(yùn)行中背壓如果調(diào)高，不僅帶來效率的大幅下降，更重要的是會(huì)使得末級(jí)產(chǎn)生負(fù)反動(dòng)度，低壓缸超溫，葉片振顫，危及機(jī)組安全。 另一方面，從技術(shù)發(fā)展來看，由于SSS離合器的發(fā)明，可在線切換的汽輪機(jī)聯(lián)軸器已獲得突破，可實(shí)現(xiàn)汽輪機(jī)缸體的在線切換，這對(duì)于汽輪機(jī)的控制是一項(xiàng)重大進(jìn)步。另外，雙向聯(lián)接發(fā)電機(jī)業(yè)已問世。這些對(duì)于本專利起到了有力的支撐作用。綜上，為實(shí)現(xiàn)大容量機(jī)組供暖期低真空運(yùn)行，同時(shí)實(shí)現(xiàn)非供熱期純凝運(yùn)行，充分發(fā)揮以低真空供熱為核心的熱電聯(lián)產(chǎn)節(jié)能優(yōu)勢(shì)，需要一種在保證供熱量的前提下，盡量降低供熱熱能的品位以回收動(dòng)力的節(jié)能裝置和節(jié)能方法，這是解決熱電聯(lián)產(chǎn)供熱節(jié)能的關(guān)鍵問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決背景技術(shù)中所述的在保證供熱量的前提下，盡量降低所供熱能的品位以回收動(dòng)力的節(jié)能裝置和節(jié)能方法，解決熱電聯(lián)產(chǎn)供熱節(jié)能的關(guān)鍵問題，實(shí)現(xiàn)供熱汽輪機(jī)供暖期低真空運(yùn)行，非供暖期純凝運(yùn)行，提供一種新型供熱汽輪機(jī)系統(tǒng)及其調(diào)節(jié)方法，其技術(shù)方案為新型供熱汽輪機(jī)系統(tǒng)由新型供熱汽輪發(fā)電機(jī)組以及電廠冷端和供熱負(fù)荷耦合調(diào)節(jié)系統(tǒng)構(gòu)成，所述新型供熱汽輪發(fā)電機(jī)組中，汽輪機(jī)高壓缸I、汽輪機(jī)中壓缸2、發(fā)電機(jī)3、汽輪機(jī)I號(hào)低壓缸5和汽輪機(jī)II號(hào)低壓缸11同軸布置；發(fā)電機(jī)3置于汽輪機(jī)I號(hào)低壓缸5與汽輪機(jī)中壓缸2之間,汽輪機(jī)中壓缸2的軸與發(fā)電機(jī)3軸的一端連接,發(fā)電機(jī)3軸的另一端用SSS離合器I 4與汽輪機(jī)I號(hào)低壓缸5的軸連接，SSS離合器I 4的輸入側(cè)與汽輪機(jī)I號(hào)低壓缸5的軸連接,SSS離合器I 4的輸出側(cè)與所述發(fā)電機(jī)3軸的另一端連接,汽輪機(jī)高壓缸I的軸用SSS離合器II 12與汽輪機(jī)II號(hào)低壓缸11的軸連接,SSS離合器II 12的輸入側(cè)與汽輪機(jī)II號(hào)低壓缸11的軸連接，SSS離合器II 12的輸出側(cè)與汽輪機(jī)高壓缸I的軸連接；或者，發(fā)電機(jī)3置于汽輪機(jī)II號(hào)低壓缸11與汽輪機(jī)高壓缸I之間，所述發(fā)電機(jī)3軸的一端用SSS離合器II 12與II號(hào)汽輪機(jī)低壓缸11的軸連接，SSS離合器II 12的輸入側(cè)與汽輪機(jī)II號(hào)低壓缸11的軸連接，SSS離合器II 12的輸出側(cè)與所述發(fā)電機(jī)3軸的一端連接，汽輪機(jī)高壓缸I的軸與所述發(fā)電機(jī)3軸的另一端連接，汽輪機(jī)中壓缸2的軸用SSS離合器
I4與汽輪機(jī)I號(hào)低壓缸5的軸連接，SSS離合器I 4的輸入側(cè)與汽輪機(jī)I號(hào)低壓缸5的軸連接，SSS離合器I 4的輸出側(cè)與汽輪機(jī)中壓缸2的軸連接；汽輪機(jī)高壓缸I的高壓缸進(jìn)汽口與鍋爐主蒸汽管13連接，汽輪機(jī)中壓缸2的中壓缸進(jìn)汽口與鍋爐再熱蒸汽熱段管1 4連接，汽輪機(jī)高壓缸I的高壓缸排汽口與鍋爐再熱蒸汽冷段管36連接，中壓缸和I號(hào)低壓缸連通管29將中壓缸排汽口和汽輪機(jī)I號(hào)低壓缸5的I號(hào)低壓缸進(jìn)汽口連接，中壓缸和II號(hào)低壓缸連通管30將中壓缸排汽口和汽輪機(jī)II號(hào)低壓缸11的II號(hào)低壓缸進(jìn)汽口連接，閥門II 19串接在中壓缸和I號(hào)低壓缸連通管29中，閥門I 18串接在中壓缸和II號(hào)低壓缸連通管30中，I號(hào)低壓缸和I號(hào)凝汽器連通管31將I號(hào)低壓缸排汽口和I號(hào)凝汽器6的I號(hào)凝汽器蒸汽入口連接，閥門IV 21串接在I號(hào)低壓缸和I號(hào)凝汽器連通管31中，I號(hào)凝汽器6的I號(hào)凝汽器凝結(jié)水出口與電廠熱力系統(tǒng)凝結(jié)水管15連接，II號(hào)低壓缸和II號(hào)凝汽器連通管32將II號(hào)低壓缸排汽口和II號(hào)凝汽器10的II號(hào)凝汽器蒸汽入口連接，閥門III 20串接在II號(hào)低壓缸和II號(hào)凝汽器連通管32中，II號(hào)凝汽器10的II號(hào)凝汽器凝結(jié)水出口與電廠熱力系統(tǒng)凝結(jié)水管15連接；所述電廠冷端和供熱負(fù)荷耦合調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，I號(hào)凝汽器6的I號(hào)凝汽器冷側(cè)出口通過閥門X 27與熱網(wǎng)供水管16連接，I號(hào)凝汽器6的I號(hào)凝汽器冷側(cè)進(jìn)口通過閥門VDI 25與I號(hào)凝汽器和II號(hào)凝汽器連通管35的一端連接，I號(hào)凝汽器旁路管33的兩端分別與熱網(wǎng)供水管16和I號(hào)凝汽器和II號(hào)凝汽器連通管35的所述一端連接，閥門IX 26串接在I號(hào)凝汽器旁路管33中；11號(hào)凝汽器10的II號(hào)凝汽器冷側(cè)出口通過閥門VII 24與I號(hào)凝汽器和II號(hào)凝汽器連通管35的另一端連接，II號(hào)凝汽器10的II號(hào)凝汽器冷側(cè)進(jìn)口通過閥門
V22與熱網(wǎng)循環(huán)泵9的出口連接，熱網(wǎng)循環(huán)泵9的進(jìn)口與熱網(wǎng)回水管17連接，II號(hào)凝汽器旁路管34的兩端分別與熱網(wǎng)循環(huán)泵9的出口和I號(hào)凝汽器和II號(hào)凝汽器連通管35的所述另一端連接，閥門VI 23串接在II號(hào)凝汽器旁路管34中；循環(huán)水泵7的進(jìn)口與熱網(wǎng)供水管16連接，循環(huán)水泵7的出口通過閥門XI 28與冷卻塔8的冷卻塔進(jìn)水口連接，循環(huán)水泵7和冷卻塔8構(gòu)成串接支路，冷卻塔8的冷卻塔出水口與熱網(wǎng)循環(huán)泵9的出口連接；所述發(fā)電機(jī)3為雙驅(qū)動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)軸的兩端分別通過聯(lián)軸器或SSS離合器與汽輪機(jī)的兩個(gè)缸的軸同軸連接形成一個(gè)主軸；所述汽輪機(jī)I號(hào)低壓缸5為適用于低真空供熱的低壓缸，設(shè)計(jì)背壓為10 60kPa ；所述汽輪機(jī)II號(hào)低壓缸11的設(shè)計(jì)背壓為4 IOkPa ；所述SSS離合器I 4和SSS離合器II 12均為純機(jī)械的裝置，與外部連接的兩端分別為輸入側(cè)和輸出側(cè)，SSS離合器I 4和SSS離合器II 12的功能為，當(dāng)輸入側(cè)的轉(zhuǎn)速傾向超過輸出側(cè)時(shí)，離合器嚙合，輸出側(cè)被驅(qū)動(dòng)，當(dāng)輸入側(cè)轉(zhuǎn)速傾向相對(duì)于輸出側(cè)減少時(shí)，產(chǎn)生反向力矩，離合器脫開。新型供熱汽輪機(jī)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)方法一、在供暖期進(jìn)入非供暖期時(shí)，關(guān)閉閥門II 19、閥門IV 21、閥門VI 23、閥門VDI 25和
閥門X 27，即從蒸汽管路和熱網(wǎng)供水回路切除汽輪機(jī)I號(hào)低壓缸5和I號(hào)凝汽器6，汽輪機(jī)I號(hào)低壓缸5降速,SSS離合器I 4的輸入側(cè)轉(zhuǎn)速低于輸出側(cè)轉(zhuǎn)速,SSS離合器I 4脫離,汽輪機(jī)I號(hào)低壓缸5的軸與所述發(fā)電機(jī)3軸的另一端脫離,汽輪機(jī)I號(hào)低壓缸5停轉(zhuǎn),關(guān)閉閥門II 19和閥門IV 21的同時(shí)，汽輪機(jī)II號(hào)低壓缸11盤車，開啟閥門I 18、閥門III 20、閥門
V22、閥門Vn 24、閥門IX 26和閥門XI 28，關(guān)閉熱網(wǎng)循環(huán)泵9，開啟循環(huán)水泵7，汽輪機(jī)中壓缸2排出的蒸汽排入汽輪機(jī)II號(hào)低壓缸11沖轉(zhuǎn)，經(jīng)過升速、沖臨界、定轉(zhuǎn)速、并網(wǎng)的過程，當(dāng)汽輪機(jī)II號(hào)低壓缸11軸的轉(zhuǎn)速達(dá)到汽輪機(jī)高壓缸I軸的轉(zhuǎn)速時(shí)，SSS離合器II 12嚙合，汽輪機(jī)II號(hào)低壓缸11的軸與汽輪機(jī)高壓缸I的軸和汽輪機(jī)中壓缸2的軸同步運(yùn)轉(zhuǎn)，汽輪機(jī)II號(hào)低壓缸11與汽輪機(jī)高壓缸I和汽輪機(jī)中壓缸2 —起驅(qū)動(dòng)I號(hào)發(fā)電機(jī)I發(fā)電；在非供暖期，汽輪機(jī)II號(hào)低壓缸11的排出蒸汽經(jīng)過閥門III 20進(jìn)入II號(hào)凝汽器10，II號(hào)凝汽器10的凝結(jié)水從II號(hào)凝汽器凝結(jié)水出口流入電廠熱力系統(tǒng)凝結(jié)水管15，II號(hào)凝汽器10的循環(huán)水不進(jìn)入熱網(wǎng)，II號(hào)凝汽器10的循環(huán)水從II號(hào)凝汽器冷側(cè)出口流出經(jīng)I號(hào)凝汽器和II號(hào)凝汽器連通管35和I號(hào)凝汽器旁路管33由循環(huán)水泵7加壓后，經(jīng)開啟的閥門XI 28從冷卻塔進(jìn)水口流入冷卻塔8，在冷卻塔8內(nèi)經(jīng)過冷卻后，冷水從冷卻塔出水口流出經(jīng)過閥門V 22從II號(hào)凝汽器冷側(cè)進(jìn)口進(jìn)入II號(hào)凝汽器10，構(gòu)成II號(hào)凝汽器10的冷卻水循環(huán)，使機(jī)組在非供暖期純凝運(yùn)行； 二、在非供暖期進(jìn)入供暖期時(shí)，關(guān)閉閥門I 18、閥門III 20、閥門V 22、閥門Vn 24
和閥門IX 26，即從蒸汽管路和熱網(wǎng)供水回路切除汽輪機(jī)II號(hào)低壓缸11和II號(hào)凝汽器10，汽輪機(jī)II號(hào)低壓缸11降速，SSS離合器II 12的輸入側(cè)轉(zhuǎn)速低于輸出側(cè)轉(zhuǎn)速,SSS離合器II 12脫離，SSS離合器II 12的軸與汽輪機(jī)高壓缸I的軸脫離，汽輪機(jī)II號(hào)低壓缸11停轉(zhuǎn)，開啟閥門II 19、閥門IV 21、閥門VI 23、閥門VDI 25、閥門X 27和閥門XI 28，開啟循環(huán)水泵7和熱網(wǎng)循環(huán)泵9，汽輪機(jī)中壓缸2排出的蒸汽排入汽輪機(jī)I號(hào)低壓缸5沖轉(zhuǎn)，經(jīng)過升速、沖臨界、定轉(zhuǎn)速、并網(wǎng)的過程，當(dāng)汽輪機(jī)I號(hào)低壓缸5軸的轉(zhuǎn)速達(dá)到發(fā)電機(jī)3軸的轉(zhuǎn)速時(shí)，SSS離合器I 4嚙合，汽輪機(jī)I號(hào)低壓缸5的軸與發(fā)電機(jī)3的軸和汽輪機(jī)中壓缸2的軸同步運(yùn)轉(zhuǎn)，汽輪機(jī)I號(hào)低壓缸5與汽輪機(jī)高壓缸I和汽輪機(jī)中壓缸2 —起驅(qū)動(dòng)I號(hào)發(fā)電機(jī)I發(fā)電，汽輪機(jī)I號(hào)低壓缸5的排出蒸汽經(jīng)過I號(hào)低壓缸和I號(hào)凝汽器連通管31進(jìn)入I號(hào)凝汽器6，I號(hào)凝汽器6的凝結(jié)水從I號(hào)凝汽器凝結(jié)水出口流入電廠熱力系統(tǒng)凝結(jié)水管15 ；汽輪機(jī)I號(hào)低壓缸5的排汽經(jīng)過I號(hào)低壓缸與I號(hào)凝汽器連通管31進(jìn)入I號(hào)凝汽器6，I號(hào)凝汽器6的凝結(jié)水從I號(hào)凝汽器凝結(jié)水出口流入電廠熱力系統(tǒng)凝結(jié)水管15，汽輪機(jī)I號(hào)低壓缸5的設(shè)計(jì)背壓為10 60kPa，在實(shí)現(xiàn)高效、安全發(fā)電的前提下，滿足40 80°C低溫?zé)峋W(wǎng)水對(duì)熱源參數(shù)的要求，汽輪機(jī)I號(hào)低壓缸5排汽進(jìn)入I號(hào)凝汽器6，對(duì)熱網(wǎng)供水進(jìn)行加熱，加熱后的熱網(wǎng)供水從I號(hào)凝汽器冷側(cè)出口進(jìn)入熱網(wǎng)供水管16，熱網(wǎng)供水通過熱網(wǎng)送至居民采暖熱用戶實(shí)施采暖，熱用戶的熱網(wǎng)回水經(jīng)熱網(wǎng)回水管17通過熱網(wǎng)循環(huán)泵9經(jīng)過II號(hào)凝汽器旁路管34和I號(hào)凝汽器和II號(hào)凝汽器連通管35回流到I號(hào)凝汽器6 ;循環(huán)水泵7和冷卻塔8的串接支路從熱網(wǎng)供水管16向熱網(wǎng)輸送的熱網(wǎng)供水中分流的熱水也經(jīng)過II號(hào)凝汽器旁路管34和I號(hào)凝汽器和II號(hào)凝汽器連通管35回流到I號(hào)凝汽器6，使機(jī)組在供暖期低真空運(yùn)行；在供暖期，由于氣溫變化，造成熱負(fù)荷變化時(shí)，按如下三種方法中的一種相應(yīng)調(diào)整加裝新型供熱汽輪機(jī)的低品位供熱系統(tǒng)A.采用熱網(wǎng)量調(diào)節(jié)，用調(diào)整循環(huán)水泵7轉(zhuǎn)速和閥門28開度來調(diào)節(jié)循環(huán)水泵7和冷卻塔8的串接支路從熱網(wǎng)供水管16向熱網(wǎng)輸送的熱網(wǎng)供水中分流的熱水流量，實(shí)現(xiàn)熱網(wǎng)水流量的調(diào)整，并通過調(diào)整冷卻塔8冷卻塔出水口的水溫，使I號(hào)凝汽器6的I號(hào)凝汽器冷側(cè)進(jìn)口的冷水溫度恒定，I號(hào)凝汽器冷側(cè)出口的熱水溫度也恒定，實(shí)現(xiàn)熱網(wǎng)量調(diào)節(jié)；B.采用熱網(wǎng)質(zhì)調(diào)節(jié)，循環(huán)水泵7轉(zhuǎn)速和閥門28開度不變，循環(huán)水泵7和冷卻塔8的串接支路從熱網(wǎng)供水管16向熱網(wǎng)輸送的熱網(wǎng)供水中分流的熱水流量不變，熱網(wǎng)水流量不變，只調(diào)整冷卻塔8冷卻塔出水口的水溫，使得進(jìn)入I號(hào)凝汽器6的I號(hào)凝汽器冷側(cè)進(jìn)口的冷水溫度降低或升高，從而使得I號(hào)凝汽器冷側(cè)出口的熱水溫度也降低或升高，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)熱網(wǎng)供水溫度的改變，此時(shí)，由于I號(hào)凝汽器冷側(cè)出口的熱水溫度降低或升高，汽輪機(jī)I號(hào)低壓缸5的背壓降低或升高，發(fā)電機(jī)3的發(fā)電功率也相應(yīng)增加或降低，熱網(wǎng)側(cè)則實(shí)現(xiàn)了熱網(wǎng)質(zhì)調(diào)節(jié)；C.采樣熱網(wǎng)質(zhì)和量互調(diào)，調(diào)整循環(huán)水泵7轉(zhuǎn)速和閥門28開度來調(diào)節(jié)循環(huán)水泵7和冷卻塔8的串接支路從熱網(wǎng)供水管16向熱網(wǎng)輸送的熱網(wǎng)供水中分流的熱水流量，同時(shí)調(diào)整冷卻塔8冷卻塔出水口的水溫，使得I號(hào)凝汽器6的I號(hào)凝汽器冷側(cè)進(jìn)口的冷水溫度、熱網(wǎng)供水溫度和熱網(wǎng)水流量同時(shí)改變，實(shí)現(xiàn)熱網(wǎng)質(zhì)和量互調(diào)。·
本發(fā)明的裝置為新型供熱汽輪機(jī)系統(tǒng)，其中新型供熱汽輪發(fā)電機(jī)組包括汽輪機(jī)高壓缸I、汽輪機(jī)中壓缸2、發(fā)電機(jī)3、汽輪機(jī)I號(hào)低壓缸5和汽輪機(jī)II號(hào)低壓缸11，兩個(gè)低壓缸分別配置一個(gè)凝汽器。兩個(gè)低壓缸具有不同的設(shè)計(jì)背壓，汽輪機(jī)II號(hào)低壓缸11設(shè)計(jì)背壓4 IOkPa,而汽輪機(jī)I號(hào)低壓缸5設(shè)計(jì)成適用于低真空供熱的低壓缸，其設(shè)計(jì)背壓較高，為10 60kPa，滿足安全、高效的要求。在非供暖期，汽輪機(jī)I號(hào)低壓缸5停用，汽輪機(jī)II號(hào)低壓缸11投用，汽輪機(jī)II號(hào)低壓缸11與汽輪機(jī)高壓缸I和汽輪機(jī)中壓缸2 —起驅(qū)動(dòng)I號(hào)發(fā)電機(jī)I發(fā)電，機(jī)組純凝運(yùn)行，通過并接在II號(hào)凝汽器冷側(cè)出口和II號(hào)凝汽器冷側(cè)進(jìn)口的循環(huán)水泵7和冷卻塔8的串接支路完成電廠冷端冷凝的任務(wù)。在供暖期，汽輪機(jī)II號(hào)低壓缸11停用，汽輪機(jī)I號(hào)低壓缸5投用，機(jī)組低真空運(yùn)行，新型供熱汽輪發(fā)電機(jī)組通過I號(hào)凝汽器6對(duì)熱網(wǎng)水進(jìn)行加熱，I號(hào)凝汽器6輸出的熱網(wǎng)供水通過熱網(wǎng)輸送至熱用戶，進(jìn)入散熱器，實(shí)施采暖，在凝汽器和熱網(wǎng)之間利用冷卻塔調(diào)節(jié)熱網(wǎng)水的流量或溫度，同時(shí)完成電廠冷端冷凝的任務(wù)。新型供熱汽輪發(fā)電機(jī)組中，汽輪機(jī)高壓缸I、汽輪機(jī)中壓缸2、發(fā)電機(jī)3、汽輪機(jī)I號(hào)低壓缸5和汽輪機(jī)II號(hào)低壓缸11同軸布置。一種方案為發(fā)電機(jī)3置于汽輪機(jī)I號(hào)低壓缸5與汽輪機(jī)中壓缸2之間,汽輪機(jī)中壓缸2的軸與發(fā)電機(jī)3軸的一端連接,發(fā)電機(jī)3軸的另一端用SSS離合器I 4與汽輪機(jī)I號(hào)低壓缸5的軸連接，汽輪機(jī)高壓缸I的軸用SSS離合器II 12與汽輪機(jī)II號(hào)低壓缸11的軸連接；另一種方案為發(fā)電機(jī)3置于汽輪機(jī)II號(hào)低壓缸11與汽輪機(jī)高壓缸I之間，發(fā)電機(jī)3軸的一端用SSS離合器II 12與II號(hào)汽輪機(jī)低壓缸
11的軸連接，汽輪機(jī)中壓缸2的軸用SSS離合器I 4與汽輪機(jī)I號(hào)低壓缸5的軸連接。汽輪機(jī)I號(hào)低壓缸5的軸和汽輪機(jī)II號(hào)低壓缸11的軸都能利用SSS離合器的在線離合功能，實(shí)現(xiàn)與同軸連接的汽輪機(jī)高壓缸I、汽輪機(jī)中壓缸2和發(fā)電機(jī)3的軸連接或脫離。只要關(guān)閉閥門II 19、閥門IV 21、閥門VI 23、閥門VDI 25和閥門X 27，開啟閥門I 18、閥門III 20、閥門
V22、閥門VII 24、閥門IX 26和閥門XI 28，就能進(jìn)行從供暖期進(jìn)入非供暖期的工況切換；關(guān)閉閥門I 18、閥門III 20、閥門V 22、閥門VII 24和閥門IX 26，開啟閥門II 19、閥門IV 21、閥門VI 23、閥門珊25、閥門X 27和閥門XI 28，就能進(jìn)行從非供暖期進(jìn)入供暖期的工況切換。本發(fā)明的有益效果為，本發(fā)明的新型供熱汽輪機(jī)實(shí)現(xiàn)了供熱期低真空運(yùn)行，非供熱期純凝運(yùn)行，不僅大大減小了冷源損失和不合理參數(shù)抽汽供熱帶來的能量品位浪費(fèi)，而且可使機(jī)組供暖期低真空運(yùn)行，非供暖期純凝運(yùn)行，避免非供暖期發(fā)電量損失，最大程度地實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)整體節(jié)能，是實(shí)施低品位供熱節(jié)能的重大措施。


圖I為第一種方案的新型供熱汽輪機(jī)系統(tǒng)示意圖；圖2為第二種方案的新型供熱汽輪機(jī)系統(tǒng)示意圖。圖中，I—汽輪機(jī)高壓缸，2—汽輪機(jī)中壓缸，3—發(fā)電機(jī)，4 —SSS離合器I，5—汽輪機(jī)I號(hào)低壓缸，6- I號(hào)凝汽器，7-循環(huán)水泵，8-冷卻塔，9-熱網(wǎng)循環(huán)泵，10-II號(hào)凝汽器，11-汽輪機(jī)II號(hào)低壓缸，12--SSS離合器II，13-鍋爐主蒸汽管，14-鍋爐再熱蒸汽熱段管，15-電廠熱力系統(tǒng)凝結(jié)水管，16-熱網(wǎng)供水管，17-熱網(wǎng)回水管，18-閥門I，19—閥門II，20—閥門III，21—閥門IV，22—閥門V，23—閥門VI，24—閥門VL 25—閥門 VDI，26—閥門IX，27—閥門X，28—閥門XI，29—中壓缸和I號(hào)低壓缸連通管，30—中壓缸和II號(hào)低壓缸連通管，31- I號(hào)低壓缸和I號(hào)凝汽器連通管，32- II號(hào)低壓缸和II號(hào)凝汽器連通管，33- I號(hào)凝汽器旁路管，34- II號(hào)凝汽器旁路管，35- I號(hào)凝汽器和II號(hào)凝汽器連通管，36-鍋爐再熱蒸汽冷段管。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及具體實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。新型供熱汽輪機(jī)系統(tǒng)由新型供熱汽輪發(fā)電機(jī)組以及電廠冷端和供熱負(fù)荷耦合調(diào)節(jié)系統(tǒng)構(gòu)成，所述新型供熱汽輪發(fā)電機(jī)組中，汽輪機(jī)高壓缸I、汽輪機(jī)中壓缸2、發(fā)電機(jī)3、汽輪機(jī)I號(hào)低壓缸5和汽輪機(jī)II號(hào)低壓缸11同軸布置。發(fā)電機(jī)3的位置有兩種方案圖I所不為第一種方案實(shí)施例，發(fā)電機(jī)3置于汽輪機(jī)I號(hào)低壓缸5與汽輪機(jī)中壓缸2之間,發(fā)電機(jī)3為雙驅(qū)動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī),汽輪機(jī)中壓缸2的軸與發(fā)電機(jī)3軸的一端連接，發(fā)電機(jī)3軸的另一端用SSS離合器I 4與汽輪機(jī)I號(hào)低壓缸5的軸連接,SSS離合器I 4的輸入側(cè)與汽輪機(jī)I號(hào)低壓缸5的軸連接，SSS離合器I 4的輸出側(cè)與所述發(fā)電機(jī)3軸的另一端連接，汽輪機(jī)高壓缸I的軸用SSS離合器II 12與汽輪機(jī)II號(hào)低壓缸11的軸連接，SSS離合器II 12的輸入側(cè)與汽輪機(jī)II號(hào)低壓缸11的軸連接，SSS離合器II 12的輸出側(cè)與汽輪機(jī)高壓缸I的軸連接；圖2所示為第二種方案實(shí)施例，發(fā)電機(jī)3置于汽輪機(jī)II號(hào)低壓缸11與汽輪機(jī)高壓缸I之間，發(fā)電機(jī)3為雙驅(qū)動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)，所述發(fā)電機(jī)3軸的一端用SSS離合器II 12與II號(hào)汽輪機(jī)低壓缸11的軸連接，SSS離合器II 12的輸入側(cè)與汽輪機(jī)II號(hào)低壓缸11的軸連接，SSS離合器II 12的輸出側(cè)與所述發(fā)電機(jī)3軸的一端連接，汽輪機(jī)高壓缸I的軸與所述發(fā)電機(jī)3軸的另一端連接，汽輪機(jī)中壓缸2的軸用SSS離合器I 4與汽輪機(jī)I號(hào)低壓缸5的軸連接，SSS離合器I 4的輸入側(cè)與汽輪機(jī)I號(hào)低壓缸5的軸連接，SSS離合器I 4的輸出側(cè)與汽輪機(jī)中壓缸2的軸連接。兩種方案中，汽輪機(jī)I號(hào)低壓缸5為適用于低真空供熱的低壓缸，設(shè)計(jì)背壓為10 60kPa，汽輪機(jī)II號(hào)低壓缸11的設(shè)計(jì)背壓為4 IOkPa ;汽輪機(jī)的凝汽系統(tǒng)以及電廠冷端和供熱負(fù)荷耦合調(diào)節(jié)系統(tǒng)都相同。汽輪機(jī)高壓缸I的高壓缸進(jìn)汽口與鍋爐主蒸汽管13連接，汽輪機(jī)中壓缸2的中壓缸進(jìn)汽口與鍋爐再熱蒸汽熱段管14連接，汽輪機(jī)高壓缸I的高壓缸排汽口與鍋爐再熱蒸汽冷段管36連接，中壓缸和I號(hào)低壓缸連通管29將中壓缸排汽口和汽輪機(jī)I號(hào)低壓缸5的I號(hào)低壓缸進(jìn)汽口連接，中壓缸和II號(hào)低壓缸連通管30將中壓缸排汽口和汽輪機(jī)II號(hào)低壓缸11的II號(hào)低壓缸進(jìn)汽口連接，閥門II 19串接在中壓缸和I號(hào)低壓缸連通管29中，閥門I 18串接在中壓缸和II號(hào)低壓缸連通管30中，I號(hào)低壓缸和I號(hào)凝汽器連通管31將I號(hào)低壓缸排汽口和I號(hào)凝汽器6的I號(hào)凝汽器蒸汽入口連接，閥門IV 21串接在I號(hào)低壓缸和I號(hào)凝汽器連通管31中，I號(hào)凝汽器6的I號(hào)凝汽器凝結(jié)水出口與電廠熱力系統(tǒng)凝結(jié)水管15連接，II號(hào)低壓缸和II號(hào)凝汽器連通管32將II號(hào)低壓缸排汽口和II號(hào)凝汽器10的II號(hào)凝汽器蒸汽入口連接，閥門III 20串接在II號(hào)低壓缸和II號(hào)凝汽器連通管32中，II號(hào)凝汽器10的II號(hào)凝汽器凝結(jié)水出口與電廠熱力系統(tǒng)凝結(jié)水管15連接。電廠冷端和供熱負(fù)荷耦合調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，I號(hào)凝汽器6的I號(hào)凝汽器冷側(cè)出口通過閥門X27與熱網(wǎng)供水管16連接，I號(hào)凝汽器6的I號(hào)凝汽器冷側(cè)進(jìn)口通過閥門VDI 25與I號(hào)凝汽器和II號(hào)凝汽器連通管35的一端連接，I號(hào)凝汽器旁路管33的兩端分別與熱網(wǎng)供水管16和I號(hào)凝汽器和II號(hào)凝汽器連通管35的所述一端連接，閥門IX 26串接在I號(hào)凝汽器旁路管33中；11號(hào)凝汽器10的II號(hào)凝汽器冷側(cè)出口通過閥門VII 24與I號(hào)凝汽器和II·號(hào)凝汽器連通管35的另一端連接，II號(hào)凝汽器10的II號(hào)凝汽器冷側(cè)進(jìn)口通過閥門V 22與熱網(wǎng)循環(huán)泵9的出口連接，熱網(wǎng)循環(huán)泵9的進(jìn)口與熱網(wǎng)回水管17連接，II號(hào)凝汽器旁路管34的兩端分別與熱網(wǎng)循環(huán)泵9的出口和I號(hào)凝汽器和II號(hào)凝汽器連通管35的所述另一端連接，閥門VI 23串接在II號(hào)凝汽器旁路管34中。循環(huán)水泵7的進(jìn)口與熱網(wǎng)供水管16連接，循環(huán)水泵7的出口通過閥門XI 28與冷卻塔8的冷卻塔進(jìn)水口連接，循環(huán)水泵7和冷卻塔8構(gòu)成串接支路，冷卻塔8的冷卻塔出水口與熱網(wǎng)循環(huán)泵9的出口連接。新型供熱汽輪機(jī)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)方法一、在供暖期進(jìn)入非供暖期時(shí)，關(guān)閉閥門II 19、閥門IV 21、閥門VI 23、閥門VDI 25和閥門X 27，即從蒸汽管路和熱網(wǎng)供水回路切除汽輪機(jī)I號(hào)低壓缸5和I號(hào)凝汽器6，汽輪機(jī)I號(hào)低壓缸5降速,SSS離合器I 4的輸入側(cè)轉(zhuǎn)速低于輸出側(cè)轉(zhuǎn)速,SSS離合器I 4脫離,汽輪機(jī)I號(hào)低壓缸5的軸與所述發(fā)電機(jī)3軸的另一端脫離,汽輪機(jī)I號(hào)低壓缸5停轉(zhuǎn),關(guān)閉閥門II 19和閥門IV 21的同時(shí)，汽輪機(jī)II號(hào)低壓缸11盤車，開啟閥門I 18、閥門III 20、閥門
V22、閥門Vn 24、閥門IX 26和閥門XI 28，關(guān)閉熱網(wǎng)循環(huán)泵9，開啟循環(huán)水泵7，汽輪機(jī)中壓缸2排出的蒸汽排入汽輪機(jī)II號(hào)低壓缸11沖轉(zhuǎn)，經(jīng)過升速、沖臨界、定轉(zhuǎn)速、并網(wǎng)的過程，當(dāng)汽輪機(jī)II號(hào)低壓缸11軸的轉(zhuǎn)速達(dá)到汽輪機(jī)高壓缸I軸的轉(zhuǎn)速時(shí)，SSS離合器II 12嚙合，汽輪機(jī)II號(hào)低壓缸11的軸與汽輪機(jī)高壓缸I的軸和汽輪機(jī)中壓缸2的軸同步運(yùn)轉(zhuǎn)，汽輪機(jī)II號(hào)低壓缸11與汽輪機(jī)高壓缸I和汽輪機(jī)中壓缸2 —起驅(qū)動(dòng)I號(hào)發(fā)電機(jī)I發(fā)電；在非供暖期，汽輪機(jī)II號(hào)低壓缸11的排出蒸汽經(jīng)過閥門III 20進(jìn)入II號(hào)凝汽器10，II號(hào)凝汽器10的凝結(jié)水從II號(hào)凝汽器凝結(jié)水出口流入電廠熱力系統(tǒng)凝結(jié)水管15，II號(hào)凝汽器10的循環(huán)水不進(jìn)入熱網(wǎng)，II號(hào)凝汽器10的循環(huán)水從II號(hào)凝汽器冷側(cè)出口流出經(jīng)I號(hào)凝汽器和II號(hào)凝汽器連通管35和I號(hào)凝汽器旁路管33由循環(huán)水泵7加壓后，經(jīng)開啟的閥門XI 28從冷卻塔進(jìn)水口流入冷卻塔8，在冷卻塔8內(nèi)經(jīng)過冷卻后，冷水從冷卻塔出水口流出經(jīng)過閥門V 22從II號(hào)凝汽器冷側(cè)進(jìn)口進(jìn)入II號(hào)凝汽器10，構(gòu)成II號(hào)凝汽器10的冷卻水循環(huán)，使機(jī)組在非供暖期純凝運(yùn)行。二、在非供暖期進(jìn)入供暖期時(shí)，關(guān)閉閥門I 18、閥門III 20、閥門V 22、閥門Vn 24
和閥門IX 26，即從蒸汽管路和熱網(wǎng)供水回路切除汽輪機(jī)II號(hào)低壓缸11和II號(hào)凝汽器10，汽輪機(jī)II號(hào)低壓缸11降速，SSS離合器II 12的輸入側(cè)轉(zhuǎn)速低于輸出側(cè)轉(zhuǎn)速,SSS離合器II 12脫離，SSS離合器II 12的軸與汽輪機(jī)高壓缸I的軸脫離，汽輪機(jī)II號(hào)低壓缸11停轉(zhuǎn)，開啟閥門II 19、閥門IV 21、閥門VI 23、閥門VDI 25、閥門X 27和閥門XI 28，開啟循環(huán)水泵7和熱網(wǎng)循環(huán)泵9，汽輪機(jī)中壓缸2排出的蒸汽排入汽輪機(jī)I號(hào)低壓缸5沖轉(zhuǎn)，經(jīng)過升速、沖臨界、定轉(zhuǎn)速、并網(wǎng)的過程，當(dāng)汽輪機(jī)I號(hào)低壓缸5軸的轉(zhuǎn)速達(dá)到發(fā)電機(jī)3軸的轉(zhuǎn)速時(shí)，SSS離合器I 4嚙合，汽輪機(jī)I號(hào)低壓缸5的軸與發(fā)電機(jī)3的軸和汽輪機(jī)中壓缸2的軸同步運(yùn)轉(zhuǎn)，汽輪機(jī)I號(hào)低壓缸5與汽輪機(jī)高壓缸I和汽輪機(jī)中壓缸2 —起驅(qū)動(dòng)I號(hào)發(fā)電機(jī)I發(fā)電，汽輪機(jī)I號(hào)低壓缸5的排出蒸汽經(jīng)過I號(hào)低壓缸和I號(hào)凝汽器連通管31進(jìn)入I號(hào)凝汽器6，I號(hào)凝汽器6的凝結(jié)水從I號(hào)凝汽器凝結(jié)水出口流入電廠熱力系統(tǒng)凝結(jié)水管15。汽輪機(jī)I號(hào)低壓缸5的排汽經(jīng)過I號(hào)低壓缸與I號(hào)凝汽器連通管31進(jìn)入I號(hào)凝汽器6，I號(hào)凝汽器6的凝結(jié)水從I號(hào)凝汽器凝結(jié)水出口流入電廠熱力系統(tǒng)凝結(jié)水管15，汽輪機(jī)I號(hào)低壓缸5的設(shè)計(jì)背壓為10 60kPa，在實(shí)現(xiàn)高效、安全發(fā)電的前提下，滿足40 80°C低溫?zé)峋W(wǎng)水對(duì)熱源參數(shù)的要求，汽輪機(jī)I號(hào)低壓缸5排汽進(jìn)入I號(hào)凝汽器6，對(duì)熱網(wǎng)供水進(jìn)行加熱，加熱后的熱網(wǎng)供水從I號(hào)凝汽器冷側(cè)出口進(jìn)入熱網(wǎng)供水管16直接送至居民采暖熱用戶實(shí)施采暖，熱用戶的熱網(wǎng)回水經(jīng)熱網(wǎng)回水管17通過熱網(wǎng)循環(huán)泵9經(jīng)過II號(hào)凝汽器旁路管34和I號(hào)凝汽器和II號(hào)凝汽器連通管35回流到I號(hào)凝汽器6 ;循環(huán)水泵7和冷卻塔8的串接支路從熱網(wǎng)供水管16向熱網(wǎng)輸送的熱網(wǎng)供水中分流的熱水也經(jīng)過II號(hào)凝汽器旁路管34和I號(hào)凝汽器和II號(hào)凝汽器連通管35回流到I號(hào)凝汽器6，使機(jī)組在供暖期低真空運(yùn)行。在供暖期，由于氣溫變化，造成熱負(fù)荷變化時(shí)，按如下三種方法中的一種相應(yīng)調(diào)整加裝新型供熱汽輪機(jī)的低品位供熱系統(tǒng)A.采用熱網(wǎng)量調(diào)節(jié)，用調(diào)整循環(huán)水泵7轉(zhuǎn)速和閥門28開度來調(diào)節(jié)循環(huán)水泵7和冷卻塔8的串接支路從熱網(wǎng)供水管16向熱網(wǎng)輸送的熱網(wǎng)供水中分流的熱水流量，實(shí)現(xiàn)熱網(wǎng)水流量的調(diào)整，并通過調(diào)整冷卻塔8冷卻塔出水口的水溫，使I號(hào)凝汽器6的I號(hào)凝汽器冷側(cè)進(jìn)口的冷水溫度恒定，I號(hào)凝汽器冷側(cè)出口的熱水溫度也恒定，實(shí)現(xiàn)熱網(wǎng)量調(diào)節(jié)；B.采用熱網(wǎng)質(zhì)調(diào)節(jié)，循環(huán)水泵7轉(zhuǎn)速和閥門28開度不變，循環(huán)水泵7和冷卻塔8的串接支路從熱網(wǎng)供水管16向熱網(wǎng)輸送的熱網(wǎng)供水中分流的熱水流量不變，熱網(wǎng)水流量不變，只調(diào)整冷卻塔8冷卻塔出水口的水溫，使得進(jìn)入I號(hào)凝汽器6的I號(hào)凝汽器冷側(cè)進(jìn)口的冷水溫度降低或升高，從而使得I號(hào)凝汽器冷側(cè)出口的熱水溫度也降低或升高，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)熱網(wǎng)供水溫度的改變，此時(shí)，由于I號(hào)凝汽器冷側(cè)出口的熱水溫度降低或升高，汽輪機(jī)I號(hào)低壓缸5的背壓降低或升高，發(fā)電機(jī)3的發(fā)電功率也相應(yīng)增加或降低，熱網(wǎng)側(cè)則實(shí)現(xiàn)了熱網(wǎng)質(zhì)調(diào)節(jié)；C.采樣熱網(wǎng)質(zhì)和量互調(diào)，調(diào)整循環(huán)水泵7轉(zhuǎn)速和閥門28開度來調(diào)節(jié)循環(huán)水泵7和冷卻塔8的串接支路從熱網(wǎng)供水管16向熱網(wǎng)輸送的熱網(wǎng)供水中分流的熱水流量，同時(shí)調(diào)整冷卻塔8冷卻塔出水口的水溫，使得I號(hào)凝汽器6的I號(hào)凝汽器冷側(cè)進(jìn)口的冷水溫度、熱網(wǎng)供水溫度和熱網(wǎng)水流量同時(shí)改變，實(shí)現(xiàn)熱網(wǎng)質(zhì)和量互調(diào)。
本發(fā)明不僅大大減小了冷源損失和不合理參數(shù)抽汽供熱帶來的能量品位浪費(fèi)，而且可避免由于低品位供熱而造成的非供暖期發(fā)電量損失，實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)整體節(jié)能，適用于實(shí)施300MW及以上的大容量供熱汽輪機(jī)組熱電聯(lián)產(chǎn)供熱。 以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種新型供熱汽輪機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，新型供熱汽輪機(jī)系統(tǒng)由新型供熱汽輪發(fā)電機(jī)組以及電廠冷端和供熱負(fù)荷耦合調(diào)節(jié)系統(tǒng)構(gòu)成，所述新型供熱汽輪發(fā)電機(jī)組中，汽輪機(jī)高壓缸(I)、汽輪機(jī)中壓缸(2)、發(fā)電機(jī)(3)、汽輪機(jī)I號(hào)低壓缸(5)和汽輪機(jī)II號(hào)低壓缸(11)同軸布置；發(fā)電機(jī)(3)置于汽輪機(jī)I號(hào)低壓缸(5)與汽輪機(jī)中壓缸(2)之間,汽輪機(jī)中壓缸(2)的軸與發(fā)電機(jī)(3)軸的一端連接,發(fā)電機(jī)(3)軸的另一端用SSS離合器I (4)與汽輪機(jī)I號(hào)低壓缸(5)的軸連接,SSS離合器I (4)的輸入側(cè)與汽輪機(jī)I號(hào)低壓缸(5)的軸連接，SSS離合器I (4)的輸出側(cè)與所述發(fā)電機(jī)(3)軸的另一端連接，汽輪機(jī)高壓缸(I)的軸用SSS離合器II (12)與汽輪機(jī)II號(hào)低壓缸(11)的軸連接，SSS離合器II (12)的輸入側(cè)與汽輪機(jī)II號(hào)低壓缸(11)的軸連接，SSS離合器II (12 )的輸出側(cè)與汽輪機(jī)高壓缸(I)的軸連接； 或者，發(fā)電機(jī)(3)置于汽輪機(jī)II號(hào)低壓缸(11)與汽輪機(jī)高壓缸(I)之間，所述發(fā)電機(jī)(3)軸的一端用SSS離合器II (12)與II號(hào)汽輪機(jī)低壓缸11的軸連接，SSS離合器II (12)的輸入側(cè)與汽輪機(jī)II號(hào)低壓缸(11)的軸連接，SSS離合器II (12)的輸出側(cè)與所述發(fā)電機(jī)(3)軸的一端連接，汽輪機(jī)高壓缸(I)的軸與所述發(fā)電機(jī)(3)軸的另一端連接，汽輪機(jī)中壓缸(2)的軸用SSS離合器I (4)與汽輪機(jī)I號(hào)低壓缸(5)的軸連接,SSS離合器I (4)的輸入側(cè)與汽輪機(jī)I號(hào)低壓缸(5)的軸連接，SSS離合器I (4)的輸出側(cè)與汽輪機(jī)中壓缸(2)的軸連接； 汽輪機(jī)高壓缸(I)的高壓缸進(jìn)汽口與鍋爐主蒸汽管(13)連接，汽輪機(jī)中壓缸(2)的中壓缸進(jìn)汽口與鍋爐再熱蒸汽熱段管(14)連接，汽輪機(jī)高壓缸(I)的高壓缸排汽口與鍋爐再熱蒸汽冷段管(36)連接，中壓缸和I號(hào)低壓缸連通管(29)將中壓缸排汽口和汽輪機(jī)I號(hào)低壓缸(5)的I號(hào)低壓缸進(jìn)汽口連接，中壓缸和II號(hào)低壓缸連通管(30)將中壓缸排汽口和汽輪機(jī)II號(hào)低壓缸(11)的II號(hào)低壓缸進(jìn)汽口連接，閥門II (19)串接在中壓缸和I號(hào)低壓缸連通管(29)中，閥門I (18)串接在中壓缸和II號(hào)低壓缸連通管(30)中，I號(hào)低壓缸和I號(hào)凝汽器連通管(31)將I號(hào)低壓缸排汽口和I號(hào)凝汽器(6)的I號(hào)凝汽器蒸汽入口連接，閥門IV(21)串接在I號(hào)低壓缸和I號(hào)凝汽器連通管(31)中，I號(hào)凝汽器(6)的I號(hào)凝汽器凝結(jié)水出口與電廠熱力系統(tǒng)凝結(jié)水管(15)連接，II號(hào)低壓缸和II號(hào)凝汽器連通管(32)將II號(hào)低壓缸排汽口和II號(hào)凝汽器(10)的II號(hào)凝汽器蒸汽入口連接，閥門111(20)串接在II號(hào)低壓缸和II號(hào)凝汽器連通管(32)中，II號(hào)凝汽器(10)的II號(hào)凝汽器凝結(jié)水出口與電廠熱力系統(tǒng)凝結(jié)水管(15)連接； 所述電廠冷端和供熱負(fù)荷耦合調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，I號(hào)凝汽器(6)的I號(hào)凝汽器冷側(cè)出口通過閥門X (27)與熱網(wǎng)供水管(16)連接，I號(hào)凝汽器(6)的I號(hào)凝汽器冷側(cè)進(jìn)口通過閥門VDI(25)與I號(hào)凝汽器和II號(hào)凝汽器連通管(35)的一端連接，I號(hào)凝汽器旁路管(33)的兩端分別與熱網(wǎng)供水管(16)和I號(hào)凝汽器和II號(hào)凝汽器連通管(35)的所述一端連接，閥門IX(26)串接在I號(hào)凝汽器旁路管(33)中；II號(hào)凝汽器(10)的II號(hào)凝汽器冷側(cè)出口通過閥門ΥΠ(24)與I號(hào)凝汽器和II號(hào)凝汽器連通管(35)的另一端連接，II號(hào)凝汽器(10)的II號(hào)凝汽器冷側(cè)進(jìn)口通過閥門V (22)與熱網(wǎng)循環(huán)泵(9)的出口連接，熱網(wǎng)循環(huán)泵(9)的進(jìn)口與熱網(wǎng)回水管(17)連接，II號(hào)凝汽器旁路管(34)的兩端分別與熱網(wǎng)循環(huán)泵(9)的出口和I號(hào)凝汽器和II號(hào)凝汽器連通管(35)的所述另一端連接，閥門VK23)串接在II號(hào)凝汽器旁路管(34)中；循環(huán)水泵(7 )的進(jìn)口與熱網(wǎng)供水管(16 )連接，循環(huán)水泵(7 )的出口通過閥門XI (28 )與冷卻塔(8)的冷卻塔進(jìn)水口連接，循環(huán)水泵(7)和冷卻塔(8)構(gòu)成串接支路，冷卻塔(8)的冷卻塔出水口與熱網(wǎng)循環(huán)泵(9)的出口連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種新型供熱汽輪機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)電機(jī)(3)為雙驅(qū)動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)軸的兩端分別通過聯(lián)軸器或SSS離合器與汽輪機(jī)的兩個(gè)缸的軸同軸連接形成一個(gè)主軸。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種新型供熱汽輪機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，所述汽輪機(jī)I號(hào)低壓缸(5)為適用于低真空供熱的低壓缸，設(shè)計(jì)背壓為10 60kPa。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種新型供熱汽輪機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，所述汽輪機(jī)II號(hào)低壓缸(11)的設(shè)計(jì)背壓為4 lOkPa。
5.一種新型供熱汽輪機(jī)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)方法，其特征在于，用如權(quán)利要求2所述的一種新型供熱汽輪機(jī)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)方法為 一、在供暖期進(jìn)入非供暖期時(shí)，關(guān)閉閥門11(19)、閥門1￥(21)、閥門/1(23)、閥門珊(25)和閥門X (27)，即從蒸汽管路和熱網(wǎng)供水回路切除汽輪機(jī)I號(hào)低壓缸(5)和I號(hào)凝汽器(6),汽輪機(jī)I號(hào)低壓缸(5)降速，SSS離合器I (4)的輸入側(cè)轉(zhuǎn)速低于輸出側(cè)轉(zhuǎn)速，SSS離合器1(4)脫離，汽輪機(jī)I號(hào)低壓缸(5)的軸與所述發(fā)電機(jī)(3)軸的另一端脫離，汽輪機(jī)I號(hào)低壓缸(5)停轉(zhuǎn),關(guān)閉閥門II (19)和閥門IV (21)的同時(shí),汽輪機(jī)II號(hào)低壓缸(11)盤車，開啟閥門I (18)、閥門III(20)、閥門V (22)、閥門Vn (24)、閥門IX (26)和閥門XI (28)，關(guān)閉熱網(wǎng)循環(huán)泵(9)，開啟循環(huán)水泵(7)，汽輪機(jī)中壓缸(2)排出的蒸汽排入汽輪機(jī)II號(hào)低壓缸(11)沖轉(zhuǎn)，經(jīng)過升速、沖臨界、定轉(zhuǎn)速、并網(wǎng)的過程，當(dāng)汽輪機(jī)II號(hào)低壓缸(11)軸的轉(zhuǎn)速達(dá)到汽輪機(jī)高壓缸(I)軸的轉(zhuǎn)速時(shí)，SSS離合器II (12)哨合,汽輪機(jī)II號(hào)低壓缸(11)的軸與汽輪機(jī)高壓缸(I)的軸和汽輪機(jī)中壓缸(2)的軸同步運(yùn)轉(zhuǎn)，汽輪機(jī)II號(hào)低壓缸(11)與汽輪機(jī)高壓缸(I)和汽輪機(jī)中壓缸(2) —起驅(qū)動(dòng)I號(hào)發(fā)電機(jī)I發(fā)電； 在非供暖期，汽輪機(jī)II號(hào)低壓缸(11)的排出蒸汽經(jīng)過閥門111(20)進(jìn)入II號(hào)凝汽器(10)，II號(hào)凝汽器(10)的凝結(jié)水從II號(hào)凝汽器凝結(jié)水出口流入電廠熱力系統(tǒng)凝結(jié)水管(15)，II號(hào)凝汽器(10)的循環(huán)水不進(jìn)入熱網(wǎng)，II號(hào)凝汽器(10)的循環(huán)水從II號(hào)凝汽器冷側(cè)出口流出經(jīng)I號(hào)凝汽器和II號(hào)凝汽器連通管(35)和I號(hào)凝汽器旁路管(33)由循環(huán)水泵(7)加壓后，經(jīng)開啟的閥門XI (28)從冷卻塔進(jìn)水口流入冷卻塔(8)，在冷卻塔(8)內(nèi)經(jīng)過冷卻后，冷水從冷卻塔出水口流出經(jīng)過閥門V (22)從II號(hào)凝汽器冷側(cè)進(jìn)口進(jìn)入II號(hào)凝汽器(10)，構(gòu)成II號(hào)凝汽器(10)的冷卻水循環(huán)，使機(jī)組在非供暖期純凝運(yùn)行； 二、在非供暖期進(jìn)入供暖期時(shí)，關(guān)閉閥門I(18)、閥門111(20)、閥門V(22)、閥門VII(24)和閥門IX (26)，即從蒸汽管路和熱網(wǎng)供水回路切除汽輪機(jī)II號(hào)低壓缸(11)和II號(hào)凝汽器(10 )，汽輪機(jī)II號(hào)低壓缸(11)降速，SSS離合器II (12 )的輸入側(cè)轉(zhuǎn)速低于輸出側(cè)轉(zhuǎn)速，SSS離合器II (12)脫離，SSS離合器II (12)的軸與汽輪機(jī)高壓缸(I)的軸脫離，汽輪機(jī)II號(hào)低壓缸(11)停轉(zhuǎn)，開啟閥門II (19 )、閥門IV (21)、閥門VI (23 )、閥門VDI (25 )、閥門X (27 )和閥門ΧΚ28)，開啟循環(huán)水泵(7)和熱網(wǎng)循環(huán)泵(9)，汽輪機(jī)中壓缸(2)排出的蒸汽排入汽輪機(jī)I號(hào)低壓缸(5)沖轉(zhuǎn)，經(jīng)過升速、沖臨界、定轉(zhuǎn)速、并網(wǎng)的過程，當(dāng)汽輪機(jī)I號(hào)低壓缸(5)軸的轉(zhuǎn)速達(dá)到發(fā)電機(jī)(3)軸的轉(zhuǎn)速時(shí),SSS離合器I (4)哨合,汽輪機(jī)I號(hào)低壓缸(5)的軸與發(fā)電機(jī)(3)的主軸和汽輪機(jī)中壓缸(2)的軸同步運(yùn)轉(zhuǎn)，汽輪機(jī)I號(hào)低壓缸(5)與汽輪機(jī)高壓缸(I)和汽輪機(jī)中壓缸(2) —起驅(qū)動(dòng)I號(hào)發(fā)電機(jī)I發(fā)電，汽輪機(jī)I號(hào)低壓缸(5)的排出蒸汽經(jīng)過I號(hào)低壓缸和I號(hào)凝汽器連通管(31)進(jìn)入I號(hào)凝汽器(6)，I號(hào)凝汽器(6)的凝結(jié)水從I號(hào)凝汽器凝結(jié)水出口流入電廠熱力系統(tǒng)凝結(jié)水管(15)； 汽輪機(jī)I號(hào)低壓缸(5)的排汽經(jīng)過I號(hào)低壓缸與I號(hào)凝汽器連通管31進(jìn)入I號(hào)凝汽器(6)，I號(hào)凝汽器(6)的凝結(jié)水從I號(hào)凝汽器凝結(jié)水出口流入電廠熱力系統(tǒng)凝結(jié)水管(15)，汽輪機(jī)I號(hào)低壓缸(5)的設(shè)計(jì)背壓為10 60kPa，在實(shí)現(xiàn)高效、安全發(fā)電的前提下，滿足40 80°C低溫?zé)峋W(wǎng)水對(duì)熱源參數(shù)的要求，汽輪機(jī)I號(hào)低壓缸(5)排汽進(jìn)入I號(hào)凝汽器(6)，對(duì)熱網(wǎng)供水進(jìn)行加熱，加熱后的熱網(wǎng)供水從I號(hào)凝汽器冷側(cè)出口進(jìn)入熱網(wǎng)供水管(16)，熱網(wǎng)供水通過熱網(wǎng)送至居民采暖熱用戶實(shí)施采暖，熱用戶的熱網(wǎng)回水經(jīng)熱網(wǎng)回水管(17)通過熱網(wǎng)循環(huán)泵(9)經(jīng)過II號(hào)凝汽器旁路管(34)和I號(hào)凝汽器和II號(hào)凝汽器連通管(35)回流到I號(hào)凝汽器(6);循環(huán)水泵(7)和冷卻塔(8)的串接支路從熱網(wǎng)供水管(16)向熱網(wǎng)輸送的熱網(wǎng)供水中分流的熱水也經(jīng)過II號(hào)凝汽器旁路管(34)和I號(hào)凝汽器和II號(hào)凝汽器連通管(35)回流到I號(hào)凝汽器(6)，使機(jī)組在供暖期低真空運(yùn)行； 在供暖期，由于氣溫變化，造成熱負(fù)荷變化時(shí)，按如下三種方法中的一種相應(yīng)調(diào)整新型供熱汽輪機(jī)系統(tǒng) A.采用熱網(wǎng)量調(diào)節(jié)，用調(diào)整循環(huán)水泵(7)轉(zhuǎn)速和閥門XI (28 )開度來調(diào)節(jié)循環(huán)水泵(7 )和冷卻塔(8)的串接支路從熱網(wǎng)供水管(16)向熱網(wǎng)輸送的熱網(wǎng)供水中分流的熱水流量，實(shí)現(xiàn)熱網(wǎng)水流量的調(diào)整，并通過調(diào)整冷卻塔(8)冷卻塔出水口的水溫，使I號(hào)凝汽器(6)的I號(hào)凝汽器冷側(cè)進(jìn)口的冷水溫度恒定，I號(hào)凝汽器冷側(cè)出口的熱水溫度也恒定，實(shí)現(xiàn)熱網(wǎng)量調(diào)節(jié)； B.采用熱網(wǎng)質(zhì)調(diào)節(jié)，循環(huán)水泵(7)轉(zhuǎn)速和閥門XI (28 )開度不變，循環(huán)水泵(7 )和冷卻塔(8)的串接支路從熱網(wǎng)供水管(16)向熱網(wǎng)輸送的熱網(wǎng)供水中分流的熱水流量不變，熱網(wǎng)水流量不變，只調(diào)整冷卻塔(8)冷卻塔出水口的水溫，使得進(jìn)入I號(hào)凝汽器(6)的I號(hào)凝汽器冷側(cè)進(jìn)口的冷水溫度降低或升高，從而使得I號(hào)凝汽器冷側(cè)出口的熱水溫度也降低或升高，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)熱網(wǎng)供水溫度的改變，此時(shí)，由于I號(hào)凝汽器冷側(cè)出口的熱水溫度降低或升高，汽輪機(jī)I號(hào)低壓缸(5)的背壓降低或升高，發(fā)電機(jī)(3)的發(fā)電功率也相應(yīng)增加或降低，熱網(wǎng)側(cè)則實(shí)現(xiàn)了熱網(wǎng)質(zhì)調(diào)節(jié)； C.采樣熱網(wǎng)質(zhì)和量互調(diào)，調(diào)整循環(huán)水泵(7)轉(zhuǎn)速和閥門XK28)開度來調(diào)節(jié)循環(huán)水泵(7)和冷卻塔(8)的串接支路從熱網(wǎng)供水管(16)向熱網(wǎng)輸送的熱網(wǎng)供水中分流的熱水流 量，調(diào)整冷卻塔(8)冷卻塔出水口的水溫，使得I號(hào)凝汽器(6)的I號(hào)凝汽器冷側(cè)進(jìn)口的冷水溫度、熱網(wǎng)供水溫度和熱網(wǎng)水流量都改變，實(shí)現(xiàn)熱網(wǎng)質(zhì)和量互調(diào)。
全文摘要
本發(fā)明屬于熱電技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種新型供熱汽輪機(jī)系統(tǒng)及其調(diào)節(jié)方法。新型供熱汽輪機(jī)系統(tǒng)由新型供熱汽輪發(fā)電機(jī)組以及電廠冷端和供熱負(fù)荷耦合調(diào)節(jié)系統(tǒng)構(gòu)成，新型供熱汽輪發(fā)電機(jī)組中，汽輪機(jī)高壓缸、汽輪機(jī)中壓缸、發(fā)電機(jī)、汽輪機(jī)Ⅰ號(hào)低壓缸和汽輪機(jī)Ⅱ號(hào)低壓缸同軸布置。在供暖期，機(jī)組低真空運(yùn)行，在實(shí)現(xiàn)高效、安全發(fā)電前提下，能滿足40～80℃低溫?zé)峋W(wǎng)水對(duì)熱源參數(shù)的要求，熱負(fù)荷變化時(shí)利用供熱負(fù)荷耦合調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的冷卻塔實(shí)施調(diào)節(jié)，平衡熱量供需的同時(shí)完成汽輪機(jī)排汽冷凝的任務(wù)；在非供暖期，汽輪機(jī)Ⅱ號(hào)低壓缸參與驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，機(jī)組純凝運(yùn)行，避免機(jī)組非供熱期的功率損失。本發(fā)明適用于300MW及以上的大容量供熱汽輪機(jī)組熱電聯(lián)產(chǎn)供熱。
文檔編號(hào)F01D17/10GK102900478SQ201210376250
公開日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月29日
發(fā)明者宋之平, 楊勇平, 李沛峰, 楊佳霖, 戈志華, 何堅(jiān)忍, 楊志平 申請(qǐng)人:華北電力大學(xué)