一种汽轮机热化汽流一次再热电电联产热力系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种汽轮机热化汽流一次再热电电联产热力系统，根据热力发电厂原理，利用凝汽式汽轮机增容供热节能改造或供热汽轮机的调整抽汽，把火力发电厂汽轮机的内部热化或外部热化汽流经过一次再热以后，作为热化调峰汽轮发电机组的动力汽源，通过阀门的控制和切换，可以在不影响火力发电厂原汽轮机的运行功能的基础上，凝汽式汽轮机实现扩大回热效果的功能，供热机组实现稳定其热化负荷的功能，从而充分挖掘火力发电厂汽轮发电机组的潜能，充分运用汽轮机热化汽流和蒸汽中间再热整合作用提升循环热效率的原理，完善火力发电厂热力循环，达到大规模节能的目的。由此改建或新建的汽轮发电机组，将获得可观的火力发电厂节能减排的综合效益。
【专利说明】一种汽轮机热化汽流一次再热电电联产热力系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种热力发电系统，特别涉及一种汽轮机热化汽流一次再热电电联产热力系统。
【背景技术】
[0002]“十二五”规划对我国电力工业提出了节能和减排两个约束性目标，火电机组在我国未来的能源结构中，仍然占60%以上，随着能源结构优化及环境保护要求的提高，进一步节能减排的要求越来越高、难度越来越大。
[0003]大力发展高效可靠的热电联产和集中供热系统已成为城市节能环保的重要手段。也是传统火力发电厂大规模节能的有效方法，其中将原有的凝汽式机组改为供热机组是实现热电联产和集中供热；供热机组保持合理运行工况，发挥热化汽流潜能是当前需要解决的工程实际问题。但是。由于无论是凝汽式机组改造成供热机组，还是现有供热机组要保持全年总的热经济性，都不同程度受到地区能源结构、气候季节变化、热用户负荷需求变化的影响。
[0004]当前，根据电网电源结构，采用300MW机组热电联产在我国比较适合，但新建大批300MW供热机组需要较大的投资和较长的建设周期，因此，利用国内大量运行的300MW纯凝机组进行供热改造能够满足日益增长的城市民用和地区工业用户的热负荷需求。
[0005]以一台凝汽式300丽火力机组为例，目前火力发电厂300丽机组中低压分缸压力多在0.6-0.9MPa之间，假定供热参数恰好接近于分缸压力，采用在主汽轮机中、低压缸连通管上加装调节阀控制供热抽汽分流。若按增容供热蒸汽200T/h用于热化调峰汽轮机的汽源，可以增加功率50丽，使机组供电煤耗明显下降。考虑到热负荷特性，一般全年供热150天计算，采用本发明热力系统，对于供热机组在非采暖供热期间的215天期间，可以充分利用和发挥热化气流的优势，实现电电联合生产功能，配合终端能源消费电锅炉替代燃煤供热锅炉的政策导向，因此，本发明在火力发电厂节能减排中的经济效益和社会效益十分可观。
【发明内容】
[0006]本发明是针对火力发电厂凝汽式汽轮机增容供热节能改造和供热汽轮机调整抽汽稳定供热负荷的问题，提出了一种汽轮机热化汽流一次再热电电联产热力系统，利用火电厂主汽轮机热化汽流的潜能再次发电，起到了电电联合循环和热电联合循环的综合节能减排的功效。
[0007]本发明的技术方案为:一种汽轮机热化汽流一次再热电电联产热力系统，包括火力发电厂锅炉，过热器，主汽轮机，外置式蒸汽再热器，主发电机，热化调峰汽轮机，热化调峰发电机，凝汽器，凝结水泵，回热加热器组，给水泵，热用户，供热回水泵、调节阀，主发电机由主汽轮机驱动，火力发电厂锅炉的蒸汽，经过过热器引出，进入到主汽轮机做功，做功以后的热化汽流，一部分热化气流经过外置式蒸汽再热器加热后，进入热化调峰汽轮机作为动力汽源，驱动热化调峰发电机，构成电电联产热力系统；另一部分热化汽流经过调节阀，进入热用户，构成热电联产热力系统；热化调峰汽轮机做功后的蒸汽进入凝汽器以后，凝汽器通过凝结水泵将水送入到回热加热器组，热用户通过供热回水泵返回水进入到回热加热器组，回热加热器组的给水通过给水泵，把给水送到火力发电厂锅炉，完成工质的热力循环；其中热化调峰汽轮机与热用户可以并列运行，也可以独立运行。
[0008]所述外置式蒸汽再热器的热源，通过火力发电厂锅炉的烟道引入余热，然后通过另一烟道回到火力发电厂锅炉。
[0009]所述热化调峰汽轮机的汽源可以是自过热器的分支汽流经过外置式蒸汽再热器加热后的一次蒸汽；也可以是主汽轮机抽汽管路经过外置式蒸汽再热器加热后的二次蒸汽；还可以是主汽轮机出汽管路经过再热器的分支汽流经过外置式蒸汽再热器加热后的二次蒸汽。所述一次蒸汽和二次蒸汽可以相互切换以后，作为进入热化调峰汽轮机的汽源。所述热化调峰汽轮机为背压机时，热化调峰汽轮机排汽一部分进入热用户，另一部分进入到锅炉内再热器。
[0010]本发明的有益效果在于:本发明汽轮机热化汽流一次再热电电联产热力系统，运用热力发电厂原理，采用完善火力发电厂大规模节能的有效方法，将原有的凝汽式机组进行增容供热改造，实现电电联产和热电联产供热；若火力发电厂原有机组为供热机组，则本发明技术可以保持其合理的运行工况，发挥机组热化汽流潜能。该技术在热力学方面，使火力发电机组的热力循环更趋完善，使机组热化汽流热负荷更加稳定，在经济性方面，改造后火力发电机组全年的综合技术经济优势更加突出，将会产生巨大的火力发电厂节能减排的综合效益。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为本发明一种汽轮机热化汽流一次再热电电联产热力系统原理示意图；
[0012]图2为本发明一种汽轮机热化汽流一次再热电电联产热力系统结构示意图。
【具体实施方式】
[0013]如图1所示的为本发明一种汽轮机热化汽流一次再热电电联产热力系统原理示意图，包括火力发电厂锅炉1，主汽轮机5、6、7，外置式蒸汽再热器3、热化调峰汽轮机4、调节阀23、回热加热器组9，给水泵15，热用户12，管路30、32、33、34、40、41、42等。
[0014]火力发电厂锅炉I的蒸汽通过管路34、32、30，进入到主汽轮机汽缸5、6、7做功，做功以后的热化汽流通过连通管40分流，其中一部分蒸汽通过管路41进入到外置式蒸汽再热器3加热，加热以后的蒸汽进入到热化调峰汽轮机4做功，该汽流完成电电联合生产功能；另一部分蒸汽经管路42并通过调节阀23的调节进入到热用户12供热，该汽流完成热电联合能量生产；热化调峰汽轮机4做功后的蒸汽进入凝汽器8以后，送入到回热加热器组9，热用户12的生产返回水进入到回热加热器组9，回热加热器组9的给水通过给水泵15，把给水送到火力发电厂锅炉1，完成工质的热力循环，其中热化调峰汽轮机4与热用户12 (热网)可以并列运行，也可以独立运行。
[0015]如图2所示一种汽轮机热化汽流一次再热电电联产热力系统结构示意图，来自火力发电厂锅炉I的蒸汽，经过过热器2引出后，一部分蒸汽通过管路34进入主汽轮机第一汽缸5，做功以后的蒸汽通过管路31，进入第一再热器16加热，加热以后再经过第二再热器17加热，加热以后的蒸汽经过管路32进入到主汽轮机第二汽缸6做功，做功以后的蒸汽由连通管30引入主汽轮机第三汽缸7继续做功，做功以后的蒸汽，经过排气管48进入凝汽器8凝结成水之后，由凝结水泵13升压通过管路47送入回热加热器组9，然后由给水泵15再升压后，通过给水管33送入火力发电厂锅炉I，完成原汽轮发电机组的热力循环。
[0016]来自火力发电厂锅炉I的蒸汽，经过过热器2引出后的另外一部分蒸汽通过管路35，经过隔离阀20进入外置式蒸汽再热器3加热，加热以后的蒸汽依次经过隔离阀53、管路36、隔离阀18、管路28进入热化调峰汽轮机4做功，该蒸汽与来自管路29的汽源会合，由热化调峰汽轮机4的排气管37引出，依次经过管路38、隔离阀25送入凝汽器8 ;来自管路29的热化调峰汽轮机4的汽源，由连通管30的分支汽流经过管路40、隔离阀22、管路41进入到外置式蒸汽再热器3加热，加热以后的蒸汽依次经过隔离阀19，送入管路29，然后，该汽流进入热化调峰汽轮机4做功。
[0017]来自管路28的汽源，还可以由再热器17的分支汽流经过隔离阀49、隔离阀51进入到外置式蒸汽再热器3加热，加热以后的蒸汽依次经过隔离阀50、管路52、送入管路28，然后，该汽流进入热化调峰汽轮机4做功。
[0018]来自管路28的汽源，另有一路来自主汽轮机的第二汽缸6的抽汽，依次通过管路54、隔离阀55、隔离阀51、进入到外置式蒸汽再热器3加热，加热以后的蒸汽依次经过隔离阀50、管路52、送入管路28，然后，该汽流进入热化调峰汽轮机4做功。
[0019]热化调峰发电机10由热化调峰汽轮机4驱动，主发电机11由主汽轮机驱动。
[0020]当热化调峰汽轮机4为背压机，经过排气管37后分路，其排汽一部分依次通过管路43、隔离阀24、管路44、管路45，进入到热用户12，其排汽的另一部分依次通过隔离阀21、管路39进入到第一再热器16的出口处。
[0021]当热化调峰汽轮机4为背压机，排汽供给热用户，则热化效果更加显著；热化调峰汽轮机4的汽源来管路28时，热化调峰汽轮机4的初压、初温高于来自管路29的蒸汽压力、温度，热化调峰汽轮机4为背压机时的一部分排汽可以进入锅炉再热器。
[0022]外置式蒸汽再热器3的热源，通过火力发电厂锅炉I的烟道26引入余热，然后通过烟道27回到火力发电厂锅炉I。
[0023]如果，锅炉I炉内空间允许，外置式蒸汽再热器可以安装在锅炉I的内部，作为内置式蒸汽再热器。
[0024]热用户12的出水通过出水管46、水泵14送回到回热加热器组9中。
[0025]本发明第一实现了电电联合能量生产；第二充分实现热电联合能量生产与电电联合能量生产并列运行；第三具有多路汽源的热化调峰汽轮机的动力汽源切换运行方式灵活。实施例表明本发明将带来原火力发电厂机组发电容量的增加，及其循环方式的热力学完善，从而，获得可观的节能减排的经济效益和社会效益。
[0026]设计的热化调峰汽轮机，既可以作为凝汽式汽轮机增容优化热力系统的节能方案，又可以作为凝汽式汽轮机供热改造、以及现有供热机组稳定其热负荷，延长机组热化汽流运行时间，发挥供热机组技术经济优势的有效举措。
【权利要求】
1.一种汽轮机热化汽流一次再热电电联产热力系统，包括火力发电厂锅炉(1)，过热器(2)，主汽轮机，外置式蒸汽再热器(3)，主发电机(11)，热化调峰汽轮机(4)，热化调峰发电机(10)，凝汽器(8)，凝结水泵(13)，回热加热器组(9)，给水泵(15)，热用户(12)，供热回水泵(14)、调节阀(23)，主发电机(11)由主汽轮机驱动，其特征在于，火力发电厂锅炉(I)的蒸汽，经过过热器(2)引出，进入到主汽轮机做功，做功以后的热化汽流，一部分热化气流经过外置式蒸汽再热器(3)加热后，进入热化调峰汽轮机(4)作为动力汽源，驱动热化调峰发电机(10)，构成电电联产热力系统；另一部分热化汽流经过调节阀(23)，进入热用户(12)，构成热电联产热力系统；热化调峰汽轮机(4)做功后的蒸汽进入凝汽器(8)以后，凝汽器(8)通过凝结水泵(13)将水送入到回热加热器组(9)，热用户(12)通过供热回水泵(14)返回水进入到回热加热器组(9)，回热加热器组(9)的给水通过给水泵(15)，把给水送到火力发电厂锅炉(I)，完成工质的热力循环；其中热化调峰汽轮机与热用户(热网)可以并列运行，也可以独立运行。
2.根据权利要求1所述汽轮机热化汽流一次再热电电联产热力系统，其特征在于，所述外置式蒸汽再热器(3)的热源，通过火力发电厂锅炉(I)的烟道引入余热，然后通过另一烟道回到火力发电厂锅炉。
3.根据权利要求1所述汽轮机热化汽流一次再热电电联产热力系统，其特征在于，所述热化调峰汽轮机(4)的汽源可以是自过热器(2)的分支汽流经过外置式蒸汽再热器(3)加热后的一次蒸汽；也可以是主汽轮机抽汽管路经过外置式蒸汽再热器(3)加热后的二次蒸汽；还可以是主汽轮机出汽管路经过再热器(17)的分支汽流经过外置式蒸汽再热器(3)加热后的二次蒸汽。
4.根据权利要求3所述汽轮机热化汽流一次再热电电联产热力系统，其特征在于，所述一次蒸汽和二次蒸汽可以相互切换以后，作为进入热化调峰汽轮机(4)的汽源。
5.根据权利要求3所述汽轮机热化汽流一次再热电电联产热力系统，其特征在于，所述热化调峰汽轮机(4)为背压机时，热化调峰汽轮机(4)排汽一部分进入热用户(12)，另一部分进入到锅炉内再热器。
【文档编号】F22B33/18GK103527270SQ201310475858
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年10月12日 优先权日:2013年10月12日
【发明者】石奇光, 张静秋, 霍焕广, 金蓉, 曾大海, 李瑞雪, 吴文 申请人:上海电力学院