雙背壓非對稱汽輪機低壓缸模塊系統及其運行方法
【專利摘要】本發明涉及一種雙背壓非對稱汽輪機低壓缸模塊系統及其運行方法，所述系統包括安裝在汽輪機平臺的低壓缸，與低壓缸連接的高背壓表面式凝汽器，安裝在低壓缸內部的短末級葉片組，安裝在汽輪機平臺低壓缸，與低壓缸連接的低背壓表面式凝汽器，安裝在低壓缸內部的長末級葉片組，連接中壓缸排汽的中低缸壓連通管，安裝在低背壓凝汽器循環水入口處的循環水管道，安裝在高背壓凝汽器循環水出口管道的循環水管道；汽輪機中壓缸排汽經中低壓連通管分別進入第一低壓缸和第二低壓缸，蒸汽在第一低壓缸、第二低壓缸中做功后分別排入高背壓表面式凝汽器、低背壓表面式凝汽器進行表面換熱。
【專利說明】
雙背壓非對稱汽輪機低壓缸模塊系統及其運行方法
技術領域
[0001] 本發明設及冷卻塔能量回收利用技術領域，具體設及一種雙背壓非對稱汽輪機低 壓缸模塊系統及其運行方法。
【背景技術】
[0002] 對于火力發電機組，汽輪機背壓每降低Ik化，機組供電煤耗降低約1.0-3. Og/ 化W . h)，因此降低汽輪機背壓將顯著提高發電效率;更長的末級葉片可W應用于更低機組 排汽背壓，可W提高機組發電效率。
[0003] 當前火電雙背壓機組低壓缸模塊普遍采用的是對稱系統，即低壓缸采用幾何對稱 布置。雖然采用雙背壓凝汽器，但不同背壓對應相同的低壓缸模塊，即對應相同的低壓末級 葉片和排汽面積，無法全部發揮雙背壓凝汽器優勢，雙背壓做功增加能力有限。
[0004] 火力發電機組基于蒸汽朗肯動力循環理論，機組發電時汽輪機排汽需要產生大量 的能源損失，約占機組輸入能量的40%。對于雙背壓機組，采用相同低壓缸模塊時，低壓缸 末級葉片組對稱布置，同一長度的末級葉片組無法和不同的背壓同時最佳匹配，因為導致 雙背壓機組的不同背壓效果無法充分發揮。
[0005] 此外，雙背壓機組采用對稱低壓缸模塊和相同長度等級末級葉片時候，難W平衡 兩側末級葉片工作狀況，容易出現一側葉片組工作狀況劣化。
[0006] 有鑒于上述的缺陷，本設計人積極加W研究創新，W期創設一種本發明設及冷卻 塔能量回收利用技術領域，具體設及一種雙背壓非對稱汽輪機低壓缸模塊系統使其更具有 產業上的利用價值。

【發明內容】

[0007] 為解決上述技術問題，本發明的目的是提供一種發揮雙背壓凝汽器的節能優勢， 提高機組運行經濟性，采用不同長度末級葉片組來適應不同背壓工作條件，提高機組運行 安全性的雙背壓非對稱汽輪機低壓缸模塊系統。
[000引本發明雙背壓非對稱汽輪機低壓缸模塊系統，包括安裝在汽輪機平臺的低壓缸， 與低壓缸連接的高背壓表面式凝汽器，安裝在低壓缸內部的短末級葉片組，安裝在汽輪機 平臺低壓缸，與低壓缸連接的低背壓表面式凝汽器，安裝在低壓缸內部的長末級葉片組，連 接中壓缸排汽的中低缸壓連通管，安裝在低背壓凝汽器循環水入口處的循環水管道，安裝 在高背壓凝汽器循環水出口管道的循環水管道;汽輪機中壓缸排汽經中低壓連通管分別進 入第一低壓缸和第二低壓缸，蒸汽在第一低壓缸、第二低壓缸中做功后分別排入高背壓表 面式凝汽器、低背壓表面式凝汽器進行表面換熱。汽輪機循環水系統管路中循環水進入低 背壓凝汽器冷卻第二低壓缸的排汽后，進入高背壓凝汽器循環水側冷卻第一低壓缸的排 汽。
[0009] 進一步地，所述的第一低壓缸為高背壓低壓缸，第二低壓缸為低背壓低壓缸。
[0010] 進一步地，長末級葉片組的長度大于短末級葉片組的長度，長末級葉片組的長度 與短末級葉片組的長度關系為:背壓越低，對應末級葉片長度越長。即，
[00"]
CU
[0012] 其中，Ih分別為高背壓低壓缸的短末級葉片組長度，Ii為低背壓低壓缸的長末級葉 片組長度，Ph為高背壓低壓缸排汽壓力，Pl為低背壓低壓缸排汽壓力。
[0013] 本發明雙背壓非對稱汽輪機低壓缸模塊系統運行方法，包括上述的雙背壓非對稱 汽輪機低壓缸模塊系統，所述方法包括:汽輪機中壓缸排汽通過中低壓缸蒸汽連通管7分別 進入兩個低壓缸，其中，第二低壓缸由于背壓較低，進汽量比第一低壓缸進汽量大，容積流 量比第一低壓缸進汽量大大，相對應末級葉片為長葉片組;第一低壓缸背壓相對較高，進汽 量較第二低壓缸少，因此末級葉片采用相對較短的葉片組即可;汽輪機冷卻循環水由循環 水管路首先進入低背壓凝汽器，冷卻第二低壓缸的排汽，然后繼續冷卻第一低壓缸的排汽， 由于循環水先進入低背壓凝汽器而后進入高背壓凝汽器，循環水溫度逐漸升高，從而形成 高、低背壓壓凝汽器。
[0014] 借由上述方案，本發明至少具有W下優點：
[0015] 本發明一方面非對稱不同長度末級葉片組可進一步發揮雙背壓凝汽器的節能優 勢，提高機組運行經濟性;另一方面采用不同長度末級葉片組來適應不同背壓工作條件，提 高機組運行安全性。
[0016] 上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段， 并可依照說明書的內容予W實施，W下W本發明的較佳實施例并配合附圖詳細說明如后。
【附圖說明】
[0017] 圖1是本發明的結構示意圖；
[0018] 其中，1為高背壓低壓缸，2為低背壓低壓缸，3為高背壓凝汽器，4為低背壓凝汽器， 5為進低背壓凝汽器4循環水給水管路，6為出高背壓凝汽器3循環水回水管路，7為中壓缸排 汽至低壓缸的中低壓缸蒸汽連通管，8為高背壓低壓缸1的短末級葉片組，9為低背壓低壓缸 2的長末級葉片組，10為連接汽輪機低壓缸的轉子主軸。
【具體實施方式】
[0019] 下面結合附圖和實施例，對本發明的【具體實施方式】作進一步詳細描述。W下實施 例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。
[0020] 本發明提出設置非對稱低壓缸模塊系統及其非對稱末級葉片組，來實現不同背壓 對應不同長度的低壓缸末級葉片組，一方面非對稱不同長度末級葉片組可進一步發揮雙背 壓凝汽器的節能優勢，提高機組運行經濟性；另一方面采用不同長度末級葉片組來適應不 同背壓工作條件，提高機組運行安全性。
[0021] 參見圖1，本發明一較佳實施例所述的一種雙背壓非對稱汽輪機低壓缸模塊系統， 包括安裝在汽輪機平臺的高背壓低壓缸1、低背壓低壓缸2,安裝在高背壓低壓缸1、低背壓 低壓缸2入口處的中低壓連通管7，安裝在高背壓低壓缸1內部的短末級葉片組8，安裝在低 背壓低壓缸2內部的長末級葉片組9,安裝在高背壓低壓缸1下部的高背壓凝汽器3,安裝在 低背壓低壓缸2下部的低背壓凝汽器4。所述低背壓凝汽器4與循環水入口管路5的連接方式 是:循環水經升壓后進入低背壓凝汽器4,冷卻低背壓低壓缸2的排汽后出低背壓凝汽器4; 所述高背壓凝汽器3與循環水出口管路6的連接方式是:經冷卻低背壓凝汽器4的循環水進 入高背壓凝汽器3,冷卻高背壓低壓缸2的排汽后出高背壓凝汽器3;所述中低壓缸蒸汽連通 管7與高背壓低壓缸1、低背壓低壓缸2的連接方式是：中壓缸排汽經過中低壓缸蒸汽連通管 7分成兩部分，一部分到高背壓低壓缸1，一部分到低背壓低壓缸2;所述高背壓低壓缸1與短 末級葉片組8的連接方式是:高背壓低壓缸1為汽輪機靜子部分，短末級葉片組8安裝在高背 壓低壓缸1內轉子部分的主軸10上;所述低背壓低壓缸2與長末級葉片組9的連接方式是:低 背壓低壓缸2為汽輪機靜子部分，長末級葉片組9安裝在低背壓低壓缸2內轉子部分的主軸 10上。
[0022] 如附圖1所示，本發明所述系統雙背壓非對稱汽輪機低壓缸模塊系統的運行方法 為：
[0023] 汽輪機中壓缸排汽通過中低壓缸蒸汽連通管7分別進入兩個低壓缸，其中，低壓缸 2由于背壓較低，進汽量也隨之較大，容積流量大，相對應末級葉片為長葉片組9;低壓缸1背 壓相對較高，進汽量較低壓缸2少，因此末級葉片采用相對較短的葉片組8即可;汽輪機冷卻 循環水由循環水管路5首先進入低背壓凝汽器4,冷卻低壓缸2的排汽，然后繼續冷卻低壓缸 1的排汽，由于循環水先進入凝汽器4而后進入凝汽器3，循環水溫度逐漸升高，從而形成高、 低背壓壓凝汽器。由于低背壓低壓缸2采用較長的末級葉片組，進入低背壓低壓缸2的蒸汽 容積流量相對高背壓低壓缸1增加，即更多的蒸汽進入更低背壓的低壓缸做功，在機組相同 進汽量條件下等效洽降增加，因而提高了機組效率。
[0024] 由于汽輪機低壓缸2的背壓相對較低，蒸汽容積流量較大，因此需要較長的末級葉 片才能滿足其做功需求，且可W防止低壓缸安全事故隱患，較長的末級葉片也可W增加電 功率，大幅提高了機組整體循環熱效率。
[0025] W上所述僅是本發明的優選實施方式，并不用于限制本發明，應當指出，對于本技 術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明技術原理的前提下，還可W做出若干改進和 變型，運些改進和變型也應視為本發明的保護范圍。
【主權項】
1. 一種雙背壓非對稱汽輪機低壓缸模塊系統，其特征在于，包括安裝在汽輪機平臺的 低壓缸，與低壓缸連接的高背壓表面式凝汽器，安裝在低壓缸內部的短末級葉片組，安裝在 汽輪機平臺低壓缸，與低壓缸連接的低背壓表面式凝汽器，安裝在低壓缸內部的長末級葉 片組，連接中壓缸排汽的中低缸壓連通管，安裝在低背壓凝汽器循環水入口處的循環水管 道，安裝在高背壓凝汽器循環水出口管道的循環水管道;汽輪機中壓缸排汽經中低壓連通 管分別進入第一低壓缸和第二低壓缸，蒸汽在第一低壓缸、第二低壓缸中做功后分別排入 高背壓表面式凝汽器、低背壓表面式凝汽器進行表面換熱。汽輪機循環水系統管路中循環 水進入低背壓凝汽器冷卻第二低壓缸的排汽后，進入高背壓凝汽器循環水側冷卻第一低壓 缸的排汽。2. 根據權利要求1所述的雙背壓非對稱汽輪機低壓缸模塊系統，其特征在于，所述的第 一低壓缸為高背壓低壓缸，第二低壓缸為低背壓低壓缸。3. 根據權利要求1所述的雙背壓非對稱汽輪機低壓缸模塊系統，其特征在于，長末級葉 片組的長度大于短末級葉片組的長度，長末級葉片組的長度與短末級葉片組的長度關系 為:背壓越低，對應末級葉片長度越長。即，(1) 其中，Ih分別為高背壓低壓缸的短末級葉片組長度，h為低背壓低壓缸的長末級葉片組 長度，Ph為高背壓低壓缸排汽壓力，P1為低背壓低壓缸排汽壓力。4. 一種雙背壓非對稱汽輪機低壓缸模塊系統運行方法，其特征在于，包括權利要求1至 3任一所述的雙背壓非對稱汽輪機低壓缸模塊系統，所述方法包括:汽輪機中壓缸排汽通過 中低壓缸蒸汽連通管7分別進入兩個低壓缸，其中，第二低壓缸由于背壓較低，進汽量比第 一低壓缸進汽量大，容積流量比第一低壓缸進汽量大大，相對應末級葉片為長葉片組;第一 低壓缸背壓相對較高，進汽量較第二低壓缸少，因此末級葉片采用相對較短的葉片組即可； 汽輪機冷卻循環水由循環水管路首先進入低背壓凝汽器，冷卻第二低壓缸的排汽，然后繼 續冷卻第一低壓缸的排汽，由于循環水先進入低背壓凝汽器而后進入高背壓凝汽器，循環 水溫度逐漸升高，從而形成高、低背壓壓凝汽器。
【文檔編號】F01K9/00GK106014503SQ201610625934
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年8月2日
【發明人】張振華, 孫英博, 劉巖, 宋寅, 邢洪濤, 萬逵芳, 趙文波, 伍小林, 王虎, 郭婷婷, 張志剛, 吳智泉, 常征
【申請人】中國大唐集團科學技術研究院有限公司