[发明专利]加装新型供热汽轮机的低品位供热系统及运行调节方法

权利要求书

1.一种加装新型供热汽轮机的低品位供热系统，其特征在于，加装新型供热汽轮机的低品位供热系统由新型供热汽轮发电机组、电厂冷端与热负荷耦合调节系统和分布式低品位热用户系统构成；

所述新型供热汽轮发电机组包括Ⅰ号发电机（1）、汽轮机中压缸（2）、汽轮机高压缸（3）、汽轮机Ⅰ号低压缸（5）、汽轮机Ⅱ号低压缸（6）和Ⅱ号发电机（7），Ⅰ号发电机（1）、汽轮机中压缸（2）、汽轮机高压缸（3）和汽轮机Ⅰ号低压缸（5）同轴布置，汽轮机Ⅱ号低压缸（6）和Ⅱ号发电机（7）同轴布置，Ⅰ号发电机（1）的轴与汽轮机中压缸（2）的轴连接，汽轮机高压缸（3）的轴用SSS离合器（4）与汽轮机Ⅰ号低压缸（5）的轴连接，SSS离合器（4）的输入侧与汽轮机Ⅰ号低压缸（5）的轴连接，SSS离合器（4）的输出侧与汽轮机高压缸（3）的轴连接，汽轮机Ⅱ号低压缸（6）的轴与Ⅱ号发电机（7）的轴连接，汽轮机高压缸（3）的高压缸进汽口与锅炉主蒸汽管（17）连接，汽轮机中压缸（2）的中压缸进汽口与锅炉再热蒸汽热段管（18）连接，汽轮机高压缸（3）的高压缸排汽口与锅炉再热蒸汽冷段管（19）连接，中压缸和Ⅱ号低压缸连通管（29）将中压缸排汽口和Ⅰ号低压缸进汽口连接，中压缸和Ⅱ号低压缸连通管（30）将中压缸排汽口和Ⅱ号低压缸进汽口连接，阀门Ⅱ（22）串接在中压缸和Ⅱ号低压缸连通管（29）中，阀门Ⅰ（21）串接在中压缸和Ⅱ号低压缸连通管（30）中，Ⅰ号低压缸和凝汽器连通管（32）将Ⅰ号低压缸排汽口和凝汽器（13）的凝汽器蒸汽入口连接，Ⅱ号低压缸和凝汽器连通管（31）将Ⅱ号低压缸排汽口和凝汽器（13）的凝汽器蒸汽入口连接，阀门Ⅳ（24）串接在Ⅰ号低压缸和凝汽器连通管（32）中，阀门Ⅲ（23）串接在Ⅱ号低压缸和凝汽器连通管（31）中，凝汽器（13）的凝汽器凝结水出口与电厂热力系统凝结水管（20）连接，凝汽器（13）的凝汽器冷侧出口与热网供水管（27）连接，凝汽器（13）的凝汽器冷侧进口与循环水泵（14）的出口连接，循环水泵（14）的进口与热网回水管（28）连接；

所述电厂冷端与热负荷耦合调节系统包括水箱（10）、Ⅰ号热负荷调节泵（11）、冷却塔（12）、Ⅱ号热负荷调节泵（15）和补水定压泵（16），Ⅰ号热负荷调节泵（11）的进口通过阀门Ⅴ（25）与热网供水管（27）连接，Ⅰ号热负荷调节泵（11）的出口与冷却塔（12）的冷却塔进水口连接，Ⅱ号热负荷调节泵（15）的进口通过阀门Ⅵ（26）与热网回水管（28）连接，Ⅱ号热负荷调节泵（15）的出口与冷却塔（12）的冷却塔进水口连接，冷却塔（12）的冷却塔出水口与热网回水管（28）连接，水箱（10）的出口与补水定压泵（16）的进口连接，补水定压泵（16）的出口与热网回水管（28）连接；

所述分布式低品位热用户系统由并接在热网的热网供水管（27）和热网回水管（28）上的低品位热用户分系统（33）构成，各个低品位热用户分系统（33）的热用户分系统供水管（34）的进口与变频水泵（9）的出口连接，变频水泵（9）的进口与热网供水管（27）连接，各个低品位热用户分系统（33）的热用户分系统回水管（35）的出口与热网回水管（28）连接，各个低品位热用户分系统（33）中的热用户（8）都并接在低品位热用户分系统（33）中的热用户分系统供水管（34）和热用户分系统回水管（35）上。

2.根据权利要求1所述的加装新型供热汽轮机的低品位供热系统，其特征在于，所述汽轮机Ⅰ号低压缸（5）为适用于低真空供热的低压缸，设计背压为10～60kPa。 

3.根据权利要求1所述的加装新型供热汽轮机的低品位供热系统，其特征在于，所述汽轮机Ⅱ号低压缸（6）的设计背压为4～10kPa。

4.根据权利要求1所述的加装新型供热汽轮机的低品位供热系统，其特征在于，所述热用户（8）为高效散热器中的地暖散热器、风机盘管散热器或毛细管网散热器。

5.一种加装新型供热汽轮机的低品位供热系统运行调节方法，其特征在于，用如权利要求1所述的加装新型供热汽轮机的低品位供热系统运行调节方法为：

一、在供暖期进入非供暖期时，关闭热网供水管（27）和热网回水管（28）中的阀门，关掉分布式低品位热用户系统中的变频水泵（9），关闭阀门Ⅱ（22）、阀门Ⅳ（24）和阀门Ⅵ（26），即从蒸汽管路切除汽轮机Ⅰ号低压缸（5），汽轮机Ⅰ号低压缸（5）降速，SSS离合器（4）的输入侧转速低于输出侧转速，SSS离合器（4）脱离，汽轮机高压缸（3）的轴与汽轮机Ⅰ号低压缸（5）的轴脱离，汽轮机Ⅰ号低压缸（5）停转，关闭阀门Ⅱ（22）和阀门Ⅳ（24）的同时，汽轮机Ⅱ号低压缸（6）盘车，开启阀门Ⅰ（21）、阀门Ⅲ（23）和阀门Ⅴ（25），汽轮机中压缸（2）排出的蒸汽排入汽轮机Ⅱ号低压缸（6）冲转，经过升速、冲临界、定转速、并网的过程，汽轮机Ⅱ号低压缸（6）实现正常运转，带动Ⅱ号发电机（7）发电，Ⅰ号发电机（1）和Ⅱ号发电机（7）都发电；

汽轮机Ⅱ号低压缸（6）的排出蒸汽经过Ⅱ号低压缸和凝汽器连通管（31）进入凝汽器（13），凝汽器（13）的凝结水从Ⅱ号凝汽器凝结水出口流入电厂热力系统凝结水管（20），凝汽器（13）的循环水不进入热网，凝汽器（13）的循环水从凝汽器冷侧出口流出经Ⅱ号低压缸和凝汽器连通管（31）由Ⅰ号热负荷调节泵（11）加压后，从冷却塔进水口流入冷却塔（12），在冷却塔（12）内经过冷却后，冷水从冷却塔出水口流出经过循环水泵14加压后，从凝汽器冷侧进口进入凝汽器（13），构成凝汽器（13）的冷却水循环，机组在非供暖期纯凝运行；

二、在非供暖期进入供暖期时，开启热网供水管（27）和热网回水管（28）中的阀门，启动分布式低品位热用户系统中的变频水泵（9），关闭阀门Ⅰ（21）和阀门Ⅲ（23），即从蒸汽管路切除汽轮机Ⅱ号低压缸（6），Ⅱ号发电机（7）甩负荷并解列，Ⅱ号低压缸（6）停转，关闭阀门Ⅰ（21）和阀门Ⅲ（23）的同时，开启阀门Ⅱ（22）和阀门Ⅳ（24），汽轮机中压缸（2）排出的蒸汽排入汽轮机Ⅰ号低压缸（5）冲转，汽轮机Ⅰ号低压缸（5）升速，当汽轮机Ⅰ号低压缸（5）轴的转速达到汽轮机高压缸（3）轴的转速时，SSS离合器（4）啮合，汽轮机Ⅰ号低压缸（5）的轴与汽轮机高压缸（3）的轴和汽轮机中压缸（2）的轴同步运转，汽轮机Ⅰ号低压缸（5）与汽轮机高压缸（3）和汽轮机中压缸（2）一起驱动Ⅰ号发电机（1）发电，汽轮机Ⅰ号低压缸（5）的排出蒸汽经过Ⅰ号低压缸和凝汽器连通管32进入凝汽器（13），凝汽器（13）的凝结水从Ⅱ号凝汽器凝结水出口流入电厂热力系统凝结水管（20）；

汽轮机Ⅰ号低压缸（5）的设计背压为10～60kPa，在实现高效、安全发电的前提下，满足40～80℃低温热网水对热源参数的要求，汽轮机Ⅰ号低压缸（5）的排汽进入凝汽器（13），对热网热水进行加热，热网热水经热网供水管（27）输送到分布式低品位热用户系统，在分布式低品位热用户系统中通过各个低品位热用户分系统（33）中的变频水泵（9）和热用户分系统供水管（34）把热网热水直接送至热用户（8）的高效散热器实施采暖，热用户（8）的回水经热用户分系统回水管（35）回到热网回水管（28）汇集成热网回水，热网回水通过循环水泵（14）回流到凝汽器（13），机组在供暖期低真空运行；

在供暖期，由于气温变化，造成热负荷变化时，按如下三种方法中的一种相应调整加装新型供热汽轮机的低品位供热系统：

A. 采用量调节运行，阀门Ⅵ（26）关闭，阀门Ⅴ（25）开启，启动Ⅰ号热负荷调节泵（11），使冷却塔（12）对热网供水管（27）向分布式低品位热用户系统输送的热网热水进行热水分流，此时，热网供水温度不变，通过改变进入冷却塔（12）的阀门Ⅴ（25）开度实现热网水流量的调整，并通过调整冷却塔（12）的出口水温，使进入凝汽器（13）凝汽器冷侧进口的冷水温度恒定，凝汽器冷侧出口的热水温度也恒定，实现热网量调节；

B. 采用质调节运行，关闭阀门Ⅴ（25），开启阀门Ⅵ（26），启动Ⅱ号热负荷调节泵（15），使冷却塔（12）对从分布式低品位热用户系统经热网回水管（28）送回的热网回水在进入循环水泵（14）前进行回水分流，部分热网回水在冷却塔（12）内降温后再经循环水泵（14）进入凝汽器（13），热网水流量不变，通过调节进入冷却塔（12）的热网回水流量来调节进入凝汽器（13）的凝汽器冷侧进口的冷水温度，从而实现机组背压的调节，进而改变凝汽器冷侧出口的热水温度，即热网供水温度，实现热网质调节；

C. 阀门Ⅴ（25）和阀门Ⅵ（26）都开启，Ⅰ号热负荷调节泵（11）和Ⅱ号热负荷调节泵（15）都启动，通过改变进入冷却塔（12）的阀门Ⅴ（25）开度实现热网水流量的调整，通过调节进入冷却塔（12）的热网回水流量来调节进入凝汽器（13）的凝汽器冷侧进口的冷水温度，使热网供水的流量和温度都改变，实现质和量互调。