[发明专利]双机回热抽汽蒸汽热力系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种双机回热抽汽蒸汽热力系统。

背景技术

节能减排已成为电力工业技术和产品发展的主要目标，所涉及的关键技术有如下几个方面：更高蒸汽参数的应用、高温高压结构的气动和强度优化技术、热力循环及辅助系统的性能优化、热电联供等。其中提高蒸汽参数是实现节能减排、提高效率最为有效的技术措施。当前洁净燃煤超超临界汽轮机机组的最高进汽蒸汽参数已达到28MPa、600℃/620℃。与先前24.2MPa、566℃/566℃的超临界参数相比，该超超临界汽轮机机组的热耗得益超过2.5%左右。需要注意的是，在目前汽轮机领域，效率1%量级的提高已被认为是技术的重大发展。

为了进一步更大幅度地提高效率，用于700℃-800℃温度汽轮机的镍基材料的研究工作正在进行之中，已公布的欧洲AD700，以及日本的AUSC计划均在开展转子、阀门、汽缸等高温部件镍基材料及铸锻件制造工艺的研究。要实现700℃参数汽轮机在电厂中推广应用必须解决两大问题：第一是该700℃汽轮机必须具有足够高的性价比，即效率提高，降低发电热耗的得益要大于镍基材料价格昂贵导致的成本增加，为此，一方面要尽量减少高温材料的应用，例如采用焊接转子、冷却结构、高低位布置等技术，另一方面在热力循环系统的各个环节尽可能采用一切可行的提高效率的技术，例如二次再热循环、冷端优化、采取更多的回热级数等；第二是，必须解决高温高压参数导致的安全可靠性风险，例如超高压高温汽轮机的强度、超大容量二次再热模块、超长轴系、超高温的高压加热器等都是必须攻克的技术难题。

上述提高性价比、保证可靠性的技术难题正在研究之中，例如降低高温管道成本的“一种高低位分轴布置的汽轮机发电机组”（中国专利CN200710040128.0）、提高性价比的“二次再热的热力系统”（中国专利CN201120073892.X）以及“单缸式汽轮机焊接转子及其焊接方法”（中国专利CN201010585886.2）等。然而该领域仍然存在一些技术难题，尚没有良好的解决方法。例如，由于现有技术中所有的抽汽管道均直接和大汽轮机的主蒸汽通道相连接，因而对高参数的汽轮机形成了一系列不利因素：高压加热器的一系列管路系统面临高温高压的考验；高压加热器回热抽汽来自再热后的高能级蒸汽，能级损失大；蒸汽通道中的抽汽结构对汽轮机效率造成较大损失。针对这些问题，中国专利申请文件“发电厂小汽轮机系统及其含该系统的发电厂热力循环系统”（中国专利CN200910052230.1）公开了一种用于将排汽热量回收至发电厂热力循环系统中的回热式小汽轮机。该小汽轮机采用背压式，除了驱动锅炉风机、水泵等设备以外，小汽轮机的排汽还进入某个回热系统以便对小汽轮机的排汽热量进行回收利用，该回热单元可以选择除氧器、低压加热器或者高压加热器。然而该发明的小汽轮机不具备回热抽汽功能，蒸汽全部由其排汽端直接进入回热系统，方案单一，小汽轮机的流量受制于除氧器的需求，流量太小不能满足驱动耗功的要求，不具备提高循环效率以及降低高压加热器系统温度的功能，小汽轮机按驱动设备功率配置时，负荷变化时，热力系统无相应的背压控制功能，会影响小汽轮机的安全性，从而对电厂运行的稳定可靠造成不利的影响。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种双机回热抽汽蒸汽热力系统，用于解决现有技术中所有的抽汽管道均直接和大汽轮机的主蒸汽通道相连接，因而对高参数的汽轮机形成了高温高压、能级损失大等不利影响的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种双机回热抽汽蒸汽热力系统，包括大汽轮机、小汽轮机和回热循环单元，大汽轮机高压缸排汽口与小汽轮机的进汽口连通，小汽轮机中间级设有多个回热抽汽口，小汽轮机的转子与功率输出设备相连，回热循环单元包括一个或多个高压加热器、一个或多个中压加热器、一个或多个低压加热器和两个除氧器；进汽参数最高的高压加热器的进汽口与大汽轮机高压缸排汽口连通，其余高压加热器的进汽口与小汽轮机的回热抽汽口连通，高压加热器的出汽口与下一级的高压加热器连通；多个中压加热器的进汽口与小汽轮机的回热抽汽口连通，中压加热器的出汽口与下一级的中压加热器连通；多个低压加热器的进汽口与大汽轮机的低压抽汽口连通，低压加热器的出汽口与下一级的低压加热器连通；两个除氧器分别为低压除氧器和高压除氧器，低压除氧器的进汽口与小汽轮机的排汽口连通，高压除氧器的进汽口与小汽轮机的回热抽汽口连通；水循环管路依次通过低压加热器、低压除氧器、中压加热器、高压除氧器和高压加热器，与锅炉连通。

优选的，功率输出设备包括用于给锅炉给水的给水泵，给水泵与小汽轮机的转子相连接。