[发明专利]一种补燃再热调峰汽轮机组

说明书

本发明公开了一种补燃再热调峰汽轮机组，包括纯氧管路系统、纯氢管路系统、氢燃烧室、氢燃机及蒸汽轮机等。本发明利用氢气在燃烧室燃烧放热产生高温蒸汽，通过高温蒸汽推动氢燃机做功，在氢燃机做功降温之后，将蒸汽补充进蒸汽轮机发电机组，继续做功。同时也可以将氢燃烧室燃烧后的蒸汽通过混合蒸汽降温后直接补充进蒸汽轮机发电机组，继续做功。因此，本发明通过氢气补燃的方式，产生高温蒸汽，最后补充进蒸汽轮机发电机组，相当于实现了一次再热，提高了整体循环效率，同时通过投、停补燃系统，使得整个火力发电机组的调峰能力大幅提高。

技术领域

本发明属于电站燃汽轮机及蒸汽轮机系统领域，具体涉及一种补燃再热调峰汽轮机组。

背景技术

随着我国新能源占比的不断增加，弃风弃光总量越来越大，电网调峰需求越来越大，调峰速度要求也越来越高，同时节能降耗的要求也在逐年提高。

增加电源侧的调峰能力，提高调峰速度是解决网、源协调，保障电网安全，提高新能源利用率的关键。而现有火电机组受设备能力限制，调峰能力一般在40％～100％额定负荷范围之内，对于满足区域调峰需求仍有一定的欠缺，在用电低谷时，总体出力仍显过高，导致弃风弃光；在用电高峰时，总体出力仍显不足，难以满足区域用电需求。2016年上半年，我国因为电源侧调峰能力不足，仅风电弃用电量就达到了323亿千瓦时，造成了巨大的能源浪费。

另一方面火力发电热力循环全部都是带有一次或两次再热的郎肯循环。增加再热循环次数对于提高郎肯循环效率具有重要意义。增加火电机组再热次数，需要充分考虑到汽压匹配、温度参数匹配等诸多问题，往往需要进一步提高蒸汽初参数，而随着蒸汽初参数的改变，相关设备制造的难度、施工难度及运行可靠性大大增加。限于具体实施的技术难度和运行可靠性，长期以来，火电机组再热次数一直无法增加。

发明内容

本发明的目的在于提供一种补燃再热调峰汽轮机组，其可以大幅度增加火电机组调峰能力，同时提升调节速率，且能为整个发电朗肯循环再增加一次再热，以降低发电能耗的系统。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种补燃再热调峰汽轮机组，包括纯氧管路系统、纯氢管路系统、氢燃烧室、氢燃机、主蒸汽轮机和补汽口；其中，

纯氧管路系统的出口和纯氢管路系统的出口均连通至氢燃烧室的入口，氢燃烧室的出口连通至氢燃机的入口，氢燃机的出口通过补汽口连通至主蒸汽轮机的入口。

本发明进一步的改进在于，还包括燃烧冷却管路系统，燃烧冷却管路系统的出口连通至氢燃烧室的入口。

本发明进一步的改进在于，工作时，纯氢和纯氧在氢燃烧室中燃烧升温之后，进入氢燃机膨胀做功之后，排汽通过补汽口进入主蒸汽轮机与通流蒸汽混合并升温，完成一次再热，提高通流蒸汽流量，达到增加整个汽轮机组出力的能力。

本发明进一步的改进在于，氢燃烧室的出口还设置有旁路，该旁路上设置有旁路减温器和旁路截止阀，且该旁路通过补汽口连通至主蒸汽轮机的入口。

本发明进一步的改进在于，工作时，氢燃烧室产生的高温蒸汽能够通过旁路减温器和旁路截止阀直接进入补汽口，进而在主蒸汽轮机内与通流蒸汽混合并升温，完成一次再热，提高通流蒸汽流量，达到增加整个汽轮机组出力的能力。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明提供的一种补燃再热调峰汽轮机组，采用补燃再热的这种方式，通过纯氢与纯氧的燃烧，产生高温蒸汽，推动燃机做功，排汽仍可补充进入蒸汽轮机继续做功。并且通过调整纯氢管路系统所提供的氢燃料量，可以快速的调整氢燃机以及主蒸汽轮机通流蒸汽流量和参数达到快速、大幅调峰的目的。甚至可以通过投、停氢燃机系统达到调峰的目的。