[发明专利]一种动态重构的汽轮发电机组及运行方法

说明书

本发明提供一种动态重构的汽轮发电机组及运行方法，汽轮发电机组包括高压补偿压力级和/或中压补偿压力级，先划分汽轮机组的运行负荷工况，在高负荷工况下，让常规的高压缸、中压缸投入运行，高压补偿压力级和/或中压补偿压力级空转或停机；在低负荷工况下，将高压补偿压力级与高压缸串联运行，和/或将中压补偿压力级与中压缸串联运行。通过在通流系统中串联压力级，增加做功环节，并通过压力传递维持较高的机组运行压力。根据运行负荷工况，动态重构汽轮机组的通流状态，避免汽轮机组在中低负荷工况下由于主再热蒸汽运行压力下降而引起能效急剧下降的问题，提高汽轮机组的工况适应性。

技术领域

本发明属于汽轮机发电技术领域，尤其涉及一种动态重构的汽轮发电机组及运行方法。

背景技术

“双碳”战略推动构建以新能源为主体的新型电力系统，随着大规模具有随机波动性的光伏、风电等新能源电力并网，迫使以燃煤火电为主体的基础电力全面参与深度调峰。燃煤火电机组设计主要考虑额定负荷工况下的运行效率，在深度调峰过程中的中低负荷工况下的机组发电能效急剧恶化，相比于额定负荷工况，常规燃煤火电机组30％额定负荷工况煤耗增加30-40g/kW·h，其直接原因是在主蒸汽压力“定-滑-定”运行方式下，中低负荷下主蒸汽压力大幅降低，直接导致热力系统循环效率下降，同时还增大汽轮机本体通流损失。

现有技术中，汽轮机组一旦制造安装完成，其结构连接状态就定型了，各个压力缸只能按既定状态运行，由于各个压力缸都是按全负荷工况来设计的，当汽轮机组在中低负荷工况下运行时，由于主蒸汽运行压力下降，汽轮机组的结构无法重构，最终导致在深度调峰过程中能效急剧恶化。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种动态重构的汽轮发电机组及运行方法，主要用于解决现有技术中汽轮机组在中低负荷工况下运行时，由于其结构连接状态无法根据负荷工况变化而适应性重构，所带来的能效急剧恶化等问题。

为解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

第一发明点是提供一种动态重构的汽轮发电机组，包括锅炉、第一转轴、高压缸和中压缸，所述锅炉的主蒸汽出口端通过主蒸汽管道与所述高压缸的蒸汽进口端管道连接，所述主蒸汽管道上设有主汽门，所述高压缸的排汽出口端通过冷再热蒸汽管道与所述锅炉的再热蒸汽进口端管道连接，所述锅炉的再热蒸汽出口端通过再热蒸汽管道与所述中压缸的蒸汽进口端管道连接，所述再热蒸汽管道上设有第四阀门，所述高压缸和中压缸沿所述第一转轴的中心轴线方向依次布置；

还包括第二转轴、高压补偿压力级和能量转换设备，所述高压补偿压力级和能量转换设备沿所述第二转轴的中心轴线方向依次布置，所述主汽门与所述高压缸之间设有第一阀门，所述主汽门与所述高压补偿压力级之间设有第二阀门，所述高压补偿压力级的排汽出口端通过第三阀门与所述第一阀门蒸汽出口端管路连接后，再与所述高压缸的蒸汽进口端管道连接。

第二发明点是提供一种动态重构的汽轮发电机组，包括锅炉、第一转轴、高压缸和中压缸，所述锅炉的主蒸汽出口端通过主蒸汽管道与所述高压缸的蒸汽进口端管道连接，所述主蒸汽管道上设有主汽门，所述高压缸的排汽出口端通过冷再热蒸汽管道与所述锅炉的再热蒸汽进口端管道连接，所述锅炉的再热蒸汽出口端通过再热蒸汽管道与所述中压缸的蒸汽进口端管道连接，所述再热蒸汽管道上设有第四阀门，所述高压缸和中压缸沿所述第一转轴的中心轴线方向依次布置，

还包括第二转轴、中压补偿压力级和能量转换设备，所述中压补偿压力级和能量转换设备沿所述第二转轴的中心轴线方向依次布置，所述中压补偿压力级的蒸汽进口端通过第五阀门与所述第四阀门的蒸汽进口端管路连接，所述中压补偿压力级的排汽出口端通过第六阀门与所述第四阀门的蒸汽出口端管路连接后，再与所述中压缸的蒸汽进口端管道连接。