[发明专利]一种凝汽式低真空汽轮机和一种增压器

说明书

一、技术领域

本发明属于非变容式机器或发动机技术。

二、技术背景

正如栾忠兴，徐立巍在东北电力大学报发表的《汽轮机低真空供热的经济性分析》 (ISSN：1005-2992(2003)04-0044-04)所述，利用凝气潜热供热是提高电厂能源效率一条 重要途径。凝汽式汽轮机的低真空运行是目前完全利用凝气潜热供热的唯一方式。但是将 原有的高真空汽轮机组低真空运行存在如下问题：末缸5焓降减少出力下降、甚至末缸5 做副功，用减少末缸叶轮级数的方式虽能改善末缸5的效率和出力，但是机组整体效率下 降，末端的轴承热胀造成轴偏心，加剧机组震动。低真空运行的凝汽式汽轮机的供热温度 仍然偏低，满足不了90℃以上温度的热需求。现有技术对增加末缸5焓降，在不降低机组 效率和出力的前提下对原有高真空凝汽式汽轮机实施低真空改造缺乏措施。目前尚没有一 种为中间缸4或末缸5增焓的装置。

三、发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种专业的凝汽式热电联产汽轮机，其以低真空 运行，以凝汽器6循环水供热时，汽轮机各级汽缸(首缸3、中间缸4、末缸5)的内效率 和出力接近高真空运行的单纯发电各级汽缸内效率和出力。以增加中间蒸汽焓值的方式对 原本高真空汽轮机进行低真空改造，使得汽轮机各级汽缸的内效率和出力接近高真空单纯 发电时高真空运行的各汽缸的内效率和出力，并能满足90℃以上温度的热需求。增加中间 缸4或末缸5焓降，在不降低机组效率和出力的前提下对原有高真空凝汽式汽轮机实施低 真空改造。

本发明还提供2种为蒸汽增加焓值的装置。

本发明采用的技术方案是：根据热需求，在设计汽轮机时取凝汽器6汽侧压力在0.05 至0.12兆帕的某一值，通过合理配置汽缸数、汽缸内叶轮的级数和叶轮的直径，使得汽轮 机在供热所需的低真空参数运行时各级汽缸的内效率和出力率均大于0.4，末缸轴承13适 应凝汽器6汽侧压力在0.05至0.12兆帕的某一值，汽轮机以低真空运行时不发生轴偏心震 动。

本发明还可以以凝汽器6汽侧高真空设计汽轮机，只是在末缸轴承13下设置升降装置 12，凝汽器6适应供热工况，增设增压旁路8和增压器10。单纯发电时，机组以高真空运 行，首缸3、中间缸4、末缸5的内效率和出力为正常值。供热时，用锅炉1引来的新汽驱 动增压器10为中间缸4或末缸5的进汽增压增温，增加中间缸4或末缸5的焓降，使得首 缸3、中间缸4、末缸5的内效率和出力仍然接近高真空单纯发电时的内效率和出力，升降 装置12降低末缸轴承13高度，避免转子的偏心震动。

对已有单纯发电的凝汽式汽轮机以增设增压器10的方式进行热电联产改造，可以使首 缸3、中间缸4、末缸5在热电联产时的内效率和出力效率接近单纯发电时的内效率和出力。 在末缸轴承13下设置升降装置12，避免转子的偏心震动。

对单纯发电的凝汽式汽轮机增设增压旁路8，将新汽引致末缸5进气口，增加末缸5 进汽的压力和温度，也可以增加末缸5在低真空热电联产时的焓降、内效率和出力。在末 缸轴承13下设置升降装置12，避免转子的偏心震动。单纯发电时用增压调节器7关闭增 压旁路8，恢复凝汽器6汽侧的高真空。

按照这样的思路，本发明可以制造3种机型：

机型1-常年供热型：在热负荷常年稳定的情况下，以供热温度和压力为凝汽器6汽 侧温度和压力参数设计汽轮机。相对于普通凝气汽轮机，用减小低压叶轮直径、减少汽轮 机级数、减小叶轮直径等方式设计生产汽轮机，使凝汽器6汽侧的温压达到供热参数(如 图1所示)，使得热电联产汽轮机在凝汽器6汽侧压力在0.05至0.12兆帕的某一值时，首 缸3、中间缸4、末缸5的内效率高于0.4，出力率大于0.4。虽然这种机型相对于普通凝汽 式汽轮机没有大的结构改变，但是以往热电联产都是采暖季节供热，非采暖季节的夏秋季 单纯发电，从现有的汽轮机理论到热电厂都没有这种机型，但是随着中国专利申请号 200910146062.2所述的跨季节蓄热供热技术的出现，将一年四季的发电凝气潜热全部用于 供热成为可能，这种机型正是满足这种需求的专业凝汽式热电联产汽轮机。以凝汽器6汽 侧低真空参数设计制造汽轮机，将使首缸3、中间缸4、末缸5在低真空下运行的焓降更加 合理，整机的效率更高，也使末缸轴承13和凝汽器6更加适应低真空供热工况，避免叶轮 偏心引起的震动、避免凝结水与循环水的混合。