汽缸及汽轮机、汽轮机耦合熔盐储热系统的蒸汽系统的制作方法
未命名
08-13
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1.本发明涉及发电技术领域,特别涉及一种汽缸及汽轮机、汽轮机耦合熔盐储热系统的蒸汽系统。
背景技术:
2.制约煤电机组灵活性的重要因素之一是:机组快速升负荷时,燃料供应满足不了升负荷速率的要求,导致燃煤锅炉不能迅速产生足够的增量蒸汽。当前利用熔盐储热系统把电力需求低谷时的热量存储在熔盐中,在快速升负荷阶段,通过熔盐储热系统产生蒸汽,进入汽轮机增加功率。
3.但熔盐储热系统产生的蒸汽一般最高可以做到500摄氏度左右,低于锅炉产生的蒸汽温度(如600摄氏度),如果直接与过热蒸汽或再热蒸汽混合,降低了汽轮机进汽温度,影响机组效率。如果熔盐储热系统蒸汽进入锅炉提高到锅炉设计温度,增加了锅炉负担,锅炉的总输出热功率满足不了升负荷要求,降低了锅炉升负荷速率,而且锅炉结构也难以实现。如果通过电加热提高熔盐储热系统蒸汽温度,由于机组循环效率一般在40%-50%之间(与机组参数、容量和相对负荷率有关),所消耗的电量只有40%左右回收成电能,且在电网需要电负荷时消耗厂用电,与快速增负荷目的相悖。
4.如何提高能量利用率,是本领域内技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现要素:
5.本发明的目的在于提供一种能量利用率比较高的汽缸及汽轮机、汽轮机耦合熔盐储热系统的蒸汽系统。
6.为实现上述目的,本技术的一个实施方式采用如下技术方案:
7.一种汽轮机的汽缸,包括缸体,所述缸体具有汽流通道、第一进汽口、第二进汽口和出汽口,
8.所述汽流通道设置有沿轴向排列的若干级结构;
9.所述第一进汽口用于通入来自锅炉的第一股蒸汽,自所述第一进汽口流入的第一股蒸汽经所有所述级结构流动至所述出汽口;
10.所述第二进汽口用于通入来自熔盐储热系统第二股蒸汽,所述第二进汽口设置于所述缸体的指定位置,所述指定位置处的所述第一股蒸汽的能量级与所述第二股蒸汽的能量级之差在预定范围内。
11.可选地,所述第二进汽口位于相邻所述级结构所对应的缸体侧壁区段。
12.可选地,自外向内,所述第二进汽口包括依次连通的安装孔段、均汽腔和混汽段,所述安装孔段用于与所述第二蒸汽的外部输送管路周向密封安装,所述均汽腔为沿所述缸体的周向延伸的环形腔,所述环形腔通过所述混汽段连通所述汽流通道。
13.可选地,所述混汽段为周向环绕的环形结构,所述连通流道的内端口的出汽方向与所述第一股蒸汽的主流动方向非垂直,并且所述内端口朝向下游所述级结构。
14.可选地,所述缸体包括嵌套的内缸和外缸,所述汽流通道位于所述内缸,所述安装孔段、所述均汽腔和所述混汽段设置于所述内缸,所述安装孔段安装有与其周向密封的进汽插管,所述进汽插管的外端部穿过所述外缸并能够与所述第二蒸汽的外部管路连接;
15.或者,所述缸体固定有隔板套,所述安装孔段、所述均汽腔和所述混汽段设置于所述隔板套,所述安装孔段安装有与其周向密封的进汽插管,所述插管的外端部穿过所述外缸并能够与所述第二股蒸汽的外部管路连接。
16.可选地,所述进汽插管包括插管和与所述插管一体成型的法兰座,所述法兰座通过固定件固定安装于所述外缸。
17.可选地,所述法兰座与所述插管的部分管段之间具有周向间隙,所述外缸具有凸台,所述法兰座通过所述固定件固定于所述凸台。
18.可选地,所述汽缸为单流向或双流向汽缸。
19.第二方面,本发明还提供了一种汽轮机,包括至少上述任一项所述的汽缸,所述汽缸为所述汽轮机的超高压缸、高压缸、中压缸或低压缸其中一者或者几者。
20.第三方面,本发明还提供了一种汽轮机耦合熔盐储热系统的蒸汽系统,包括以下部件:
21.锅炉供汽系统,用于提供第一股蒸汽,具有至少一个第一股蒸汽出口;
22.熔盐储热系统,用于提供第二股蒸汽,具有至少一个第二股蒸汽出口;
23.汽轮机,包括至少一个汽缸,所述熔盐储热系统的第二股蒸汽出口直接与所述汽缸的指定位置连通,该指定位置处的第一股蒸汽的能量级与通入该处的所述熔盐储热系统的第二股蒸汽的能量级之差在预定范围。
24.可选地,所述汽轮机包括至少一个上述任一项所述的汽缸,所述熔盐储热系统的第二股蒸汽出口连通所述汽缸的第二进汽口,所述锅炉供汽系统的第一股蒸汽出口与所述汽缸的第一进汽口连通。
25.可选地,所述锅炉供汽系统具有锅炉过热器和n个锅炉再热器,所述熔盐储热系统包括熔盐过热器和n个熔盐加热器,所述汽缸的数量为n+1,分别为第一个汽缸至第n+1个汽缸,所述锅炉过热器的第一股蒸汽出口连通所述第一个汽缸的第一进汽口,所述熔盐过热器的蒸汽出口连通所述第一个汽缸的第二进汽口,所述第一级汽缸的出汽口同时连通第一级熔盐加热器和第一级锅炉再热器;
26.所述第n个汽缸的第一进汽口、第二进汽口分别与所述第n-1锅炉再热器的第一股蒸汽出口、所述第n-1熔盐再热器的第二股蒸汽出口连通,所述第n个汽缸的出汽口同时连通第n级熔盐加热器和第n级锅炉再热器;
27.所述第n+1个汽缸的第一进汽口、第二进汽口分别与所述第n锅炉再热器的第一股蒸汽出口、所述第n熔盐再热器的第二股蒸汽出口连通,所述第n+1级汽缸的出汽口连通外部管路。
28.可选地,所述锅炉再热器的数量为两个,分别为第一锅炉再热器和第二锅炉再热器;所述熔盐加热器的数量为两个,分别为第一熔盐加热器和第二熔盐加热器;所述汽轮机中汽缸的数量为三个,分别为第一汽缸、第二汽缸和第三汽缸;其中第一汽缸可以为超高压缸或高压缸,第二汽缸可以为高压缸或中压缸,第三汽缸可以为中低压缸或低压缸。
29.或者,所述锅炉再热器的数量为一个,所述熔盐加热器的数量为一个,所述汽缸的
数量为两个;所述汽轮机中汽缸的数量为三个,分别为第一汽缸和第二汽缸;其中第一汽缸的进汽压力高于第二汽缸的进汽压力。
30.可选地,与各所述第一进汽口连通的管路,以及与各所述第二进汽口连通的管路上均设置有控制阀,用于控制相应管路中的汽流参数。
31.可选地,所述指定位置处所述第一股蒸汽的温度与通入该处的所述第二股蒸汽的温度差值大小范围为0度至50度。
32.这样无需采用电加热或其它加热方式提高熔盐储热系统的蒸汽温度达到锅炉来的蒸汽温度,根据熔盐储热系统产生第二股蒸汽的温度,在汽轮机汽流通道内部某级结构前选择能级相匹配的位置设置均均汽腔和混汽段,根据熔盐储热系统的第二股蒸汽压力或熔盐储热系统的蒸汽来源分别进入汽轮机,与汽轮机的缸体中某级前的第一股蒸汽混合后进入此后各级结构共同做功,实现快速增加汽轮机负荷目的。
附图说明
33.图1为本发明一种实施例的汽轮机耦合熔盐储热系统的蒸汽系统的结构原理示意图;
34.图2为图1中i处放大示意图;
35.图3为本发明另一种实施例的汽轮机耦合熔盐储热系统的蒸汽系统的结构原理示意图。
36.图1至图3中附图标记与部件名称一一对应关系如下:
37.高压缸1、中压缸2、低压缸3、插管4、外缸5、弹性密封套6、均汽腔7、内缸8、汇入点下游级9、转子10、混汽段11、汇入点上游级12;
38.锅炉供汽系统200、锅炉过热器201、第一蒸汽管路202、第一主汽调节阀203、第一锅炉再热器204、第二蒸汽管路205、第二主汽调节阀206、第二锅炉再热器207、第三蒸汽管路208、第三主汽调节阀209、第一排汽管路210、第二排汽管路211、第三排汽管路212、第四排汽管路213;
39.给水系统100、锅炉给水管路101、熔盐给水管路102;
40.熔盐加热系统300、熔盐过热器301、第一熔盐蒸汽管路302、第一熔盐蒸汽控制阀303、第一熔盐加热器304、第二熔盐蒸汽管路305、第二熔盐蒸汽控制阀306、第二熔盐加热器307、第三熔盐蒸汽管路308、第三熔盐蒸汽控制阀309。
具体实施方式
41.下面将详细描述本技术的各个方面的特征和示例性实施例,为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及具体实施例,对本技术进行进一步详细描述。
42.本技术中“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来,而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
43.请参考图1至图3,图1为本发明一种实施例的汽轮机耦合熔盐储热系统的蒸汽系统的结构原理示意图;图2为图1中i处放大示意图;图3为本发明另一种实施例的汽轮机耦
合熔盐储热系统的蒸汽系统的结构原理示意图。
44.本发明提供了一种汽轮机耦合熔盐储热系统的蒸汽系统,包括锅炉供汽系统、熔盐储热系统、汽轮机和给水系统100。
45.其中给水系统100用于给锅炉供汽系统和熔盐储热系统提供水,如图1和图3所示,给水系统100通过锅炉给水管路101和熔盐给水管路102分别连通锅炉供汽系统和熔盐储热系统。当然锅炉给水管路101和熔盐给水管路102可以进一步设置有流量控制阀,以根据系统工况控制相应管路上的液体流量。
46.锅炉供汽系统主要用于给汽轮机提供第一股蒸汽,锅炉供汽系统的具体结构可以有多种形式,以提供不同压力的第一股蒸汽,其中图1和图3给出了锅炉供汽系统的两种具体结构,其中图3中的锅炉供汽系统能够提供两种不同压力的第一股蒸汽:高压蒸汽和中压蒸汽;图1中的锅炉供汽系统能够提供三种不同压力的第一股蒸汽:高压蒸汽、中压蒸汽和低压蒸汽;或者超高压蒸汽、高压蒸汽或者中低压蒸汽。在锅炉发电领域对于超高压、高压、中压以及低压的压力范围是有明确定义的,本文为给出具体压力数值并不妨碍本领域内技术人员理解理解和实施本文所记载的技术方案。
47.以图1为例,锅炉供汽系统包括锅炉过热器201、第一锅炉再热器204和第二锅炉再热器207,即该系统为二次再热系统,第一锅炉再热器204和第二锅炉再热器207的工作参数可以根据实际工况调整,以产生满足需求的蒸汽。锅炉给水管路101中的水能够进入锅炉过热器201的进口,经锅炉过热器201后形成预定参数的高压蒸汽或者超高压蒸汽。第一锅炉再热器204和第二锅炉再热器207的进口分别与汽轮机相应汽缸流出的蒸汽管路连通,用于对相应部分蒸汽进行再加热。
48.也就是说,图1中锅炉供汽系统具有三个第一股蒸汽出口。
49.锅炉供汽系统的结构不局限于二次再热系统,还可以为一次再热系统例如图3所示,当然还可以为三次或者更多次再热系统,锅炉供汽系统的具体结构请参考当前技术,本文不做具体限定。
50.本发明中熔盐储热系统主要利用熔盐介质储备的热量对来自给水系统的液态介质进行加热或来自于汽轮机的排汽再加热以形成第二股蒸汽,熔盐储热系统具有至少一个第二股蒸汽出口;如图1和图3所示,图3中熔盐储热系统具有两个第二股蒸汽出口,分别能够提供两种能级不同的蒸汽,图1中熔盐储热系统具有三个第二股蒸汽出口,分别能够提供三种能级不同的蒸汽。熔盐储热系统具体可以包括熔盐过热器301和至少一个熔盐加热器,第一熔盐加热器304、第二熔盐加热器307等加热器用于对汽轮机排出的不同能级的蒸汽利用熔盐系统储备的热量进行再次加热,以进一步提高汽轮机的工作效率。其中,熔盐给水管路102与熔盐过热器301能够连通以形成高温蒸汽。
51.汽轮机主要作用是将第一股蒸汽和第二股蒸汽的部分热能转化为转子的动能,通过发电机将转子动能转变成电能。汽轮机包括超高压缸、高压缸、中压缸以及低压缸其中一者或者几者,各缸的缸体内部设置有同轴的转子,转子上设置有级结构,蒸汽在流过级结构时驱动转子转动。其中级结构包括动叶片和喷嘴组成,动叶片与转子固定连接,喷嘴与缸体固定,关于动叶片和喷嘴的结构本文不做详述。
52.本发明中熔盐加热器和锅炉再热器均是能够对汽轮机某一汽缸流出的部分蒸汽进行再加热,加热后的蒸汽可以通入下一级的汽缸中进行再次作功,以提高蒸汽作功效率。
53.本发明通过将熔盐储热系统产生的第二股蒸汽直接通入汽缸的指定位置,该指定位置处第一股蒸汽的能量级与熔盐储热系统的第二股蒸汽的能量级之差在预定范围。其中蒸汽的能量级可以通过温度、压力综合判断。对于熔盐蒸汽系统,第二股蒸汽的温度取决于熔盐温度,因而产生的蒸汽温度基本相同,能量级取决于介质来源。如熔盐过热器出口的蒸汽来源于锅炉给水,具有与超高压或高压缸进口压力相近的等级,熔盐过热蒸汽应进入第一个汽缸的第二个进汽口,熔盐加热器出口的蒸汽应该进入与锅炉再热蒸汽相对应的汽缸。
54.理论上,两种蒸汽的温度和压力大致相同或者相近,可以认为两种蒸汽的能级大致相同或者相近,在一种具体示例中,第二股蒸汽的温度与该处对应的缸体内部的第一股蒸汽的温度差值大小范围为0度至50度,例如指定位置处第一股蒸汽温度与通入的熔盐蒸汽温度差不超过10℃,在30%至80%负荷过程中该点温度变化不超过28℃与背景技术中熔盐储热系统蒸汽与锅炉蒸汽的耦合相比,本发明中在汽轮机的汽缸中选择与熔盐储热系统的蒸汽温度接近的通流位置,自该位置通入熔盐储热系统的第二蒸汽,这样无需对熔盐储热系统产生的蒸汽进行额外的加热,提高整个系统的能量利用率。
55.为了实现上述技术效果,本发明对汽轮机的汽缸结构进行了相应改进。
56.本发明所提供的汽轮机的汽缸,只要合理设置汽缸的材质及结构,该汽缸可以作为超高压缸、高压缸、中压缸或者低压缸使用。汽缸包括缸体,缸体具有汽流通道、隔板套、第一进汽口、第二进汽口和出汽口,汽流通道或隔板套可以容纳沿轴向排列的若干级结构。第一进汽口用于通入第一股蒸汽,第一进汽口连接锅炉供汽系统的蒸汽出口。自第一进汽口流入的第一股蒸汽经所有级结构流动至出汽口;第二进汽口用于通入第二股蒸汽,第二进汽口设置于缸体的指定位置,指定位置处第一股蒸汽的能量级与通入该位置的第二股蒸汽的能量级之差在预定范围内。
57.上述示例中,第一进汽口和出汽口可以分别靠近汽缸的两端部设置,第二进汽口设置于位于第一进汽口和出汽口之间的缸体侧壁,在一种具体示例中,第二进汽口位于相邻级结构所对应的缸体侧壁区段,该设置结构比较简单。
58.在一种具体的示例中,自外向内,第二进汽口包括依次连通的安装孔段、均汽腔7和混汽段11,安装孔段用于与第二股蒸汽的输送管路周向密封安装,具体地,安装孔段可以设置弹性密封套6,输送管路和安装孔段通过弹性密封套6周向密封安装。均汽腔7为沿缸体的周向延伸的环形腔,环形腔通过混汽段11连通汽流通道。这样第二股蒸汽可以先进入环形腔,环形腔可以起到压力缓冲的作用,降低第二股蒸汽通入缸体对汽轮机转子的扰动,有利于汽轮机稳定运行。
59.由于熔盐储热蒸汽在进入汽轮机通流之前在均汽腔7内被均匀化分布,因此在混汽段11内与来自锅炉的主流第一股蒸汽混合后不会对汽轮机通流内的蒸汽分布产生较大影响,不会引起流量集中,不会对汽轮机转子产生扰动。
60.混汽段11也可以为周向环绕的环形结构,这样第二股蒸汽自缸体内壁整个周向流出,有利于第二股蒸汽与第一股蒸汽的均匀混合,并且混汽段的通流面积比较大,第二股蒸汽的流动速度比较低,对缸体内部第一股蒸汽的流动影响比较小。
61.插管4的端部除了插入内缸之外,还可以插入隔板套,上述安装孔段、均汽腔7和混汽段11设置于隔板套上,隔板套上设置弹性密封套6,实现进汽插管4与隔板套之间的连通
和密封。
62.在一种具体示例中,混汽段11的内端口的出汽方向与第一股蒸汽的主流动方向非垂直,并且内端口朝向下游级结构,这样有利于第二股蒸汽朝下游流动。超高压缸、高压缸或中压缸。汽缸可以为单体缸,缸体为单层结构,汽缸当然也可以为双层缸体,尤其适用于较高压力的汽缸。缸体包括嵌套的内缸8和外缸5,安装孔段、均汽腔7和混汽段11设置于内缸8的侧壁,安装孔段安装有与其周向密封的插管4,插管4的外端部穿过外缸5并能够与第二蒸汽的外部管路连接。
63.双层缸体强度比较高,可以作为高压缸以及超高压缸使用。
64.在一种具体示例中,进汽插管4的外端部固定连接或者一体成型有法兰座4b,附图2中示出了插管4a与法兰座4b一体成型的示例,当然,插管4a与法兰座4b也可以为焊接结构。法兰座4b通过固定件13固定安装于外缸5。固定件13可以为螺钉或者螺栓连接。该插管结构能够吸收少量变形减小应力。
65.在一种具体示例中,进汽插管为裙摆式结构,插管法兰座4b远离外缸5的端部与插管4a固定连接或一体成型,法兰座4b与插管4a部分管段之间具有周向间隙,进汽插管靠近外缸5的一端与固定法兰座之间有环形空间,能够承受进汽插管小量变形,如图所示,法兰座4b通过螺钉13固定连接于外缸5,为了便于连接以及提高外缸5的使用强度,外缸5的外壁可以设置凸台,固定件将插管法兰固定连接于凸台。
66.汽缸的缸体通常包括两个可拆卸的结构,即缸体可以包括上缸体和下缸体,第二进汽口可以设置于上缸体、下缸体或垂直于水平中分面约45
°
处开口。所谓中分面是指上缸体和下缸体的结合面。
67.汽缸可以为单向流动汽缸,汽缸还可以为双流向汽缸,双流向汽缸包括对称的第一缸体和第二缸体,第一缸体和第二缸体内部均设置有级结构,第一进汽口设置于第一缸体和第二缸体之间,第一缸体和第二缸体相对远离的两端部设置有出汽口,第一缸体和第二缸体均设置有第二进汽口。请参考图1中,中压缸3的结构。
68.以下给出了两种蒸汽系统的具体实施方式。
69.在一种实例中,以图1为例,汽轮机设置有三个汽缸,沿流体流动方向分别为:高压缸1、中压缸2和低压缸3。图1中给水系统100提供的一部分锅炉给水管路101进入锅炉过热器201,该锅炉过热器可以为高压过热器或超高压过热器(超高压过热器主要用于于二次中间再热锅炉),锅炉过热器201产生的高温过热蒸汽通过第一蒸汽管路202以及第一主汽调节阀203调整流量后进入汽轮机高压缸1;高压缸1做完功后的高压蒸汽一部分经第一排汽管路210进入锅炉的第一锅炉再热器204进行再热,经过一次再热后的蒸汽通过第二蒸汽管路205并经第二主汽调节阀206调整后进入汽轮机的中压缸2;经中压缸2做完功后的蒸汽一部分经第三排汽管路212进入锅炉的第二锅炉再热器207进行再热,经过二次再热后的蒸汽通过第三蒸汽管路208并经第三主汽调节阀209调整后进入汽轮机的低压缸3进行做功。
70.由给水系统100提供的另一部分锅炉给水经熔盐给水管路102进入熔盐过热器301(对于二次中间再热汽轮机而言,该熔盐过热器为超高压熔盐储热),产生的超高压熔盐储热蒸汽经第一熔盐蒸汽管路302后,由第一熔盐蒸汽控制阀303调整后进入汽轮机高压缸1。
71.熔盐储热系统的蒸汽经插管4引入高压缸上设置的均汽腔7进行迅速均匀化分布后进入混汽段11,并与熔盐蒸汽汇入点上游级12来自锅炉的主流第一股蒸汽进行均匀混合
再流入汽轮机的汇入点下游级9。
72.从高压缸1排出的另一部分蒸汽通过第二排汽管路211进入第一熔盐加热器304,产生的高压熔盐储热蒸汽(第二股蒸汽)经第二蒸汽管路305后,由第一熔盐蒸汽控制阀306调整后进入汽轮机中压缸2的裙摆式进汽插管4。此第二股蒸汽与第一锅炉再热器204来的蒸汽混合后从中压缸2排出,排出的蒸汽一部分进入锅炉的第二锅炉再热器207,另一部分通过第四排汽管路213进入第二熔盐加热器307,被加热后的蒸汽经第三蒸汽管路308后,由第三熔盐蒸汽控制阀309调整后进入汽轮机低压缸3的插管4,此蒸汽与第二锅炉再热器207来的蒸汽混合后从中压缸3排出。
73.该实施方式中,汽轮机的高压缸1、中压缸2和低压缸3均采用上述汽缸结构,除常规的来自锅炉供汽系统200的第一股蒸汽在汽轮机各级结构内膨胀做功外,还要在汽轮机与熔盐储热系统的蒸汽能级匹配的指定位置接收熔盐储热系统产生的高温蒸汽,不同参数的熔盐储热蒸汽经各自的管道系统和调整阀门分别进入超高压缸或高压缸、中压缸或低压缸压力级内。熔盐储热系统的第二股蒸汽与锅炉产生的主流第一股蒸汽相混合并在其后的汽轮机下游级9中共同做功,实现汽轮机快速增加负荷,提高煤电机组运行灵活性的目的。
74.这样无需采用电加热或其它加热方式提高熔盐储热系统蒸汽温度,根据熔盐储热系统产生第二股蒸汽的温度,在汽轮机级组内部某级前能级相匹配的位置设置均汽腔和混汽段,根据熔盐储热系统的第二股蒸汽压力或熔盐储热系统的蒸汽来源分别进入超高压缸1(用于二次中间再热汽轮机)、高压缸2和中压缸3,与汽轮机级组某级前的蒸汽混合后进入此后各级共同做功,实现快速增加汽轮机负荷目的。
75.熔盐储热系统蒸汽不是从汽轮机各汽缸的阀门(如图1中标注第一进汽口203/206/209)进入缸体内腔,而是自相应汽缸的第二进汽口303/306/309流入汽轮机中间的相应级前。
76.请参考图3,在另一种具体实施方式中,锅炉供汽系统200中再热器的数量可以为一个,即锅炉供汽系统包括锅炉过热器201和一次再热器204,熔盐储热系统包括熔盐过热器301和第一熔盐加热器304,汽轮机包括两个汽缸:高压缸1和中压缸2,各部件的连接方式可以参考上文描述。图3中汽缸中i位置的放大图与图1中i处结构相同。
77.当然,锅炉中再热器的数量、熔盐储热系统中加热器的数量、汽轮机中汽缸的数量可以不局限于本文描述。也就是说,锅炉供汽系统具有锅炉过热器和n个锅炉再热器,熔盐储热系统包括熔盐过热器和n个熔盐加热器,汽缸的数量为n+1,分别为第一个汽缸至第n+1个汽缸,锅炉过热器的第一蒸汽出口连通第一个汽缸的第一进汽口,熔盐过热器的蒸汽出口连通第一个汽缸的第二进汽口,第一个汽缸的出汽口同时连通第一级熔盐加热器和第一级锅炉再热器。
78.第n个汽缸的第一进汽口、第二进汽口分别与第n-1锅炉再热器的第一蒸汽出口、第n-1熔盐再热器的第二蒸汽出口连通,第n级汽缸的出汽口同时连通第n级熔盐加热器和第n级锅炉再热器。
79.第n+1个汽缸的第一进汽口、第二进汽口分别与第n锅炉再热器的第一蒸汽出口、第n熔盐再热器的第二蒸汽出口连通,第n+1级汽缸的出汽口连通外部管路。
80.与各所述第一进汽口连通的管路,以及与各第二进汽口连通的管路上均设置有控制阀,以控制相应管路中的压力和汽流量等汽流参数。
81.以上对本发明所提供的一种汽缸及汽轮机、汽轮机耦合熔盐储热系统的蒸汽系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
技术特征:
1.一种汽轮机的汽缸,其特征在于,包括缸体,所述缸体具有汽流通道、第一进汽口、第二进汽口和出汽口,所述汽流通道设置有沿轴向排列的若干级结构;所述第一进汽口用于通入来自锅炉的第一股蒸汽,自所述第一进汽口流入的第一股蒸汽经所有所述级结构流动至所述出汽口;所述第二进汽口用于通入来自熔盐储热系统的第二股蒸汽,所述第二进汽口设置于所述缸体的指定位置,所述指定位置处的所述第一股蒸汽的能量级与所述第二股蒸汽的能量级之差在预定范围内。2.如权利要求1所述的汽轮机的汽缸,其特征在于,所述第二进汽口位于相邻所述级结构所对应的缸体侧壁区段。3.如权利要求2所述的汽轮机的汽缸,其特征在于,自外向内,所述第二进汽口包括依次连通的安装孔段、均汽腔和混汽段,所述安装孔段用于与所述第二股蒸汽的外部输送管路周向密封安装,所述均汽腔为沿所述缸体的周向延伸的环形腔,所述环形腔通过所述混汽段连通所述汽流通道。4.如权利要求3所述的汽轮机的汽缸,其特征在于,所述混汽段为周向环绕的环形结构,所述连通流道的内端口的出汽方向与所述第一股蒸汽的主流动方向非垂直,并且所述内端口朝向下游所述级结构。5.如权利要求3所述的汽轮机的汽缸,其特征在于,所述缸体包括嵌套的内缸和外缸,所述汽流通道位于所述内缸,所述安装孔段、所述均汽腔和所述混汽段设置于所述内缸,所述安装孔段安装有与其周向密封的进汽插管,所述进汽插管的外端部穿过所述外缸并能够与所述第二股蒸汽的外部管路连接;或者,所述缸体固定有隔板套,所述安装孔段、所述均汽腔和所述混汽段设置于所述隔板套,所述安装孔段安装有与其周向密封的进汽插管,所述进汽插管的外端部穿过所述外缸并能够与所述第二股蒸汽的外部管路连接。6.如权利要求5所述的汽轮机的汽缸,其特征在于,所述进汽插管包括插管和与所述插管一体成型的法兰座,所述法兰座通过固定件固定安装于所述外缸。7.如权利要求6所述的汽轮机的汽缸,其特征在于,所述法兰座与所述插管的部分管段之间具有周向间隙,所述外缸具有凸台,所述法兰座通过所述固定件固定于所述凸台。8.如权利要求1至7任一项所述的汽轮机的汽缸,其特征在于,所述汽缸为单流向汽缸或所述汽缸为双流向汽缸。9.汽轮机,其特征在于,包括至少一个权利要求1至8任一项所述的汽缸,所述汽缸为所述汽轮机的超高压缸、高压缸、中压缸或低压缸其中一者或者几者。10.一种汽轮机耦合熔盐储热系统的蒸汽系统,其特征在于,包括以下部件:锅炉供汽系统,用于提供第一股蒸汽,具有至少一个第一股蒸汽出口;熔盐储热系统,用于提供第二股蒸汽,具有至少一个第二股蒸汽出口;汽轮机,包括至少一个汽缸,所述熔盐储热系统的第二蒸汽出口直接与所述汽缸的指定位置连通,该指定位置处的第一股蒸汽的能量级与所述熔盐储热系统的第二股蒸汽的能量级之差在预定范围。11.如权利要求10所述的汽轮机耦合熔盐储热系统的蒸汽系统,其特征在于,所述汽轮
机包括至少一个权利要求1至8任一项所述的汽缸,所述熔盐储热系统的第二蒸汽出口连通所述汽缸的第二进汽口,所述锅炉供汽系统的第一蒸汽出口与所述汽缸的第一进汽口连通。12.如权利要求11所述的汽轮机耦合熔盐储热系统的蒸汽系统,其特征在于,所述锅炉供汽系统具有锅炉过热器和n个锅炉再热器,所述熔盐储热系统包括熔盐过热器和n个熔盐加热器,所述汽缸的数量为n+1,分别为第一个汽缸至第n+1个汽缸,所述锅炉过热器的第一蒸汽出口连通所述第一个汽缸的第一进汽口,所述熔盐过热器的蒸汽出口连通所述第一个汽缸的第二进汽口,所述第一个汽缸的出汽口同时连通第一级熔盐加热器和第一级锅炉再热器;所述第n个汽缸的第一进汽口、第二进汽口分别与所述第n-1锅炉再热器的第一蒸汽出口、所述第n-1熔盐再热器的第二蒸汽出口连通,所述第n级汽缸的出汽口同时连通第n熔盐加热器和第n锅炉再热器;所述第n+1个汽缸的第一进汽口、第二进汽口分别与所述第n锅炉再热器的第一蒸汽出口、所述第n熔盐再热器的第二蒸汽出口连通,所述第n+1汽缸的出汽口连通外部管路。13.如权利要求12所述的汽轮机耦合熔盐储热系统的蒸汽系统,其特征在于,所述锅炉再热器的数量为两个,分别为第一锅炉再热器和第二锅炉再热器;所述熔盐加热器的数量为两个,分别为第一熔盐加热器和第二熔盐加热器;所述汽轮机中汽缸的数量为三个,分别为第一汽缸、第二汽缸和第三汽缸;或者,所述锅炉再热器的数量为一个,所述熔盐加热器的数量为一个,所述汽缸的数量为两个;所述汽轮机中汽缸的数量为三个,分别为第一汽缸和第二汽缸。14.如权利要求11至13任一项所述的汽轮机耦合熔盐储热系统的蒸汽系统,其特征在于,与各所述第一进汽口连通的管路,以及与各所述第二进汽口连通的管路上均设置有控制阀,用于控制相应管路中的汽流参数。15.如权利要求11至14任一项所述的汽轮机耦合熔盐储热系统的蒸汽系统,其特征在于,所述第二股蒸汽的温度与所述指定位置处第一蒸汽的温度差值大小范围为0度至50度。
技术总结
本发明提供了一种汽缸及汽轮机、汽轮机耦合熔盐储热系统的蒸汽系统,该系统无需采用电加热或其它加热方式提高熔盐储热系统蒸汽温度来达到锅炉来汽温度,根据熔盐储热系统产生第二股蒸汽的温度,在汽轮机通流内部某级前与熔盐系统蒸汽能级相匹配的位置设置均汽腔和混汽段,根据熔盐储热系统的第二股蒸汽压力或熔盐储热系统的蒸汽来源分别进入汽轮机的高压缸和中压缸,与汽轮机内腔中某级结构前的第一股蒸汽混合后进入此后各级共同做功,实现快速增加汽轮机负荷目的。速增加汽轮机负荷目的。速增加汽轮机负荷目的。
技术研发人员:李殿成 王洪鹏 李文超 魏军 赵宇炜 武君 娄殿阁
受保护的技术使用者:北京怀柔实验室
技术研发日:2023.04.04
技术公布日:2023/8/9
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