專利名稱：雙軸汽輪發(fā)電機(jī)組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽輪發(fā)電機(jī)組，尤其涉及雙軸汽輪發(fā)電機(jī)組。
背景技術(shù)：
隨著一次能源的價(jià)格不斷提高，發(fā)電行業(yè)對(duì)火力發(fā)電廠中的汽輪發(fā)電機(jī)組的效率的追求越來越高，以降低發(fā)電廠的運(yùn)行成本。其中提高汽輪發(fā)電機(jī)組的參數(shù)是提高其效率的主要手段。近20年來汽輪機(jī)進(jìn)口的主蒸汽壓力從17MPa的亞臨界壓力發(fā)展到目前的27MPa的超超臨界壓力，溫度從538°C達(dá)到目前的600°C，再熱蒸汽溫度從538°C發(fā)展到 600°C。預(yù)計(jì)今后10年的下一代火電機(jī)組的主蒸汽壓力將達(dá)到35MPa，溫度將達(dá)到7°C，再熱蒸汽溫度將達(dá)到720V。隨著蒸汽參數(shù)的提高，對(duì)火電機(jī)組的材料提出越來越高的耐高溫和抗腐蝕的要求。其中連接鍋爐和汽輪機(jī)的主蒸汽管道、再熱蒸汽管道的材料從普通的合金鋼發(fā)展到高Cr的鐵素體合金鋼，預(yù)計(jì)用于700°C、720°C蒸汽參數(shù)的下一代火電機(jī)組的主蒸汽和再熱蒸汽管道將采用鎳基合金。管道材料等級(jí)的提高帶來管道價(jià)格大幅上升。目前 600°C等級(jí)的超超臨界火電機(jī)組的管道材料占機(jī)組的成本約6. 8%，將來700°C的下一代火電機(jī)組的管道材料單價(jià)可能提高5倍以上，這樣高的管道價(jià)格對(duì)700°C下一代機(jī)組的商業(yè)運(yùn)行可行性帶來很大的問題。汽輪發(fā)電機(jī)組為發(fā)電廠的主要設(shè)備，通常包括鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)。其工作原理是鍋爐燃燒產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)做功，使得汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，汽輪機(jī)與發(fā)電機(jī)相連帶動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)輸出電能。常規(guī)雙軸汽輪發(fā)電機(jī)組由鍋爐、汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)組成。雙軸汽輪發(fā)電機(jī)組主要有一次再熱機(jī)組和二次再熱機(jī)組兩種類型，汽輪機(jī)的各汽缸分布于兩個(gè)軸上，每軸分別與一臺(tái)發(fā)電機(jī)相連?，F(xiàn)有的雙軸機(jī)組的鍋爐有Π型鍋爐和塔式鍋爐兩種，如圖1所示為一次再熱雙軸機(jī)組，一般包括省煤器、水冷壁、過熱器11和再熱器12。汽輪發(fā)電機(jī)14中的汽輪機(jī)一般包括高壓缸、中壓缸和低壓缸等汽缸。一次再熱雙軸機(jī)組的兩個(gè)軸系通常按如下方式分配方式一，軸系1為高壓缸-低壓缸-發(fā)電機(jī)；軸系2為中壓缸-發(fā)電機(jī)；方式二，軸系1為高壓缸-中壓缸-發(fā)電機(jī)；軸系2為低壓缸-發(fā)電機(jī)。二次再熱雙軸機(jī)組的兩個(gè)軸系通常按如下方式分配方式一，軸系1為高壓缸-第一中壓缸-第二中壓缸-發(fā)電機(jī)；軸系2為低壓缸-發(fā)電機(jī)；方式二，軸系1為高壓缸-第一中壓缸-發(fā)電機(jī)；軸系2為第二中壓缸-低壓缸-發(fā)電機(jī)。鍋爐1和汽輪機(jī)之間的連接管道有主蒸汽管道112，冷再熱蒸汽管道IM和熱再熱蒸汽管道123。汽輪發(fā)電機(jī)14布置在通常的標(biāo)高為12m 17m的汽機(jī)房運(yùn)轉(zhuǎn)層，兩個(gè)軸系的汽輪發(fā)電機(jī)平行布置。鍋爐的過熱器出口聯(lián)箱110，再熱器的進(jìn)口聯(lián)箱122、出口聯(lián)箱121布置在鍋爐的上部，如1000MW鍋爐一般為80 90m左右。因此鍋爐1的出口和汽輪機(jī)的進(jìn)口的標(biāo)高相差較大，加上各管道的水平布置長(zhǎng)度，機(jī)爐之間的主蒸汽管道和再熱蒸汽管道的長(zhǎng)度較大。以1000MW機(jī)組塔式鍋爐為例，鍋爐過熱器出口聯(lián)箱110與汽輪機(jī)高壓缸之間的每根主蒸汽管道112長(zhǎng)度約為150m，且機(jī)組間的主蒸汽管道一般由走向相似的4根或2根管道組成，可見主蒸汽管道的總量較大。同樣地，汽輪機(jī)高壓缸至鍋爐再熱器進(jìn)口聯(lián)箱122的冷再熱蒸汽管道124的每根長(zhǎng)度約為160m，鍋爐再熱器出口聯(lián)箱121與汽輪機(jī)中壓缸進(jìn)口的熱再熱蒸汽管道123的也有約170m。冷再熱蒸汽管道IM和熱再熱蒸汽管道123也由走向相似的4根或2根管道組成，再熱蒸汽管道的總量也較大。如圖2所示，現(xiàn)有的一設(shè)想采用雙軸汽輪發(fā)電機(jī)高低位布置，即將雙軸中的一軸布置在鍋爐過熱器11和再熱器12出口區(qū)域，如1000MW鍋爐一般為80m 90m左右，稱為高置軸系141，將另一軸布置在通常標(biāo)高為1 ! 17m的汽機(jī)房運(yùn)轉(zhuǎn)層，稱為低置軸系142。這種方式可用于一次再熱機(jī)組，也可用于二次再熱機(jī)組。圖2所示的為二次再熱機(jī)組，其包括一次再熱器12a、二次再熱器12b，相應(yīng)地包含一次再熱器進(jìn)、出口聯(lián)箱12h、121a，二次再熱器進(jìn)出口聯(lián)箱122b、121b。對(duì)于一次再熱機(jī)組，兩個(gè)軸系通常按如下方式分配方式一， 高置軸系為高壓缸-中壓缸-發(fā)電機(jī)；低置軸系142為低壓缸-發(fā)電機(jī)；方式二，高置軸系為高壓缸-發(fā)電機(jī)；低置軸系為中壓缸-低壓缸-發(fā)電機(jī)。對(duì)于二次再熱機(jī)組，兩個(gè)軸系通常按如下方式分配方式一，高置軸系141為高壓缸-第一中壓缸-第二中壓缸-發(fā)電機(jī)； 低置軸系142為低壓缸-發(fā)電機(jī)；方式二，高置軸系141為高壓缸-第一中壓缸-發(fā)電機(jī); 低置軸系142為第二中壓缸-低壓缸-發(fā)電機(jī)。鍋爐和汽輪機(jī)之間的連接管道有主蒸汽管道112，冷再熱蒸汽管道(對(duì)應(yīng)二次再熱機(jī)組為一次冷再熱蒸汽管道1M1、二次冷再熱蒸汽管道1 、熱再熱蒸汽管道(對(duì)應(yīng)二次再熱機(jī)組為一次熱再熱蒸汽管道1231、二次熱再熱蒸汽管道1232)。兩個(gè)軸系如按高置軸系為高置軸系為高壓缸-第一中壓缸-第二中壓缸-發(fā)電機(jī)；低置軸系為低壓缸-發(fā)電機(jī)，雖然主蒸汽管道，第一、第二冷(熱)再熱蒸汽管道的長(zhǎng)度可降低到最短，但是需要設(shè)置第二中壓缸出口和低壓缸進(jìn)口的聯(lián)通管。由于第二中壓缸出口蒸汽壓力較低，聯(lián)通管的口徑較大，且由于高、低軸系的高差原因，聯(lián)通管長(zhǎng)度很長(zhǎng)。為了防止停機(jī)時(shí)聯(lián)通管內(nèi)余汽造成低壓缸超速，需要在聯(lián)通管上設(shè)置快速關(guān)斷閥門。為了在機(jī)組起停時(shí)和運(yùn)行時(shí)控制低壓缸轉(zhuǎn)速，需要在聯(lián)通管上設(shè)置調(diào)節(jié)汽閥。由于聯(lián)通管口徑很大， 快速關(guān)斷閥門和設(shè)置調(diào)節(jié)汽閥制造難度高，目前還沒有成熟的產(chǎn)品，且價(jià)格非常昂貴。兩個(gè)軸系如按高置軸系為高壓缸-第一中壓缸-發(fā)電機(jī)；低置軸系為第二中壓缸-低壓缸-發(fā)電機(jī)分配，雖然主蒸汽管道、第一冷(熱)再熱蒸汽管道、第二冷再熱蒸汽的長(zhǎng)度可以降低到最短，但是第二熱再熱蒸汽管道的長(zhǎng)度沒有降低，與現(xiàn)有機(jī)組一樣。現(xiàn)有超超臨界機(jī)組的主蒸汽管道、第一熱再熱蒸汽管道和第二熱再熱蒸汽管道的材料為價(jià)格最貴P92高溫合金鋼，因此采用這種布置方式，價(jià)格最貴的高溫合金鋼P(yáng)92鋼的用量降低得有限?？偟膩碚f，鍋爐和汽輪機(jī)之間的高溫高壓管道材料的價(jià)格的上升的原因之一是隨著蒸汽壓力和溫度的提高，管道單價(jià)上升；原因之二是高參數(shù)的機(jī)組基本上都是大容量的機(jī)組，機(jī)組容量越大，鍋爐越高，鍋爐的接口位置——主蒸汽出口聯(lián)箱和再熱蒸汽進(jìn)出口聯(lián)箱的標(biāo)高越高，鍋爐房和汽機(jī)房的體積越大，而汽輪機(jī)的布置高度增加很少，因此機(jī)爐連接的管道的兩端——鍋爐側(cè)和汽輪機(jī)側(cè)的距離越來越遠(yuǎn)，主蒸汽和再熱蒸汽管道的長(zhǎng)度越來越長(zhǎng)。因此，如果縮短主蒸汽和再熱蒸汽管道的長(zhǎng)度成為一項(xiàng)重要課題。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供雙軸汽輪發(fā)電機(jī)組，其可以將主蒸汽管道和/或再熱蒸汽管道的長(zhǎng)度明顯縮短。為實(shí)現(xiàn)所述目的的雙軸汽輪發(fā)電機(jī)組，包括汽輪發(fā)電機(jī)和鍋爐，其特點(diǎn)是，汽輪發(fā)電機(jī)設(shè)置在鍋爐的過熱器出口聯(lián)箱的附近，使得鍋爐和汽輪機(jī)的連接管道足夠短，汽輪發(fā)電機(jī)的標(biāo)高至少超過過熱器出口聯(lián)箱標(biāo)高的50%以上，汽輪發(fā)電機(jī)采用彈性基礎(chǔ)并由汽機(jī)房土建結(jié)構(gòu)支撐。所述的雙軸汽輪發(fā)電機(jī)組，其進(jìn)一步的特點(diǎn)是，汽輪發(fā)電機(jī)中的汽輪機(jī)為一次再熱汽輪機(jī)，鍋爐對(duì)應(yīng)地為一次再熱鍋爐，鍋爐過熱器出口聯(lián)箱和汽輪機(jī)高壓缸進(jìn)汽口通過主蒸汽管道相連，汽輪機(jī)高壓缸排汽口和鍋爐再熱器進(jìn)口聯(lián)箱通過冷再熱蒸汽管道相連， 鍋爐再熱器出口聯(lián)箱和汽輪機(jī)中壓缸通過熱再熱蒸汽管道相連。所述的雙軸汽輪發(fā)電機(jī)組，其進(jìn)一步的特點(diǎn)是，汽輪發(fā)電機(jī)中的汽輪機(jī)為二次再熱汽輪機(jī)，鍋爐對(duì)應(yīng)地為二次再熱鍋爐，鍋爐過熱器出口聯(lián)箱和汽輪機(jī)高壓缸進(jìn)汽口通過主蒸汽管道相連，汽輪機(jī)高壓缸排汽口和鍋爐一次再熱器進(jìn)口聯(lián)箱通過一次冷再熱蒸汽管道相連，鍋爐一次再熱器出口聯(lián)箱和汽輪機(jī)第一中壓缸通過一次熱再熱蒸汽管道相連，汽輪機(jī)第一中壓缸排汽和鍋爐二次再熱器進(jìn)口聯(lián)箱通過二次冷再熱蒸汽管道相連，鍋爐二次再熱器出口聯(lián)箱和汽輪機(jī)第二中壓缸通過二次熱再熱蒸汽管道相連。所述的雙軸汽輪發(fā)電機(jī)組，其進(jìn)一步的特點(diǎn)是，汽輪機(jī)為濕冷汽輪機(jī)或間接空冷汽輪機(jī)，汽輪機(jī)的低壓缸和冷凝器分離，并用排汽管相連。所述的雙軸汽輪發(fā)電機(jī)組，其進(jìn)一步的特點(diǎn)是，汽輪機(jī)為直接空冷汽輪機(jī)，汽輪機(jī)的低壓缸高于汽輪機(jī)的冷凝器。所述的雙軸汽輪發(fā)電機(jī)組，其進(jìn)一步的特點(diǎn)是，汽輪機(jī)為凝汽式汽輪機(jī)或抽凝式汽輪機(jī)。所述的雙軸汽輪發(fā)電機(jī)組，其進(jìn)一步的特點(diǎn)是，鍋爐為無再熱鍋爐，汽輪發(fā)電機(jī)中的汽輪機(jī)為無再熱汽輪機(jī)。所述的雙軸汽輪發(fā)電機(jī)組，其進(jìn)一步的特點(diǎn)是，所述鍋爐為Π型鍋爐或塔式鍋爐?，F(xiàn)有的雙軸汽輪發(fā)電機(jī)組的汽輪發(fā)電機(jī)通常布置在單獨(dú)的汽機(jī)房中的較低位置， 其機(jī)座坐落在與地面相連接的基礎(chǔ)上。但由于鍋爐較高，且鍋爐主汽、再熱接口位于鍋爐上部，故鍋爐與汽機(jī)之間連接的主汽、再熱蒸汽等高溫高壓的主蒸汽和再熱蒸汽管道的長(zhǎng)度較長(zhǎng)，管系成本較高；而且管道較長(zhǎng)，會(huì)導(dǎo)致流阻相應(yīng)增加，降低了機(jī)組的效率。目前建設(shè)的火力發(fā)電廠多為超臨界及以上高參數(shù)機(jī)組，主汽、再熱管道所用耐熱合金鋼的單價(jià)較高，主汽、再熱管系成本的變化對(duì)整體投資影響很大；對(duì)目前開發(fā)的更高參數(shù)的700°C機(jī)組，由于所用鎳基合金的單價(jià)更高，主汽、再熱管系成本的變化對(duì)甚至決定了整個(gè)項(xiàng)目投資的可行性。前述技術(shù)方案針對(duì)上述現(xiàn)有雙軸汽輪發(fā)電機(jī)組的缺點(diǎn)，將雙軸汽輪發(fā)電機(jī)均布置在靠近鍋爐過熱器出口聯(lián)箱和再熱器出口聯(lián)箱附近的高位，使得主蒸汽管道和再熱蒸汽管道的長(zhǎng)度降低到最小、降低主蒸汽管道和再熱蒸汽管道的阻力、散熱損失、降低再熱蒸汽管道的蒸汽容量和調(diào)節(jié)慣性。[0023]現(xiàn)有常規(guī)的濕冷和間接空冷火電機(jī)組的凝汽器與汽輪機(jī)低壓缸直接相連接，低壓缸和凝汽器都坐落在地面的基礎(chǔ)上，兩者距離相當(dāng)近，低壓缸無排汽管。前述技術(shù)方案與之不同之處在于將汽輪機(jī)低壓缸與凝汽器分離，用排汽管相連，使得低壓缸可布置在高位， 凝汽器常規(guī)布置在地面的基礎(chǔ)上。這種布置增加了低壓缸排汽管，由于排汽管阻力使得本發(fā)明的汽輪機(jī)的背壓有所上升，理論上汽輪機(jī)效率將略微降低。但是，這種布置降低了再熱蒸汽管道的阻力，使得汽輪機(jī)效率上升。對(duì)于一次再熱的濕冷和間接空冷機(jī)組兩者損益相抵，汽輪機(jī)總體效率基本不變，對(duì)于二次再熱的濕冷和間接空冷機(jī)組兩者損益相抵后汽輪機(jī)總體效率上升?，F(xiàn)有常規(guī)的直接空冷機(jī)組，空冷機(jī)組的汽輪機(jī)布置在低位，空冷凝汽器布置的汽機(jī)房外的高位平臺(tái)上，凝汽器高于汽輪機(jī)，低壓缸與空冷凝汽器蒸汽冷卻母管通過排汽管連接。前述技術(shù)方案與之不同之處在于將汽輪機(jī)布置在高位，空冷凝汽器布置位置不變， 低壓缸高于凝汽器。前述技術(shù)方案與常規(guī)直接空冷機(jī)組相比，低壓缸排汽管的阻力相差很小，而前述技術(shù)方案的再熱蒸汽管道的阻力下降較大，因此總體而言本發(fā)明對(duì)將提高直接空冷機(jī)組效率。

包括附圖是為提供對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步的理解，附圖示出了本發(fā)明的實(shí)施例，并與本說明書一起起到解釋本發(fā)明原理的作用。圖1是一種已有的雙軸汽輪發(fā)電機(jī)組的示意圖。圖2是一種設(shè)想的雙軸汽輪發(fā)電機(jī)組的示意圖。圖3是本發(fā)明的雙軸汽輪發(fā)電機(jī)組的第一實(shí)施例的示意圖。圖4是本發(fā)明的雙軸汽輪發(fā)電機(jī)組的第二實(shí)施例的示意圖。圖5是本發(fā)明的雙軸汽輪發(fā)電機(jī)組的第三實(shí)施例的示意圖。圖6是本發(fā)明的雙軸汽輪發(fā)電機(jī)組的第四實(shí)施例的示意圖。
具體實(shí)施方式
第一實(shí)施例如圖3所示，本實(shí)例的雙軸汽輪發(fā)電機(jī)組包括——鍋爐2，鍋爐2為本領(lǐng)域常用的一次再熱鍋爐，型式為Π型鍋爐或塔式鍋爐 (圖3所示為Π型鍋爐)，鍋爐外側(cè)配置有除氧煤倉(cāng)間25，除氧煤倉(cāng)間25位于汽機(jī)房?jī)?nèi)，鍋爐2的受熱面包括過熱器21和再熱器22及過熱器出口聯(lián)箱210、再熱氣出口聯(lián)箱221 ；——汽輪發(fā)電機(jī)Μ，含汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)，汽輪機(jī)為本領(lǐng)域常用的一次再熱雙軸凝汽式濕冷汽輪機(jī)或一次再熱雙軸凝汽式間接空冷汽輪機(jī)，包括一個(gè)高壓缸，一個(gè)中壓缸，兩個(gè)低壓缸；以高壓缸-低壓缸-電動(dòng)機(jī)為一軸系，以中壓缸-電動(dòng)機(jī)為另一軸系；——凝汽器23，用于濕冷汽輪機(jī)或間接空冷汽輪機(jī)，凝汽器與地面的基礎(chǔ)相連接， 布置在汽機(jī)房?jī)?nèi)較低的位置；汽輪機(jī)的低壓缸與凝汽器通過低壓缸排汽管241相連接；——主蒸汽管道212;——冷再熱蒸汽管道224 ；——熱再熱蒸汽管道223 ；[0040]——低壓缸排汽管道Ml。汽輪發(fā)電機(jī)M布置在汽機(jī)房的運(yùn)轉(zhuǎn)層，該運(yùn)轉(zhuǎn)層位于鍋爐過熱器出口聯(lián)箱210、 再熱器出口聯(lián)箱221附近，其具體位置應(yīng)該使得主蒸汽管道212、再熱蒸汽管道223的長(zhǎng)度盡可能短。汽輪發(fā)電機(jī)M的標(biāo)高在鍋爐2的過熱器出口聯(lián)箱210的標(biāo)高的50%以上，可以高出鍋爐。汽輪發(fā)電機(jī)M及其汽機(jī)房相對(duì)鍋爐2可能的布置位置有爐前、爐側(cè)和爐后。 汽輪發(fā)電機(jī)M的基座由汽機(jī)房的土建結(jié)構(gòu)支撐，基座采用彈性基礎(chǔ)。凝汽器23布置在汽機(jī)房的底層，由地面的基礎(chǔ)支撐。凝汽器23布置在汽輪機(jī)低壓缸排汽口下方，二者通過低壓缸排汽管道241相聯(lián)。汽機(jī)房的土建結(jié)構(gòu)和鍋爐鋼架相互連通成為一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，圖3 中未表示其結(jié)構(gòu)形式。鍋爐過熱器出口聯(lián)箱210的主蒸汽通過主蒸汽管道212進(jìn)入汽輪機(jī)高壓缸，高壓缸的排汽通過冷再熱蒸汽管道224進(jìn)入鍋爐再熱器進(jìn)口聯(lián)箱222。經(jīng)過鍋爐再熱器22加熱后的蒸汽經(jīng)由熱再熱蒸汽管道223進(jìn)入汽輪機(jī)中壓缸。汽輪機(jī)低壓缸的排汽通過排汽管 241進(jìn)入其下方的凝汽器23中。圖3所示的管道連接方式為示意。由于汽輪發(fā)電機(jī)M高位布置，使得機(jī)爐之間的連接的主蒸汽管道212和再熱蒸汽管道223、224的長(zhǎng)度較現(xiàn)有常規(guī)技術(shù)大大降低，節(jié)約了管道的投資。中壓缸與低壓缸的聯(lián)通管長(zhǎng)度很短，接近于單軸汽輪機(jī)的聯(lián)通管。雖然，采用了汽輪機(jī)高位布置造成汽機(jī)房土建結(jié)構(gòu)的投資有所上升，但是隨著機(jī)組參數(shù)的提高，管道節(jié)約的投資隨之上升而土建結(jié)構(gòu)增加的投資是不變的。據(jù)估算，對(duì)于超臨界機(jī)組，管道節(jié)約的投資與土建結(jié)構(gòu)增加的投資相當(dāng)，對(duì)于超超臨界機(jī)組，管道節(jié)約的投資大于土建結(jié)構(gòu)增加的投資，對(duì)于下一代火電機(jī)組， 兩者的差距將更加巨大。由于再熱蒸汽管道長(zhǎng)度大大降低，減少了再熱蒸汽的阻力損失，提高了汽輪機(jī)的效率，雖然低壓缸排汽管道提高了汽輪機(jī)的背壓使汽輪機(jī)效率有所下降，但兩者相抵，汽輪機(jī)的總體效率基本不變。主蒸汽、再熱蒸汽管道長(zhǎng)度的降低也減少了管道儲(chǔ)汽，降低了調(diào)節(jié)慣性，減少了管道散熱損失。第二實(shí)施例如圖4所示的實(shí)施例的雙軸汽輪發(fā)電機(jī)組包括——鍋爐3，鍋爐3為本領(lǐng)域常用的二次再熱鍋爐，型式為Π型鍋爐或塔式鍋爐 (圖4所示為Π型鍋爐)，鍋爐外側(cè)配置有除氧煤倉(cāng)間35，除氧煤倉(cāng)間35位于汽機(jī)房?jī)?nèi)； 鍋爐3的受熱面包括過熱器31和一次再熱器321、二次再熱器322、一次再熱器出口聯(lián)箱 3211、二次再熱器出口聯(lián)箱3212、過熱器出口聯(lián)箱210、一次再熱器進(jìn)口聯(lián)箱3221、二次再熱器進(jìn)口聯(lián)箱3222;—汽輪發(fā)電機(jī)34，汽輪發(fā)電機(jī)34包含汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)，汽輪機(jī)為本領(lǐng)域常用的二次再熱雙軸凝汽式濕冷汽輪機(jī)或二次再熱雙軸凝汽式間接空冷汽輪機(jī)，包括一個(gè)高壓缸，一個(gè)第一中壓缸，一個(gè)第二中壓缸和兩個(gè)低壓缸，以高壓缸-第一中低壓缸-電動(dòng)機(jī)為一軸系，以第二中壓缸-低壓缸-電動(dòng)機(jī)為另一軸系，或以高壓缸-第一中低壓缸-第二中壓缸-電動(dòng)機(jī)為一軸系，以低壓缸-電動(dòng)機(jī)為另一軸系，兩個(gè)軸系可順列布置，也可平行布置；——凝汽器33，用于濕冷汽輪機(jī)或間接空冷汽輪機(jī)，凝汽器與地面的基礎(chǔ)相連接， 布置在汽機(jī)房?jī)?nèi)較低的位置；汽輪機(jī)的低壓缸與凝汽器通過低壓缸排汽管341相連接；——主蒸汽管道312;[0050]—一次冷再熱蒸汽管道3241；——一次熱再熱蒸汽管道3231 ；—二次冷再熱蒸汽管道3242 ；—二次熱再熱蒸汽管道3232 ；—低壓缸排汽管道；341；圖4所示的實(shí)施例中，尤其值得注意的是，汽輪發(fā)電機(jī)34布置在汽機(jī)房的運(yùn)轉(zhuǎn)層， 該運(yùn)轉(zhuǎn)層應(yīng)位于鍋爐過熱器31和再熱器321、322的出口聯(lián)箱310、3211、3212的附近，其具體位置應(yīng)該使得主蒸汽管道312、一次再熱蒸汽管道3231、3對(duì)1、二次再熱蒸汽管道3232、 3242的長(zhǎng)度盡可能短，相對(duì)于現(xiàn)有的構(gòu)造，汽輪發(fā)電機(jī)34的標(biāo)高在過熱器出口聯(lián)箱標(biāo)高的 50%以上。汽輪發(fā)電機(jī)34及其汽機(jī)房相對(duì)鍋爐可能的布置位置有爐前、爐側(cè)和爐后。汽輪發(fā)電機(jī)34基座由汽機(jī)房的土建結(jié)構(gòu)支撐，基座采用彈性基礎(chǔ)。凝汽器33布置在汽機(jī)房的底層，由地面的基礎(chǔ)支撐。凝汽器33布置在汽輪機(jī)低壓缸排汽口下方，二者通過低壓缸排汽管道341相聯(lián)。汽機(jī)房的土建結(jié)構(gòu)和鍋爐鋼架相互連通成為一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，圖4未表示結(jié)構(gòu)形式。鍋爐過熱器出口聯(lián)箱310的主蒸汽通過主蒸汽管道312進(jìn)入汽輪機(jī)高壓缸，高壓缸的排汽通過一次冷再熱蒸汽管道3241進(jìn)入鍋爐一次再熱器進(jìn)口聯(lián)箱3221。經(jīng)過鍋爐一次再熱器321加熱后的蒸汽從一次再熱器出口聯(lián)箱3211流出，進(jìn)入一次熱再熱蒸汽管道 3231，再進(jìn)入汽輪機(jī)第一中壓缸。第一中壓缸的排汽通過二次冷再熱蒸汽管道3242進(jìn)入鍋爐二次再熱器進(jìn)口聯(lián)箱3222。經(jīng)過鍋爐二次再熱器322加熱后，從二次再熱器出口聯(lián)箱 3212進(jìn)入到二次熱再熱蒸汽管道3232，再進(jìn)入汽輪機(jī)第二中壓缸。汽輪機(jī)低壓缸的排汽通過排汽管341進(jìn)入其下方的凝汽器33中。圖4所示的管道連接方式為示意。本實(shí)施例中由于汽輪發(fā)電機(jī)高位布置，使得機(jī)爐之間的連接的主蒸汽管道、一次再熱蒸汽管道和二次再熱蒸汽管道的長(zhǎng)度較現(xiàn)有常規(guī)技術(shù)大大降低，節(jié)約了管道的投資。 上述兩種汽缸分配方式的第二中壓缸與低壓缸的聯(lián)通管長(zhǎng)度均很短。雖然，采用了汽輪機(jī)高位布置造成汽機(jī)房土建結(jié)構(gòu)的投資有所上升，但是隨著機(jī)組參數(shù)的提高，管道節(jié)約的投資數(shù)額隨之上升而土建結(jié)構(gòu)增加的投資是不變的，而且由于本實(shí)例是二次再熱機(jī)組，管道的節(jié)約量更加可觀。據(jù)估算，對(duì)于超臨界機(jī)組及以上參數(shù)，管道節(jié)約的投資大于土建結(jié)構(gòu)增加的投資，對(duì)于下一代火電機(jī)組，兩者的差距將更加巨大。由于一次和二次再熱蒸汽管道長(zhǎng)度大大降低，減少了再熱蒸汽的阻力損失，提高了汽輪機(jī)的效率，雖然低壓缸排汽管道提高了汽輪機(jī)的背壓使汽輪機(jī)效率有所下降，但兩者相抵，汽輪機(jī)的總體效率上升。主蒸汽、再熱蒸汽管道長(zhǎng)度的降低也減少了管道儲(chǔ)汽，降低了調(diào)節(jié)慣性，減少了管道散熱損失。第三實(shí)施例如圖5所示，本實(shí)例的雙軸汽輪發(fā)電機(jī)組包括——鍋爐4，鍋爐4為本領(lǐng)域常用的一次再熱鍋爐，型式為Π型鍋爐或塔式鍋爐 (圖5為Π型鍋爐)或其他型式的鍋爐，鍋爐外側(cè)配置有除氧煤倉(cāng)間45，除氧煤倉(cāng)間45位于汽機(jī)房?jī)?nèi)；鍋爐4的受熱面包括過熱器41和再熱器42、再熱器進(jìn)口聯(lián)箱422、再熱器出口聯(lián)箱421、過熱器出口聯(lián)箱410;——汽輪發(fā)電機(jī)44，包括發(fā)電機(jī)和汽輪機(jī)，汽輪機(jī)為本領(lǐng)域常用的一次再熱雙軸凝汽式直接空冷汽輪機(jī)，包括一個(gè)高壓缸，一個(gè)中壓缸，兩個(gè)低壓缸；以高壓缸-低壓缸-電動(dòng)機(jī)為一軸系，以中壓缸-電動(dòng)機(jī)為另一軸系，兩個(gè)軸系可順列布置，也可平行布置；——空冷凝汽器43，用于直接空冷汽輪機(jī)，空冷凝汽器通常布置在汽機(jī)房外的高位平臺(tái)上，汽輪機(jī)的低壓缸與空冷島上的空冷凝汽器43通過低壓缸排汽管441相連接；——主蒸汽管道412;——冷再熱蒸汽管道424 ；——熱再熱蒸汽管道423 ；——低壓缸排汽管道441 ；尤其值得一提的是，汽輪發(fā)電機(jī)44布置在汽機(jī)房的運(yùn)轉(zhuǎn)層，該運(yùn)轉(zhuǎn)層位于鍋爐過熱器41、再熱器42的出口聯(lián)箱410、421附近，其具體位置應(yīng)該使得主蒸汽管道412、再熱蒸汽管道423、424的長(zhǎng)度盡可能短，相對(duì)于現(xiàn)有的構(gòu)造，汽輪發(fā)電機(jī)34的標(biāo)高在過熱器出口聯(lián)箱標(biāo)高的50%以上。汽輪發(fā)電機(jī)44及其汽機(jī)房相對(duì)鍋爐4的可能的布置位置有爐前、爐側(cè)和爐后。汽輪發(fā)電機(jī)44的基座由汽機(jī)房的土建結(jié)構(gòu)支撐，基座采用彈性基礎(chǔ)。空冷凝汽器43 (設(shè)置在一空冷島46上)布置在汽輪機(jī)外的高位平臺(tái)上。汽機(jī)房的土建結(jié)構(gòu)和鍋爐鋼架相互連通成為一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，圖5未表示結(jié)構(gòu)形式。鍋爐過熱器出口聯(lián)箱410的主蒸汽通過主蒸汽管道412進(jìn)入汽輪機(jī)高壓缸，高壓缸的排汽通過冷再熱蒸汽管道似4進(jìn)入鍋爐再熱器進(jìn)口聯(lián)箱422。經(jīng)過鍋爐再熱器42加熱后蒸汽通過再熱器出口聯(lián)箱421進(jìn)入到熱再熱蒸汽管道423，再進(jìn)入汽輪機(jī)中壓缸。汽輪機(jī)低壓缸的排汽通過排汽管441進(jìn)入空冷凝汽器43中。圖5所示的管道連接方式為示意。本實(shí)施例中由于汽輪發(fā)電機(jī)44高位布置，使得機(jī)爐之間的連接的主蒸汽管道和再熱蒸汽管道的長(zhǎng)度較現(xiàn)有常規(guī)技術(shù)大大降低，節(jié)約了管道的投資。中壓缸與低壓缸的聯(lián)通管長(zhǎng)度很短，接近于單軸汽輪機(jī)的聯(lián)通管。雖然，采用了汽輪機(jī)高位布置造成汽機(jī)房土建結(jié)構(gòu)的投資有所上升，但是隨著機(jī)組參數(shù)的提高，管道節(jié)約的投資數(shù)額隨之上升而土建結(jié)構(gòu)增加的投資是不變的。據(jù)估算，對(duì)于超臨界機(jī)組，管道節(jié)約的投資與土建結(jié)構(gòu)增加的投資相當(dāng)，對(duì)于超超臨界機(jī)組，管道節(jié)約的投資大于土建結(jié)構(gòu)增加的投資，對(duì)于下一代火電機(jī)組，兩者的差距將更加巨大。由于再熱蒸汽管道長(zhǎng)度大大降低，減少了再熱蒸汽的阻力損失，提高了汽輪機(jī)的效率。低壓缸排汽管道排入空冷凝汽器，與現(xiàn)有直接空冷機(jī)組相比，汽輪機(jī)背壓基本不變。得益于再熱蒸汽阻力的下降，汽輪機(jī)的總體效率上升。主蒸汽、再熱蒸汽管道長(zhǎng)度的降低也減少了管道儲(chǔ)汽，降低了調(diào)節(jié)慣性，減少了管道散熱損失。第四實(shí)施例如圖6所示的雙軸汽輪發(fā)電機(jī)組包括——鍋爐5，鍋爐5為本領(lǐng)域常用的二次再熱鍋爐，型式為Π型鍋爐或塔式鍋爐 (圖6所示為Π型鍋爐)或其他型式的鍋爐，鍋爐5外側(cè)配置有除氧煤倉(cāng)間55，除氧煤倉(cāng)間55位于汽機(jī)房?jī)?nèi)；鍋爐的受熱面包括過熱器51和一次再熱器521、二次再熱器522、一次再熱器出口聯(lián)箱5211、二次再熱器出口聯(lián)箱5212、過熱器出口聯(lián)箱510、一次再熱器進(jìn)口聯(lián)箱5221、二次再熱器進(jìn)口聯(lián)箱5222 ；—汽輪發(fā)電機(jī)Μ，包括發(fā)電機(jī)和汽輪機(jī)，汽輪機(jī)為本領(lǐng)域常用的二次再熱雙軸凝汽式直接空冷汽輪機(jī)，包括一個(gè)高壓缸，一個(gè)第一中壓缸，一個(gè)第二中壓缸和兩個(gè)低壓缸；以高壓缸-第一中低壓缸-電動(dòng)機(jī)為一軸系，以第二中壓缸-低壓缸-電動(dòng)機(jī)為另一軸系，或以高壓缸-第一中低壓缸-第二中壓缸-電動(dòng)機(jī)為一軸系，以低壓缸-電動(dòng)機(jī)為另一軸系，兩個(gè)軸系可順列布置，也可平行布置；—空冷凝汽器53，位于一空冷島56上，用于直接空冷汽輪機(jī)，空冷凝汽器通常布置在汽機(jī)房外的高位平臺(tái)上，汽輪機(jī)的低壓缸與空冷島上的空冷凝汽器53通過低壓缸排汽管541相連接；——主蒸汽管道512;—一次冷再熱蒸汽管道5241；—一次熱再熱蒸汽管道5231；；—二次冷再熱蒸汽管道5242 ；—二次熱再熱蒸汽管道5232 ；——低壓缸排汽管道Ml ；尤其值得一提的是，汽輪發(fā)電機(jī)M布置在汽機(jī)房的運(yùn)轉(zhuǎn)層，該運(yùn)轉(zhuǎn)層位于鍋爐過熱器51和再熱器521、522的出口聯(lián)箱510、5211、5212附近，其具體位置應(yīng)該使得主蒸汽管道512、一次再熱蒸汽管道5231、5對(duì)1、二次再熱蒸汽管道5232、5242的長(zhǎng)度盡可能短，相對(duì)于現(xiàn)有的構(gòu)造，汽輪發(fā)電機(jī)34的標(biāo)高在過熱器出口聯(lián)箱標(biāo)高的50%以上。汽輪發(fā)電機(jī)M 及其汽機(jī)房相對(duì)鍋爐的可能的布置位置有爐前、爐側(cè)和爐后。汽輪發(fā)電機(jī)M的基座由汽機(jī)房的土建結(jié)構(gòu)支撐，基座采用彈性基礎(chǔ)?？绽淠?3布置在汽機(jī)房外的高位平臺(tái)上。汽機(jī)房的土建結(jié)構(gòu)和鍋爐鋼架相互連通成為一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，圖6未表示結(jié)構(gòu)形式。鍋爐過熱器出口聯(lián)箱510的主蒸汽通過主蒸汽管道512進(jìn)入汽輪機(jī)高壓缸，高壓缸的排汽通過一次冷再熱蒸汽管道5241進(jìn)入鍋爐一次再熱器進(jìn)口聯(lián)箱5221。經(jīng)過鍋爐一次再熱器521加熱后的蒸汽從一次再熱器出口聯(lián)箱5211流出，進(jìn)入一次熱再熱蒸汽管道 5231，再進(jìn)入汽輪機(jī)第一中壓缸。第一中壓缸的排汽通過二次冷再熱蒸汽管道5242進(jìn)入鍋爐二次再熱器進(jìn)口聯(lián)箱5222。經(jīng)過鍋爐二次再熱器522加熱后，從二次再熱器出口聯(lián)箱 5212進(jìn)入到二次熱再熱蒸汽管道5232，再進(jìn)入汽輪機(jī)第二中壓缸。汽輪機(jī)低壓缸的排汽通過排汽管541進(jìn)入空冷凝汽器53中。本圖所示的管道連接方式為示意。本實(shí)施例中由于汽輪發(fā)電機(jī)高位布置，使得機(jī)爐之間的連接的主蒸汽管道、一次再熱蒸汽管道和二次再熱蒸汽管道的長(zhǎng)度較現(xiàn)有常規(guī)技術(shù)大大降低，節(jié)約了管道的投資。 上述兩種汽缸分配方式的第二中壓缸與低壓缸的聯(lián)通管長(zhǎng)度均很短。雖然，采用了汽輪機(jī)高位布置造成汽機(jī)房土建結(jié)構(gòu)的投資有所上升，但是隨著機(jī)組參數(shù)的提高，管道節(jié)約的投資數(shù)額隨之上升而土建結(jié)構(gòu)增加的投資是不變的，而且由于本實(shí)例是二次再熱機(jī)組，管道的節(jié)約量更加可觀。據(jù)估算，對(duì)于超臨界機(jī)組及以上參數(shù)，管道節(jié)約的投資大于土建結(jié)構(gòu)增加的投資，對(duì)于下一代火電機(jī)組，兩者的差距將更加巨大。由于一次和二次再熱蒸汽管道長(zhǎng)度大大降低，減少了再熱蒸汽的阻力損失，提高了汽輪機(jī)的效率。低壓缸排汽管道排入空冷凝汽器，與現(xiàn)有直接空冷機(jī)組相比，汽輪機(jī)背壓基本不變。得益于再熱蒸汽阻力的下降，汽輪機(jī)的總體效率上升。主蒸汽、再熱蒸汽管道長(zhǎng)度的降低也減少了管道儲(chǔ)汽，降低了調(diào)節(jié)慣性，減少了管道散熱損失。本領(lǐng)域技術(shù)人員可顯見，可對(duì)本發(fā)明的上述示例性實(shí)施例進(jìn)行各種修改和變型而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。因此，旨在使本發(fā)明覆蓋落在所附權(quán)利要求書及其等效技術(shù)方案范圍內(nèi)的對(duì)本發(fā)明的修改和變型。
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權(quán)利要求1.雙軸汽輪發(fā)電機(jī)組，包括汽輪發(fā)電機(jī)和鍋爐，其特征在于，汽輪發(fā)電機(jī)設(shè)置在鍋爐的過熱器出口聯(lián)箱的附近，使得鍋爐和汽輪機(jī)的連接管道足夠短，汽輪發(fā)電機(jī)的標(biāo)高至少超過過熱器出口聯(lián)箱標(biāo)高的50%以上，汽輪發(fā)電機(jī)采用彈性基礎(chǔ)并由汽機(jī)房土建結(jié)構(gòu)支撐。
2.如權(quán)利要求1所述的雙軸汽輪發(fā)電機(jī)組，其特征在于，汽輪發(fā)電機(jī)中的汽輪機(jī)為一次再熱汽輪機(jī)，鍋爐對(duì)應(yīng)地為一次再熱鍋爐，鍋爐過熱器出口聯(lián)箱和汽輪機(jī)高壓缸進(jìn)汽口通過主蒸汽管道相連，汽輪機(jī)高壓缸排汽口和鍋爐再熱器進(jìn)口聯(lián)箱通過冷再熱蒸汽管道相連，鍋爐再熱器出口聯(lián)箱和汽輪機(jī)中壓缸通過熱再熱蒸汽管道相連。
3.如權(quán)利要求1所述的雙軸汽輪發(fā)電機(jī)組，其特征在于，汽輪發(fā)電機(jī)中的汽輪機(jī)為二次再熱汽輪機(jī)，鍋爐對(duì)應(yīng)地為二次再熱鍋爐，鍋爐過熱器出口聯(lián)箱和汽輪機(jī)高壓缸進(jìn)汽口通過主蒸汽管道相連，汽輪機(jī)高壓缸排汽口和鍋爐一次再熱器進(jìn)口聯(lián)箱通過一次冷再熱蒸汽管道相連，鍋爐一次再熱器出口聯(lián)箱和汽輪機(jī)第一中壓缸通過一次熱再熱蒸汽管道相連，汽輪機(jī)第一中壓缸排汽和鍋爐二次再熱器進(jìn)口聯(lián)箱通過二次冷再熱蒸汽管道相連，鍋爐二次再熱器出口聯(lián)箱和汽輪機(jī)第二中壓缸通過二次熱再熱蒸汽管道相連。
4.如權(quán)利要求2或3所述的雙軸汽輪發(fā)電機(jī)組，其特征在于，汽輪機(jī)為濕冷汽輪機(jī)或間接空冷汽輪機(jī)，汽輪機(jī)的低壓缸和冷凝器分離，并用排汽管相連。
5.如權(quán)利要求2或3所述的雙軸汽輪發(fā)電機(jī)組，其特征在于，汽輪機(jī)為直接空冷汽輪機(jī)，汽輪機(jī)的低壓缸高于汽輪機(jī)的冷凝器。
6.如權(quán)利要求2或3所述的雙軸汽輪發(fā)電機(jī)組，其特征在于，汽輪機(jī)為凝汽式汽輪機(jī)或抽凝式汽輪機(jī)。
7.如權(quán)利要求1所述的雙軸汽輪發(fā)電機(jī)組，其特征在于，鍋爐為無再熱鍋爐，汽輪發(fā)電機(jī)中的汽輪機(jī)為無再熱汽輪機(jī)。
8.如權(quán)利要求1所述的雙軸汽輪發(fā)電機(jī)組，其特征在于，所述鍋爐為Π型鍋爐或塔式鍋爐。
專利摘要一種雙軸汽輪發(fā)電機(jī)組可以將主蒸汽管道和/或再熱蒸汽管道的長(zhǎng)度明顯縮短，包括汽輪發(fā)電機(jī)和鍋爐，其特點(diǎn)是，汽輪發(fā)電機(jī)設(shè)置在鍋爐的過熱器出口聯(lián)箱的附近使得鍋爐和汽輪機(jī)的連接管道足夠短，汽輪發(fā)電機(jī)的標(biāo)高至少應(yīng)超過過熱器出口聯(lián)箱標(biāo)高的50％以上，汽輪發(fā)電機(jī)采用彈性基礎(chǔ)并由汽機(jī)房土建結(jié)構(gòu)支撐。
文檔編號(hào)F01K11/02GK202100284SQ201120195750
公開日2012年1月4日 申請(qǐng)日期2011年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月10日
發(fā)明者葉勇健, 施剛夜, 林磊, 申松林, 陳仁杰 申請(qǐng)人:中國(guó)電力工程顧問集團(tuán)華東電力設(shè)計(jì)院