而使得低压 缸2的速比X始终在最佳的设计范围内，进而保证低压缸叶片的效率和安全性，从而汽轮机 机组的安全运行，且还提高了汽轮机机组的经济性。另外，本申请仅仅是在高中压缸1的第 一转子轴11和低压缸2的第二转子轴21之间增设一个变速机构3就可达到汽轮机机组在高 背压、低背压时均具有较好经济性和安全性的效果，相较于现有技术中汽轮机不同运行背 压需更换转子的方式而言，本申请的成本非常低，且操作非常方便。
[0035] 进一步地，本申请涉及的变转速汽轮机也可应用于大容量功率的供热机组中，当 机组的中排抽汽量较大时，低压缸2的进汽流量减少、进汽压力降低，则低压缸2的焓降Ah 减少，此时，变速机构3用于降低低压缸2的第二转子轴21的转速η，且低压缸2的转速η的减 少量与低压缸2的蒸汽焓降Ah的减少量相对应，以达到维持低压缸2的速比X在最佳范围 内，保证机组的运行安全性和经济性。
[0036]同理，当汽轮机的排汽压力降低或进汽流量增加(进汽压力升高)时，所述低压缸2 的蒸汽焓降Ah增加，则通过变速机构3可增加低压缸2的第二转子轴21的转速n，且低压缸2 的转速η的增加量与低压缸2的蒸汽焓降Ah的增加量相对应；当汽轮机的排汽压力升高或 进汽流量减少(进汽压力降低)时，所述低压缸2的蒸汽焓降Ah减少，则通过变速机构3可降 低低压缸2的第二转子轴21的转速η，且低压缸2的转速η的减少量与低压缸2的蒸汽焓降Δ h 的减少量相对应，使得低压缸2的速比X维持在最佳范围内，最终保证机组的运行安全性和 经济性、且维持低压缸2具有较高的效率。
[0037] 优选地，所述高中压缸1的第一转子轴11和低压缸2的第二转子轴21可以同轴线， 也可以不同轴线、错位设置，故所述变速机构3可以采用变速箱、调速器、变速器、齿轮箱等， 且变速机构3具有多个调节档位，即可以调节第二转子轴21至第一转子11的传动比具有多 个不同的数值。
[0038] 进一步地，本申请还提供一种变转速汽轮机供热系统，如图2所示，该变转速汽轮 机供热系统包括给水栗汽机4、汽轮机的中压缸和低压缸2、凝汽器5、二级加热器6和居民供 热管7，所述中压缸的排汽口通过管道与低压缸2的进汽口相连接，所述给水栗汽机4的出口 和低压缸2的排汽口均通过管道与凝汽器5的入口相连接，所述凝汽器5的出口通过管道与 二级加热器6的进口相连接，所述二级加热器6的出口通过管道与居民供热管7的入口端相 连接，所述居民供热管7的出口端通过管道与凝汽器5的入口相连接，所述中压缸上还设有 中排调整抽汽口，该中排调整抽汽口通过中排调整抽汽管道8与二级加热器6的进口相连 接。所述汽轮机为上述所述的变转速汽轮机，故该汽轮机的中压缸具有第一转子轴11，该汽 轮机的低压缸2具有第二转子轴21，第一转子轴11和第二转子轴21通过一变速机构3相连 接；当汽轮机的运行背压升高时，所述低压缸2的蒸汽焓降Ah减少，所述变速机构3用于降 低低压缸2的第二转子轴21的转速η，且低压缸2的转速η的减少量与低压缸2的蒸汽焓降Δ h 的减少量相对应;当汽轮机的运行背压降低时，所述低压缸2的蒸汽焓降Ah增加，所述变速 机构3用于增加低压缸2的第二转子轴21的转速n，且低压缸2的转速η的增加量与低压缸2的 蒸汽焓降△ h的增加量相对应。
[0039] 将本申请涉及的变转速汽轮机应用到冬季供热系统中，采用热网的回水作为凝汽 器5的循环水，汽轮机的低压排汽直接加热供热管网的循环水，且汽轮机的中排调整抽汽再 次加热供热管网的循环水，以减少凝汽器5的冷源损失，增大热网供热量，从而符合节能减 排的要求。另外，当供热系统中的变转速汽轮机在采暖期时，其是高背压运行，相应地，采暖 期工况下汽轮机机组中的低压缸2的转速降低，使得采暖期工况下汽轮机机组中的低压缸2 的速比X在最佳范围内；当供热系统中的变转速汽轮机在非采暖期时，其是低背压运行，相 应地，非采暖期工况下汽轮机机组中的低压缸2的转速增加，通用使得非采暖期工况下汽轮 机机组中的低压缸2的速比X在最佳范围内，故汽轮机机组在任何工况下都具有较好的安全 性和经济性。
[0040] 本实施例中，所述中排调整抽汽管道8上设有调节阀9,用于打开或关闭中排调整 抽汽管道8,或用于调节中排调整抽汽量的大小;所述低压缸2为双流低压缸。
[0041 ]综上所述，本申请具有以下有益效果：
[0042] 1、背压供热机组:与现有技术中双转子的方式相比，可以减少电厂的多一套低压 转子的投资，且无需每年两次更换低压转子的时间和费用，故能大大降低机组的成本，节省 经济成本和时间成本;与现有技术中直接截断叶片或采用短叶片相比，可以大大提高机组 在非采暖期的经济性。
[0043] 2、抽凝供热机组:提高供热公开的运行经济性。
[0044] 3、常规纯凝机组:提高夏季高背压工况的运行经济性。
[0045] 所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[0046] 上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新 型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行 修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精 神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
【主权项】
1. 一种变转速汽轮机，包括具有第一转子轴的高中压缸和具有第二转子轴的低压缸， 所述低压缸的速比X为式中：η为低压缸的第二转子轴的转速，D为低压缸的叶 片级的直径，Ah为低压缸的蒸汽焓降，m为低压缸的总级数;其特征在于:还包括一变速机 构，所述变速机构的输出端与所述第一转子轴相连接，所述变速机构的输入端与所述第二 转子轴相连接； 当汽轮机的运行背压升高时，所述低压缸的蒸汽焓降Ah减少，所述变速机构用于降低 低压缸的第二转子轴的转速η，且低压缸的转速η的减少量与低压缸的蒸汽焓降△ h的减少 量相对应； 当汽轮机的运行背压降低时，所述低压缸的蒸汽焓降Ah增加，所述变速机构用于增加 低压缸的第二转子轴的转速η，且低压缸的转速η的增加量与低压缸的蒸汽焓降△ h的增加 量相对应。2. 根据权利要求1所述的变转速汽轮机，其特征在于:所述变速机构为变速箱、调速器、 变速器、齿轮箱中的一种。3. 根据权利要求1所述的变转速汽轮机，其特征在于：当汽轮机的排汽压力降低或进汽 流量增加时，所述低压缸的蒸汽焓降Ah增加，所述变速机构用于增加低压缸的第二转子轴 的转速η，且低压缸的转速η的增加量与低压缸的蒸汽焓降△ h的增加量相对应； 当汽轮机的排汽压力升高或进汽流量减少时，所述低压缸的蒸汽焓降A h减少，所述变 速机构用于降低低压缸的第二转子轴的转速n，且低压缸的转速η的减少量与低压缸的蒸汽 洽降△ h的减少量相对应。4. 一种变转速汽轮机供热系统，其特征在于:包括给水栗汽机、汽轮机的中压缸和低压 缸、凝汽器、二级加热器和居民供热管，所述中压缸的排汽口通过管道与低压缸的进汽口相 连接，所述给水栗汽机的出口和低压缸的排汽口均通过管道与凝汽器的入口相连接，所述 凝汽器的出口通过管道与二级加热器的进口相连接，所述二级加热器的出口通过管道与居 民供热管的入口端相连接，所述居民供热管的出口端通过管道与凝汽器的入口相连接，所 述中压缸上还设有中排调整抽汽口，该中排调整抽汽口通过中排调整抽汽管道与二级加热 器的进口相连接;所述汽轮机的中压缸具有第一转子轴，所述汽轮机的低压缸具有第二转 子轴，所述低压缸的速比X为：式中:η为低压缸的第二转子轴的转速，D为低压缸 的叶片级的直径，Ah为低压缸的蒸汽焓降，m为低压缸的总级数;还包括一变速机构，所述 变速机构的输出端与所述第一转子轴相连接，所述变速机构的输入端与所述第二转子轴相 连接； 当汽轮机的运行背压升高时，所述低压缸的蒸汽焓降Ah减少，所述变速机构用于降低 低压缸的第二转子轴的转速η，且低压缸的转速η的减少量与低压缸的蒸汽焓降△ h的减少 量相对应； 当汽轮机的运行背压降低时，所述低压缸的蒸汽焓降Ah增加，所述变速机构用于增加 低压缸的第二转子轴的转速η，且低压缸的转速η的增加量与低压缸的蒸汽焓降△ h的增加 量相对应。5. 根据权利要求4所述的变转速汽轮机供热系统，其特征在于:所述中排调整抽汽管道 上设有调节阀。6. 根据权利要求4所述的变转速汽轮机供热系统，其特征在于:所述低压缸为双流低压 缸。
【专利摘要】本实用新型提供一种变转速汽轮机及其供热系统，包括具有第一转子轴的高中压缸和具有第二转子轴的低压缸，还包括一变速机构，变速机构的输出端与第一转子轴相连接，变速机构的输入端与第二转子轴相连接；当汽轮机的运行背压升高时，低压缸的蒸汽焓降？减少，变速机构用于降低低压缸的第二转子轴的转速n；当汽轮机的运行背压降低时，低压缸的蒸汽焓降增加，变速机构用于增加低压缸的第二转子轴的转速n。本申请通过变速机构改变汽轮机低压缸的转速，且使低压缸转速的变化量与汽轮机运行背压变化时所产生的低压缸焓降的变化量相对应，从而使得低压缸的速比始终在合理的设计范围内，进而保证汽轮机机组的安全运行，且还提高了汽轮机机组的经济性。
【IPC分类】F01D17/00
【公开号】CN205315052
【申请号】CN201521039320
【发明人】余炎, 张立建, 金益波, 陆伟, 金光勋, 周英
【申请人】上海电气电站设备有限公司
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2015年12月14日