一种提升汽轮机低位能梯级供热运行灵活性的系统的制作方法

本实用新型涉及火电机组汽轮机乏汽供热技术领域，特别是涉及一种提升汽轮机低位能梯级供热运行灵活性的系统。

背景技术：

对于纯凝式火力发电机组，汽轮机排汽冷源损失占到能源输入热量的50％以上，这对于火力发电汽轮机来说属于排汽废热，但对于能源品质要求较低的居民采暖来说则是能源的严重浪费。为近年来火电机组普遍采用高背压供热技术(又称低位能供热技术)，即，为一项可有效回收机组乏汽余热供暖的供热节能技术，采暖期以热网循环水回水作为排汽冷却水直接回收机组乏汽余热，热网循环水回水经机组乏汽余热基本加热以后再送到下一级热网加热器、由机组抽汽进行尖峰加热后对外供出。

对于直接空冷机组，在汽轮机低压缸至空冷岛的排汽主管道上增设旁路支管，直接将排汽引至新增的热网凝汽器内利用乏汽供热，供暖期可根据居民供热需求的不同，分别调整进入到空冷岛和热网凝汽器的乏汽量，可以实现机组热电解耦运行，具备运行灵活高的特点。

但是对于湿冷机组和间冷机组，由于低压缸直接座于凝汽器上方，很难实现低压缸排汽的接引，采暖期机组高背压运行时，机组的低压缸排汽量只能跟随凝汽器内热网循环水吸热量即采暖热负荷需求变化，而低压缸排汽直接对应机组发电负荷，因此对于湿冷机组和间冷机组，常规高背压供热技术只能采用以热定电的运行方式，虽然此技术具有较高的运行经济性，但却存在运行方式不灵活的弊端。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本实用新型的目的是提供一种提升汽轮机低位能梯级供热运行灵活性的系统，以解决现有技术中的常规高背压供热技术只能采用以热定电的运行方式，解决此技术虽具有较高的运行经济性，但却存在运行方式不灵活的弊端的技术问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种提升汽轮机低位能梯级供热运行灵活性的系统，包括：热网循环水梯级加热系统，所述热网循环水梯级加热系统包括汽轮机中压缸、汽轮机低压缸、第二换热器、第三换热器，所述汽轮机低压缸的排汽口与所述第二换热器的进汽口连通，所述汽轮机中压缸的排汽口与所述第三换热器的进汽口连通，所述第二换热器的热网水出口与所述第三换热器的热网水入口连通，所述第三换热器的热网水出口与热网循环水供水管路连通；以及能够给热网循环水进行降温的冷却系统，所述冷却系统包括第一换热器和冷却装置，所述第一换热器的第一入口与热网循环水回水管路连接，所述第一换热器的第一出口与所述第二换热器的热网水入口连接，所述第一换热器的第二出口与所述冷却装置的入口连接，所述冷却装置的出口与所述第一换热器的第二入口连接。

其中，所述第一换热器的第二出口通过第一段管路与所述冷却装置的入口连接，在所述第一段管路上设有能够调节进入到所述第一换热器内的冷却水的水量的变频泵。

其中，所述第一换热器的第一出口通过第二段管路与所述第二换热器的热网水入口连接，所述系统还包括第一热网旁通管路，其中，所述第一热网旁通管路的入口与所述热网循环水回水管路连接，所述第一热网旁通管路的出口与所述第二段管路连接。

其中，在所述热网循环水回水管路和所述第一热网旁通管路上均设有第一调节阀。

其中，所述第二换热器的热网水出口通过第三段管路与所述热网循环水供水管路连接，在所述第三段管路上设有热网循环水泵。

其中，在所述第三段管路与所述热网循环水供水管路之间设有第三换热器。

其中，所述系统还包括第二热网旁通管路，其中，所述第二热网旁通管路的第一端与所述第三段管路连接，所述第二热网旁通管路的第二端与所述热网循环水供水管路连接。

其中，在所述第三段管路和所述第二热网旁通管路上均设有第二调节阀。

其中，所述第一换热器为水水换热器，所述第二换热器为凝汽器，所述第三换热器为热网加热器。

(三)有益效果

本实用新型提供的系统，与现有技术相比，具有如下优点：

当热网负荷需求大、机组发电负荷低时，热网循环水回水直接经过与该第一换热器呈并联式设置的第一热网旁路管路直接进入到第二换热器内，利用机组的乏汽余热进行基本加热后再进入到下一级的第三换热器中，由其它尖峰加热器继续加热后对外供出。当热网负荷需求较小、机组发电负荷较高时，仅靠热网循环水回水不能实现对机组乏汽热量的全部利用时，热网循环水回水在进入第二换热器之前，首先经过第一换热器，由冷却系统内通流的冷却水将热网循环水回水冷却至一定温度后再进入到第二换热器内，从而提高了对机组乏汽余热的冷却能力，实现机组电负荷和热负荷的协调控制。被热网回水加热的冷却水经由冷却系统的管道上的变频泵打入到本机或临机的冷却装置或机力通风塔内进行冷却降温后，再返回至第一换热器内形成闭式循环冷却。本申请的系统利用冷却系统的管道上的变频泵来控制进入到第一换热器内的冷却水的水量，实现对热网循环水回水温度的灵活调整，从而实现第二换热器内的冷却吸热量和机组乏汽余热的散热量的有效匹配，提升了高背压供热机组的运行灵活性、实现热电解耦运行。

附图说明

图1为本申请的实施例的提升汽轮机低位能梯级供热运行灵活性的系统的整体结构示意图。

图中，11：汽轮机中压缸；111：汽轮机中压缸的排汽口；12：汽轮机低压缸；121：汽轮机低压缸的排汽口；2：第二换热器；21：第一入口；22：第一出口；23：第二入口；3：热网循环水供水管路；4：冷却系统；41：第一换热器；411：第一入口；412：第一出口；413：第二出口；414：第二入口；42：冷却装置；421：入口；422：出口；5：热网循环水回水管路；6：第一段管路；61：变频泵；7：第二段管路；8：第一热网旁通管路；9：第一调节阀；10：第三段管路；20：第三换热器；50：第二热网旁通管路；60：第二调节阀；70：热网循环水泵。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1：

如图1所示，在本申请的实施例中，该系统包括热网循环水梯级加热系统、第二换热器2、热网循环水供水管路3以及冷却系统4。

在本申请的实施例中，该热网循环水梯级加热系统1包括汽轮机中压缸11和汽轮机低压缸12，其中，该汽轮机低压缸12的排汽口121与第二换热器2的进汽口21连通，该汽轮机中压缸11的排汽口111与第三换热器20的进汽口连通，该第二换热器2的热网水出口22与该第三换热器30的热网水入口连通，该第三换热器30的热网水出口与热网循环水供水管路3连通。

冷却系统4能够给热网循环水进行降温，该冷却系统4包括第一换热器41和冷却装置42，该第一换热器41的第一入口411与热网循环水回水管路5连接，该第一换热器41的第一出口412与该第二换热器2的热网水入口23连接，该第一换热器41的第二出口413与该冷却装置42的入口421连接，该冷却装置42的出口422与该第一换热器41的第二入口414连接。具体地，当热网负荷需求大、机组发电负荷低时，热网循环水回水直接经过与该第一换热器41呈并联式设置的第一热网旁路管路8直接进入到第二换热器2内，利用机组的乏汽余热进行基本加热后再进入到下一级的第三换热器20中，由其它尖峰加热器继续加热后对外供出。

当热网负荷需求较小、机组发电负荷较高时，仅靠热网循环水回水不能实现对机组乏汽热量的全部利用时，热网循环水回水在进入第二换热器2之前，首先经过第一换热器41，由冷却系统4内通流的冷却水将热网循环水回水冷却至一定温度后再进入到第二换热器2内，从而提高了对机组乏汽余热的冷却能力，实现机组电负荷和热负荷的协调控制。被热网回水加热的冷却水经由冷却系统4的管道上的变频泵61打入到本机或临机的冷却装置42或机力通风塔(图中未示出)内进行冷却降温后，再返回至第一换热器41内形成闭式循环冷却。本申请的系统利用冷却系统4的管道上的变频泵61来控制进入到第一换热器41内的冷却水的水量，实现对热网循环水回水温度的灵活调整，从而实现第二换热器2内的冷却吸热量和机组乏汽余热的散热量的有效匹配，提升了高背压供热机组的运行灵活性、实现热电解耦运行。

在一个具体的实施例中，该冷却装置42可为冷却塔或机力通风塔。

如图1所示，在本申请的一个比较优选的技术方案中，该第一换热器41的第二出口413通过第一段管路6与该冷却装置42的入口421连接，在该第一段管路6上设有能够调节进入到该第一换热器41内的冷却水的水量的变频泵61。需要说明的是，通过在该第一段管路6上增设该变频泵61，从而可以对进入到第一换热器41中的冷却水的水量进行灵活地控制，即，当热网负荷需求小，而机组发电负荷高时，则通过该变频泵61的设置，可以增大进入到冷却装置42中的冷却水的水量，从而使得热网循环水得到有效地换热，以降低热网循环水的温度，进一步地，达到将汽轮机1中的乏汽余热的热量得到有效地消耗的目的。

如图1所示，图中还示意性地显示了该第一换热器41的第一出口412通过第二段管路7与该第二换热器2的热网水入口23连接，该系统还包括第一热网旁通管路8，其中，该第一热网旁通管路8的入口与该热网循环水回水管路5连接，该第一热网旁通管路8的出口与该第二段管路7连接。需要说明的是，若热网负荷需求大、机组发电负荷低时，热网循环水回水直接经过与该第一换热器41呈并联式设置的该第一热网旁路管路8直接进入到第二换热器2内进行换热。

如图1所示，在本申请的一个比较优选的技术方案中，在该热网循环水回水管路5和该第一热网旁通管路8上均设有第一调节阀9。需要说明的是，该第一调节阀9的设置，能够有效地对进入到第一换热器41中的冷却后的热网循环水以及由热网循环水回水管路5直接进入到第二换热器2中的热网循环水的水量进行灵活地调节。

在本申请的一个比较优选的技术方案中，该第二换热器2的热网水出口22通过第三段管路10与该热网循环水供水管路3连接，在该第三段管路10上设有热网循环水泵70。

在另一个实施例中，在该第三段管路10与该热网循环水供水管路3之间设有第三换热器20。需要说明的是，若热网循环水在第二换热器2中与汽轮机1的乏汽余热进行初级换热后的热量不能满足热用户的供热需求，则可通过增设该第三换热器20，并在尖峰加热器的加热作用下，将初级加热后的热网循环水进行再次加热并输出，以满足热用户的需求。

如图1所示，图中还示意性地显示了该系统还包括第二热网旁通管路50，其中，该第二热网旁通管路50的第一端与该第三段管路10连接，该第二热网旁通管路50的第二端与该热网循环水供水管路3连接。具体地，若经过第二换热器2进行热交换后的循环水能够满足供热的需求，则经过初级加热后的热网循环水无需经第三换热器20进行再次加热，只需经该第二热网旁通管路50输送到热网循环水供水管路3中后，继而输送给热用户即可。

在一个实施例中，在该第三段管路10和该第二热网旁通管路50上均设有第二调节阀60。需要说明的是，该第二调节阀60的设置，能够对热网循环水的水量进行灵活地控制，同时，还可以根据实际的供水量的需求进行灵活地调整。

在一个具体的实施例中，该第二换热器2为凝汽器，该第一换热器41为水水换热器，该第三换热器20为热网加热器。

综上所述，当热网负荷需求大、机组发电负荷低时，热网循环水回水直接经过与该第一换热器41呈并联式设置的第一热网旁路管路8直接进入到第二换热器2内，利用机组的乏汽余热进行基本加热后再进入到下一级的第三换热器20中，由其它尖峰加热器继续加热后对外供出。

当热网负荷需求较小、机组发电负荷较高时，仅靠热网循环水回水不能实现对机组乏汽热量的全部利用时，热网循环水回水在进入第二换热器2之前，首先经过第一换热器41，由冷却系统4内通流的冷却水将热网循环水回水冷却至一定温度后再进入到第二换热器2内，从而提高了对机组乏汽余热的冷却能力，实现机组电负荷和热负荷的协调控制。被热网回水加热的冷却水经由冷却系统4的管道上的变频泵61打入到本机或临机的冷却装置42或机力通风塔内进行冷却降温后，再返回至第一换热器41内形成闭式循环冷却。本申请的系统利用冷却系统4的管道上的变频泵61来控制进入到第一换热器41内的冷却水的水量，实现对热网循环水回水温度的灵活调整，从而实现第二换热器2内的冷却吸热量和机组乏汽余热的散热量的有效匹配，提升了高背压供热机组的运行灵活性、实现热电解耦运行。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。