本发明涉及一种热力系统，特别是一种采用背压式给水泵汽轮机与主汽轮机的热力系统，属于火力发电技术领域。
背景技术
传统的汽轮机回热系统的抽汽主要来自主汽轮机的抽排汽，这种回热抽汽的方式有效地提高循环的吸热平均温度，使循环效率得到大幅度的提高。针对进汽温度为700℃超超临界燃煤发电机组，欧盟在对该项目进行研究时，丹麦一家电力公司提出了使用mc系统——除高压缸（二次再热机组，国内统称为超高压缸）的两段抽汽外，其余的高压加热器和除氧器均由背压式给水泵汽轮机供汽，中压缸一（二次再热机组，国内统称为高压缸）和中压缸二（二次再热机组，国内统称为中压缸）无抽排汽进入回热系统。
不言而喻，mc系统较常规回热系统的抽汽过热度大幅度降低，同压力等级下，降低抽汽温度。所以其能够有效降低高温管道和加热器成本。但是变工况运行时，背压式给水泵汽轮机的进汽量、功率、给水泵功率和其拖动的发电机（或电动机）、高压加热器和除氧器抽汽量相互作用影响，系统较难控制。因为背压式给水泵汽轮机影响的是中间几个相连的加热器，变工况运行时，这几个加热器的运行工况跟随背压式给水泵汽轮机一起联动，但是前面的一个或两个高压加热器和后几个低压加热器是跟随主机负荷变动而变化的，很容易出现这三组不不协同运行，影响机组经济性和加热器的安全性。
技术实现要素：
本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种采用背压式给水泵汽轮机与主汽轮机的热力系统，本发明的高压缸的排汽和中压缸的抽排汽、穿插在背压式给水泵汽轮机的回热系统中，使整个系统调节更加简单，变工况运行更加安全、高效。
针对二次再热机组，本发明采用的技术方案如下：
一种采用背压式给水泵汽轮机与主汽轮机的热力系统：包括锅炉、主汽轮机、发电机、背压式给水泵汽轮机和给水泵，所述主汽轮机的进汽来自锅炉、主汽轮机用于驱动发电机，背压式给水泵汽轮机的进汽来自主汽轮机、背压式给水泵汽轮机用于驱动给水泵；所述主汽轮机包括超高压缸、高压缸、中压缸和低压缸；还包括回热系统，该回热系统包括6组加热器，每组加热器中的加热器数量有1个或多个，6组加热器依次为第一高压加热器组、第二高压加热器组、第三高压加热器组、第四高压加热器组、混合式加热器组、低压加热器组；其中，背压式给水泵汽轮机的进汽来自超高压缸的排汽，第一高压加热器组的进汽来自超高压缸的排汽、第二高压加热器组的进汽来自背压式给水泵汽轮机的抽汽、第三高压加热器组的进汽来自高压缸的排汽、第四高压加热器组的进汽来自背压式给水泵汽轮机的抽汽、混合式加热器组的进汽来自背压式给水泵汽轮机的排汽以及中压缸的排汽或抽汽、低压加热器组的进汽来自低压缸的抽汽。
进一步的，所述低压加热器组的进汽还来自中压缸的排汽或抽汽。
进一步的，所述第一高压加热器组、第二高压加热器组、第三高压加热器组、第四高压加热器组以及低压加热器组中的加热器为表面式加热器。
进一步的，所述混合式加热器组中的至少1个混合式加热器具有除氧器。
进一步的，所述背压式给水泵汽轮机为变转速汽轮机时，该背压式给水泵汽轮机同轴驱动给水泵；所述背压式给水泵汽轮机为定转速汽轮机时，该背压式给水泵汽轮机通过变速装置同轴驱动给水泵。
针对一次再热机组，本发明采用的技术方案如下：
一种采用背压式给水泵汽轮机与主汽轮机的热力系统，包括锅炉、主汽轮机、发电机、背压式给水泵汽轮机和给水泵，所述主汽轮机的进汽来自锅炉、主汽轮机用于驱动发电机，背压式给水泵汽轮机的进汽来自主汽轮机、背压式给水泵汽轮机用于驱动给水泵；所述主汽轮机包括高压缸、中压缸和低压缸；还包括回热系统，该回热系统包括6组加热器，每组加热器中的加热器数量有1个或多个，6组加热器依次为第一高压加热器组、第二高压加热器组、第三高压加热器组、第四高压加热器组、混合式加热器组、低压加热器组；其中，背压式给水泵汽轮机的进汽来自高压缸的排汽，第一高压加热器组的进汽来自高压缸的排汽、第二高压加热器组的进汽来自背压式给水泵汽轮机的抽汽、第三高压加热器组的进汽来自中压缸的抽汽、第四高压加热器组的进汽来自背压式给水泵汽轮机的抽汽、混合式加热器组的进汽来自背压式给水泵汽轮机的排汽以及中压缸的排汽或抽汽、低压加热器组的进汽来自低压缸的抽汽。
进一步的，所述低压加热器组的进汽还来自中压缸的排汽或抽汽。
进一步的，所述第一高压加热器组、第二高压加热器组、第三高压加热器组、第四高压加热器组以及低压加热器组中的加热器为表面式加热器。
进一步的，所述混合式加热器组中的至少1个混合式加热器具有除氧器。
进一步的，所述背压式给水泵汽轮机为变转速汽轮机时，该背压式给水泵汽轮机同轴驱动给水泵；所述背压式给水泵汽轮机为定转速汽轮机时，该背压式给水泵汽轮机通过变速装置同轴驱动给水泵。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明的一种采用背压式给水泵汽轮机与主汽轮机的热力系统，本发明不仅使用了背压式给水泵汽轮机抽汽进入回热系统，也使高压缸的排汽和中压缸的抽排汽、穿插在背压式给水泵汽轮机的回热系统中，使整个系统调节更加简单，变工况运行更加安全、高效。
本发明的布置更加合理，本发明不仅同样能够降低回热抽汽温度，减小再热蒸汽流量，降低高温管道和加热器成本，提高循环效率，也使高中压缸后段蒸汽过热度不高的抽汽参与到回热系统中，有利于整个系统的调节和变工况运行并保证变工况运行的高效性。本发明特别适用于主汽轮机的进汽温度超过630℃的汽轮机机组。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是本发明二次再热机组的第一种实施方式的结构示意图；
图2是本发明二次再热机组的第二种实施方式的结构示意图；
图3是本发明二次再热机组的第三种实施方式的结构示意图；
图4是本发明二次再热机组的第四种实施方式的结构示意图；
图5是本发明二次再热机组的第五种实施方式的结构示意图；
图6是本发明一次再热机组的第一种实施方式的结构示意图；
图7是本发明一次再热机组的第二种实施方式的结构示意图。
图中标记：1-超高压缸、2-高压缸、3-中压缸、4-低压缸、5-发电机、6-锅炉、7-第一高压加热器组、8-第二高压加热器组、9-第三高压加热器组、10-第四高压加热器组、11-混合式加热器、12-低压加热器组、13-给水泵、14-背压式给水泵汽轮机、15-其他功能设备。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
实施例一、二次再热机组
如图1至图5所示，本实施例的一种采用背压式给水泵汽轮机与主汽轮机的热力系统：包括锅炉6、主汽轮机、发电机5、背压式给水泵汽轮机14和给水泵13，所述主汽轮机的进汽来自锅炉6、主汽轮机用于驱动发电机5，背压式给水泵汽轮机14的进汽来自主汽轮机、背压式给水泵汽轮机14用于驱动给水泵13；所述主汽轮机包括超高压缸1、高压缸2、中压缸3和低压缸4；还包括回热系统，回热系统用于加热流经回热系统通向锅炉6的水，给水泵13用于为流经回热系统通向锅炉6的水提供动力，该回热系统包括6组加热器，每组加热器中的加热器数量有1个或多个，6组加热器依次为第一高压加热器组7、第二高压加热器组8、第三高压加热器组9、第四高压加热器组10、混合式加热器组11、低压加热器组12，第一高压加热器组7靠近锅炉6；其中，背压式给水泵汽轮机14的进汽来自超高压缸1的排汽，第一高压加热器组7的进汽来自超高压缸1的排汽、第二高压加热器组8的进汽来自背压式给水泵汽轮机14的抽汽、第三高压加热器组9的进汽来自高压缸2的排汽、第四高压加热器组10的进汽来自背压式给水泵汽轮机14的抽汽、混合式加热器组11的进汽来自背压式给水泵汽轮机14的排汽以及中压缸3的排汽或抽汽、低压加热器组12的进汽来自低压缸4的抽汽。
本实施例中，通过管道通向锅炉6的水依次流经低压加热器组12、混合式加热器组11、给水泵13（给水泵13连接于混合式加热器组11与第四高压加热器组10之间，从混合式加热器组11流出的水在给水泵13的作用下流向各个高压加热器组）、第四高压加热器组10、第三高压加热器组9、第二高压加热器组8、第一高压加热器组7、然后进入锅炉6，水在回热系统中被6组加热器加热。水进入锅炉6后被加热为高温高压蒸汽通过管道进入超高压缸1，超高压缸1的排汽通过管道分为三路，第一路进入锅炉再热后进入高压缸2，第二路为背压式给水泵汽轮机14的进汽，第三路为第一高压加热器组7的进汽，而第二高压加热器组8的进汽通过管道来自背压式给水泵汽轮机14的抽汽；高压缸2的排汽通过管道分为两路，第一路进入锅炉再热后进入中压缸3，第二路为第三高压加热器组9的进汽，而第四高压加热器组10的进汽通过管道来自背压式给水泵汽轮机14的抽汽；中压缸3的排汽通过管道进入低压缸4，而混合式加热器组11的进汽通过管道来自背压式给水泵汽轮机14的排汽以及中压缸3的排汽或抽汽，低压加热器组12的进汽通过管道来自低压缸4的抽汽。
进一步的，所述低压加热器组12的进汽还来自中压缸3的排汽或抽汽。
进一步的，所述第一高压加热器组7、第二高压加热器组8、第三高压加热器组9、第四高压加热器组10以及低压加热器组12中的加热器为表面式加热器。
进一步的，所述混合式加热器组11中的至少1个混合式加热器具有除氧器。
进一步的，所述背压式给水泵汽轮机14为变转速汽轮机时，该背压式给水泵汽轮机14同轴驱动给水泵13；所述背压式给水泵汽轮机14为定转速汽轮机时，该背压式给水泵汽轮机14通过变速装置同轴驱动给水泵13。
基于上述技术特征的组合设计,本发明列举了二次再热机组的五种实施方式。第一种实施方式：如图1所示，第一高压加热器组7中有1个表面式加热器、第二高压加热器组8中有3个表面式加热器、第三高压加热器组9中有1个表面式加热器、第四高压加热器组10中有2个表面式加热器、混合式加热器组11有1个或2个混合式加热器、低压加热器组12中有5个表面式加热器。第二种实施方式：如图2所示，第一高压加热器组7中有1个表面式加热器、第二高压加热器组8中有3个表面式加热器、第三高压加热器组9中有2个表面式加热器、第四高压加热器组10中有2个表面式加热器、混合式加热器组11有1个或2个混合式加热器、低压加热器组12中有5个表面式加热器。第三种实施方式：如图3所示，第一高压加热器组7中有2个表面式加热器、第二高压加热器组8中有3个表面式加热器、第三高压加热器组9中有1个表面式加热器、第四高压加热器组10有2个表面式加热器、混合式加热器组11有1个或2个混合式加热器、低压加热器组12中有5个表面式加热器。第四种实施方式：如图4所示，第一高压加热器组7中有2个表面式加热器、第二高压加热器组8中有3个表面式加热器、第三高压加热器组9中有2个表面式加热器、第四高压加热器组10中有2个表面式加热器、混合式加热器组11有1个或2个混合式加热器、低压加热器组12中有5个表面式加热器。第五种实施方式：如图5所示，第一高压加热器组7中有1个表面式加热器、第二高压加热器组8中有3个表面式加热器、第三高压加热器组9中有2个表面式加热器、第四高压加热器组10中有1个表面式加热器、混合式加热器组11有1个或2个混合式加热器、低压加热器组12中有5个表面式加热器。
在其中一实施例中，以二次再热机组的第一种实施方式动作过程加以说明如图1所示，以1000mw超超临界汽轮发电机组为例，蒸汽参数35mpa615℃/630℃/630℃，背压式给水泵汽轮机14还用于驱动如小型发电机、电动机等其他功能设备15。第一高压加热器组7中的1个表面式加热器的进汽来自超高压缸1的排汽、第二高压加热器组8中的3个表面式加热器的进汽来自背压式给水泵汽轮机14前段部分的抽汽（3处抽汽对应3个表面式加热器）、第三高压加热器组9中的1个表面式加热器的进汽来自高压缸2的排汽、第四高压加热器组10中的2个表面式加热器的进汽来自背压式给水泵汽轮机14后段部分的抽汽（2处抽汽对应2个表面式加热器）、混合式加热器组11（具有除氧器）的进汽来自背压式给水泵汽轮机14的排汽以及中压缸3的排汽、低压加热器组12中的4个表面式加热器的进汽来自低压缸4的抽汽、另外1个表面式加热器的进汽来自中压缸3的排汽。当变工况运行时，由于背压式给水泵汽轮机14要兼顾给水泵13和其他功能设备15；其汽量的供给（抽排气）不能第二高压加热器组8、第四高压加热器组10中和第四高压加热器组10不能满足进气参数要求；此时分别由第一高压加热器组7、第三高压加热器组9和中压缸3来调节补充（当背压式给水泵汽轮机14的排汽不足时，由中压缸3的排汽补充）；低压加热器组12也可进行少量调节。因此，变工况运行时，不会因背压式给水泵汽轮机14回热抽汽参数的调整问题，影响整个回热循环的经济性，甚至是个别加热器的安全性。
实施例二、一次再热机组
如图6和图7所示，本实施例的一种采用背压式给水泵汽轮机与主汽轮机的热力系统，包括锅炉6、主汽轮机、发电机5、背压式给水泵汽轮机14和给水泵13，所述主汽轮机的进汽来自锅炉6、主汽轮机用于驱动发电机5，背压式给水泵汽轮机14的进汽来自主汽轮机、背压式给水泵汽轮机14用于驱动给水泵13；所述主汽轮机包括高压缸2、中压缸3和低压缸4；还包括回热系统，回热系统用于加热流经回热系统通向锅炉6的水，给水泵13用于为流经回热系统通向锅炉6的水提供动力，该回热系统包括6组加热器，每组加热器中的加热器数量有1个或多个，6组加热器依次为第一高压加热器组7、第二高压加热器组8、第三高压加热器组9、第四高压加热器组10、混合式加热器组11、低压加热器组12，第一高压加热器组7靠近锅炉6；其中，背压式给水泵汽轮机14的进汽来自高压缸2的排汽，第一高压加热器组7的进汽来自高压缸2的排汽、第二高压加热器组8的进汽来自背压式给水泵汽轮机14的抽汽、第三高压加热器组9的进汽来自中压缸3的抽汽、第四高压加热器组10的进汽来自背压式给水泵汽轮机14的抽汽、混合式加热器组11的进汽来自背压式给水泵汽轮机14的排汽以及中压缸3的排汽或抽汽、低压加热器组12的进汽来自低压缸4的抽汽。
本实施例中，通过管道通向锅炉6的水依次流经低压加热器组12、混合式加热器组11、给水泵13（给水泵13连接于混合式加热器组11与第四高压加热器组10之间，从混合式加热器组11流出的水在给水泵13的作用下流向各个高压加热器组）、第四高压加热器组10、第三高压加热器组9、第二高压加热器组8、第一高压加热器组7、然后进入锅炉6，水在回热系统中被6组加热器加热。水进入锅炉6后被加热为高温高压蒸汽通过管道进入高压缸2，高压缸2的排汽通过管道分为三路，第一路进入锅炉再热后进入中压缸3，第二路为背压式给水泵汽轮机14的进汽，第三路为第一高压加热器组7的进汽，而第二高压加热器组8的进汽通过管道来自背压式给水泵汽轮机14的抽汽；中压缸3的排汽通过管道进入低压缸4，而第三高压加热器组9的进汽通过管道来自中压缸3的抽汽，第四高压加热器组10的进汽通过管道来自背压式给水泵汽轮机14的抽汽，混合式加热器组11的进汽通过管道来自背压式给水泵汽轮机14的排汽以及中压缸3的排汽或抽汽，低压加热器组12的进汽通过管道来自低压缸4的抽汽。
进一步的，所述低压加热器组12的进汽还来自中压缸3的排汽或抽汽。
进一步的，所述第一高压加热器组7、第二高压加热器组8、第三高压加热器组9、第四高压加热器组10以及低压加热器组12中的加热器为表面式加热器。
进一步的，所述混合式加热器组11中的至少1个混合式加热器具有除氧器。
进一步的，所述背压式给水泵汽轮机14为变转速汽轮机时，该背压式给水泵汽轮机14同轴驱动给水泵13；所述背压式给水泵汽轮机14为定转速汽轮机时，该背压式给水泵汽轮机14通过变速装置同轴驱动给水泵13。
基于上述技术特征的组合设计,本发明列举了一次再热机组的二种实施方式。如图6所示，第一种实施方式：第一高压加热器组7中有1个表面式加热器、第二高压加热器组8中有3个表面式加热器、第三高压加热器组9中有1个表面式加热器、第四高压加热器组10中有2个表面式加热器、混合式加热器组11有1个或2个混合式加热器、低压加热器组12中有4个表面式加热器。第二种实施方式：如图7所示，第一高压加热器组7中有2个表面式加热器、第二高压加热器组8中有3个表面式加热器、第三高压加热器组9中有1个表面式加热器、第四高压加热器组10中有2个表面式加热器、混合式加热器组11有1个或2个混合式加热器、低压加热器组12中有4个表面式加热器。与实施例一的原理相同，本实施例中，在变工况运行时，不会因背压式给水泵汽轮机14回热抽汽参数的调整问题，影响整个回热循环的经济性，甚至是个别加热器的安全性。
综上所述，采用本发明的一种采用背压式给水泵汽轮机与主汽轮机的热力系统，本发明不同于欧盟提出的mc系统，不仅使用了背压式给水泵汽轮机抽汽进入回热系统，也使高压缸的排汽和中压缸的抽排汽、穿插在背压式给水泵汽轮机的回热系统中。本发明的布置更加合理，本发明不仅同样能够降低回热抽汽温度，减小再热蒸汽流量，降低高温管道和加热器成本，提高循环效率，也使高中压缸后段蒸汽过热度不高的抽汽参与到回热系统中，有利于整个系统的调节和变工况运行并保证变工况运行的高效性。本发明特别适用于主汽轮机的进汽温度超过630℃的汽轮机机组。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。