本实用新型涉及火力发电技术领域，特别是涉及一种双机回热发电机组及其回热发电系统。
背景技术：
传统的回热技术的给水发电系统是从主汽轮机的超高压缸或高压缸做功的排汽管道上抽取部分蒸汽，送入凝汽式小汽轮机。凝汽式小汽轮机转轴与给水泵传动连接。蒸汽在凝汽式小汽轮机内做的功一部分用于驱动给水泵的转轴转动，为锅炉给水。
然而，不同的时间段外界电网的需求是不相同的，因此发电机组承载的负荷也会跟随外界电网的需求而不同。如此，将导致凝汽式小汽轮机在不同的时间段转轴的转速也不相同。而工频发电机发电时的电流频率及转速是固定的。因此，变化的凝汽式小汽轮机的转速无法与工频发电机的转速相匹配，导致轴系富余的功无法充分利用，能量利用率低。
技术实现要素：
基于此，有必要针对现有能量利用率较低的问题，提供一种能量利用率高的双机回热发电机组及其回热发电系统。
一种回热发电系统，包括汽轮机、变频调速装置及工频发电机，所述汽轮机相对的两端开设有进汽管道及排汽管道，其特征在于，所述变频调速装置包括：
行星齿轮，包括齿圈、太阳轮、行星轮及行星支架，所述齿圈与所述汽轮机的输出轴传动连接，所述太阳轮通过所述行星轮与所述齿圈啮合，且所述太阳轮的转轴与所述工频发电机传动连接，所述行星支架的一端与所述行星轮传动连接；
可输出变频电压信号的变频器；及
与所述变频器电连接的变频电动机，所述变频电动机的输出轴与所述行星支架远离所述行星轮的一端传动连接；
其中，所述变频电动机可根据所述变频电压信号调整转速。
在其中一个实施例中，还包括控制器及用于探测所述汽轮机的输出轴转速值的传感器，所述控制器与所述传感器及所述变频器通讯连接，所述控制器用于根据所述转速值控制所述变频器生成所述变频电压信号。
在其中一个实施例中，所述变频调速装置还包括平行齿轮，所述汽轮机通过所述平行齿轮与所述齿圈传动连接，所述变频电动机通过所述平行齿轮与所述行星支架传动连接。
在其中一个实施例中，所述太阳轮与所述工频发电机同轴连接。
在其中一个实施例中，所述汽轮机为变速抽背式小汽轮机。
在其中一个实施例中，所述汽轮机的进汽管道内设置有调节阀。
在其中一个实施例中，还包括高压加热器，所述汽轮机上开设有多路抽汽管道，所述多路抽汽管道与所述高压加热器连通。
一种双机回热发电机组，包括：
给水泵；
主汽轮机；
除氧器；及
如上述回热发电系统，所述主汽轮机包括高压缸，所述高压缸开设有出汽口，所述出汽口与所述进汽管道连通，所述除氧器开设有入汽口，所述入汽口与所述排汽管道连通，所述汽轮机的输出轴远离所述齿圈的一端与所述给水泵传动连接。
上述双机回热发电机组及其回热发电系统，变频调速装置包括行星齿轮、变频器及变频电动机。汽轮机向齿圈输入转速，齿圈带动行星轮转动。当汽轮机的速度发生变化时，变频器通过输出相应的变频电压信号控制变频电动机的转速。由于行星支架与齿圈的转速可合成为与工频发电机匹配的转速，并从太阳轮输入到工频发电机上，故通过改变变频电压信号可使工频发电机的转速保持稳定。因此，上述双机回热发电机组及其回热发电系统具有较高的能量利用率。
附图说明
图1为本实用新型较佳实施例中双机回热发电机组的结构示意图；
图2为本实用新型较佳实施例中回热发电系统的结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳的实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图1，本实用新型较佳实施例中的双机回热发电机组200包括给水泵210、主汽轮机220、除氧器230及回热发电系统100。一般情况下，在双机回热发电机组200中还会包括锅炉240及主发电机。主汽轮机220上开设有与锅炉240连通的开口。主汽轮机220的输出轴与主发电机传动连接。
主汽轮机220用于在由锅炉240产生的过热蒸汽进入时膨胀做功。蒸汽在主汽轮机220内做功时，主汽轮机220的转轴带动主发电机的转轴转动而发电。具体的，主汽轮机可以是凝汽式、抽凝式汽轮机、背压式汽轮机或者其他形式的汽轮机。
除氧器230用于除去溶解在锅炉240给水中的溶解氧以及其他气体，以保证设备的安全运行及较长的使用寿命。具体的，除氧器230可以是大气式除氧器，高压除氧器、化学除氧器或者其他形式的除氧器230。
给水泵210用于将除氧器230中具有一定温度的给水输送给锅炉240，为锅炉240提供用水。具体的，给水泵210可以为单个的给水泵设备，也可以为给水泵组。
双机回热发电机组200工作时，锅炉240中的热蒸汽进入主汽轮机220内并做功。主汽轮机220带动主发电机的转轴转动而发电。做功后的热蒸汽经过循环进入除氧器230。除氧器230除去溶解在热蒸汽中的氧气及其他气体物质。当锅炉240需要给水时，回热发电系统从主汽轮机220中抽取部分热蒸汽做功。一部分做的功用来驱动给水泵210将除氧器230中的水运送至锅炉，并在运送过程中提高水的温度。另一部分富裕的功用来发电。
请一并参阅图2，其中，回热发电系统100包括汽轮机110、变频调速装置120及工频发电机130。
汽轮机110相对的两端开设有进汽管道112及排汽管道114。主汽轮机220包括高压缸222，高压缸222开设有出汽口，出汽口与进汽管道112连通。除氧器230开设有入汽口，入汽口与排汽管道114连通。汽轮机110用来驱动给水泵210向锅炉240给水及驱动工频发电机130发电。具体的，汽轮机110可以是抽凝式小汽轮机、变速抽背式小汽轮或者其他形式的汽轮机110。具体在本实施例中，汽轮机110为变速抽背式小汽轮机。变速抽背式小汽轮机相较一般的汽轮机110具有更高的热效率。并且，在双机回热发电机组200的负荷发生变化时，变速抽背式小汽轮机可变化转速以达到满足负荷的需求。
当锅炉240需要给水时，在主汽轮机220内做功的热蒸汽通过进汽管道112进入汽轮机110内，并在汽轮机110内做功。做功完成的热蒸汽经过排汽管道114进入除氧器230。
进一步的，在本实施例中，汽轮机110的进汽管道112内设置有调节阀140。
当双机回热发电机组200的负荷发生变化时，调节调节阀140的开度，可以控制进入汽轮机110内热蒸汽的压力大小，进而控制汽轮机110的转速，达到控制给水泵210及工频发电机130转速的目的。为使得热蒸汽具有较高的能量利用率，在本实施例中，可控制调节阀140的开度在90％～100％之间。
进一步的，回热发电系统100还包括高压加热器150，汽轮机110上开设有多路抽汽管道152，多路抽汽管道152与高压加热器150连通。
一般情况下，在双机回热发电机组200中，多路抽汽管道152在主汽轮机220的高压缸222内。但是，在高压缸222中做功之后的气体要重新进入锅炉240回热，造成能量损失。因此，在本实施例中，通过将多路抽汽管道152设置在汽轮机110上，在汽轮机110上进行多级抽汽。抽走的热蒸汽无需进入锅炉240回热，直接用来做功，能量损失小。并且，将多路抽汽管道152设置于汽轮机110上，还能有效防止主汽轮机220中的高压缸222因过热度大而造成能量利用率低的问题。多路抽汽之后的汽体进入高压加热器150加热，并最终通过管道运输至锅炉240进行循环利用。
工频发电机130与变频调速装置120传动连接，用于将汽轮机110富裕的功率发电。由于工频发电机130一般与外界电网160连接，且外界电网160的频率基本维持恒定不变，因此工频发电机130的频率需与外界电网160的频率匹配，其转轴的转速应保持不变。
其中，变频调速装置120包括行星齿轮122、变频器124及变频电动机126。
行星齿轮122包括齿圈1222、太阳轮1224、行星轮1226及行星支架1228。齿圈1222与汽轮机110的输出轴传动连接，太阳轮1224通过行星轮1226与齿圈1222啮合，且太阳轮1224的转轴与工频发电机130传动连接，行星支架1228的一端与行星轮1226传动连接。在双机回热发电机组200中，汽轮机110的输出轴远离齿圈1222的一端与给水泵210传动连接。
在变频调速装置120中，太阳轮1224、行星支架1228、齿圈1222及行星轮1226构成具有两个自由度的差动行星齿轮。行星轮1226与齿圈1222以及太阳轮1224相互啮合，无需通过滑移齿轮来进行调速，占据的空间小，且磨损小，使用寿命长。行星齿轮1228还可通过多个传动比进行运动的合成及分解，适用性更广。
进一步的，在本实施例中，太阳轮1224与工频发电机130同轴连接。
同轴设置的太阳轮1224及工频发电机130具有较强的抗干扰性能，便于更高效的传递转速。
行星齿轮122工作时，汽轮机110向齿圈1222输入转速。齿圈1222通过行星轮1226带动太阳轮1224运动。同时，行星支架1228也通过行星轮1226对太阳轮1224输入一个调节转速，汽轮机110输入的转速与行星支架1228输入的调节转速两者在太阳轮1224合成，得到太阳轮1224的输出转速。由于太阳轮1224与工频发电机130同轴连接，太阳轮1224输出的转速直接传递到工频发电机130上，工频发电机130发电。
变频器124用于输出变频电压信号。具体的，变频器124可以是高压变频器、通用变频器、风泵变频器或者其他形式的变频器124。变频器124为获得电源，需与外界电网160连接。
变频电动机126与变频器124电连接。而且，变频电动机126的输出轴与行星支架1228远离行星轮1226的一端传动连接。变频电动机126可根据变频电压信号调整转速。具体的，变频电动机126可以是三相异步电机、开关磁阻电机、交流无刷电机或者其他形式的变频电动机126。
变频器124正常工作时，向变频电动机126输出变频电压信号。变频电动机126在接收变频电压信号之后调整转速。由于变频电动机126的转轴与行星支架1228传动连接，变频电动机126将带动行星支架1228的转速发生变化。进而，行星支架1228与齿圈1222的转速可合成为与工频发电机130匹配的转速，并从太阳轮1224输入到工频发电机130上，故变频器124通过改变变频电压信号，可使工频发电机130的转速保持稳定。
进一步的，在本实施例中，变频调速装置120还包括平行齿轮128，汽轮机110通过平行齿轮128与齿圈1222传动连接，变频电动机126通过平行齿轮128与行星支架1228传动连接。
平行齿轮128具有平行传递转速的功能。一般情况下，汽轮机110的转轴与齿圈1222是不匹配的，且变频电动机126的转轴与行星支架1228也是不匹配的。平行齿轮128的设置，可以在汽轮机110的转轴及齿圈1222与变频电动机126的转轴及行星支架1228分别良好匹配的同时，不改变输入到齿圈1222及行星支架1228的输入转速，具有良好的传递功能，使得行星齿轮122的运行稳定且精确。
在实施例中，回热发电系统100还包括控制器(图未示)及用于探测汽轮机的输出轴转速值的传感器(图未示)，控制器与传感器及变频器通讯连接，控制器用于根据转速值控制变频器124生成变频电压信号。
传感器用于获取汽轮机110输出轴的转速值并将其发送给控制器。控制器可根据转速值生成变频电压信号，发送给变频器124。变频器124向变频电动机126输出变频电压信号，实现变频电动机126转速的调整。
控制器及传感器的设置，便于行星支架1228根据汽轮机110输出轴转速的变化，及时的调整转速，并与从汽轮机110的输出轴输入到太阳轮1224的转速进行合成，进而实现与工频发电机130转速的匹配，从而实现回热发电系统100的变速到定速的输出。如此，回热发电系统100具有传速更精准，且能量利用率更高。
回热发电系统100工作时，汽轮机110的输出轴与齿圈1222传动连接。当汽轮机110的转速发生变化时，传感器探测到汽轮机110的转速值并将其发送给控制器。控制器控制变频器124输出变频电压信号，使得变频电动机126输出轴的转速发生变化，进而使得行星支架1228的转速也发生变化。变化的汽轮机110转速与变化的行星支架1228的转速在太阳轮1224的转轴上合成并输出，且输出的转速始终与工频发电机130的转速保持一致。
上述双机回热发电机组200及其回热发电系统100，变频调速装置120包括行星齿轮122、变频器124及变频电动机126。汽轮机110向齿圈1222输入转速，齿圈1222带动行星轮1226转动。当汽轮机110的速度发生变化时，变频器124通过输出相应的变频电压信号控制变频电动机126的转速。由于行星支架1228与齿圈1222的转速可合成为与工频发电机130匹配的转速，并从太阳轮1224输入到工频发电机130上，故通过改变变频电压信号可使工频发电机130的转速保持稳定。因此，上述双机回热发电机组200及其回热发电系统100具有较高的能量利用率。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。