[發明專利]工頻發電機調速的純凝式小汽輪機驅動給水泵系統及方法

有效

• 申請號: 201310352602.9
• 申請日: 2013-08-13
• 公開（公告）號: CN103397919A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 申松林;施剛夜;葉勇健;林磊
• 申請（專利權）人: 中國電力工程顧問集團華東電力設計院
• 主分類號: F01D19/00
• 分類號: F01D19/00;F01D15/08
• 代理公司: 上海一平知識產權代理有限公司 31266
• 代理人: 蔡繼清;翁霞

技術領域

本發明涉及汽輪機發電設備，具體涉及汽輪機發電設備中的小汽輪機驅動給水泵系統。

背景技術

在大容量高參數汽輪機發電廠中，通常配置汽動給水泵組。用小汽輪機驅動給水泵，將給水提高壓力，供給后續工藝系統。該小汽輪機可采用純凝式。根據機組負荷變化，需要給水泵的出力相應變化，通常通過給水泵轉速的相應變化滿足，而給水泵轉速由同軸連接的小汽輪機的轉速決定。

為了滿足長期夏季機組滿發，小汽輪機的額定出力通常比給水泵的額定出力大，給水泵的額定出力比機組額定負荷所需要的出力大，故小汽輪機的額定出力有較大裕量，一般為20%以上。

圖1-3是現有技術中調節閥節流調速的純凝式小汽輪機驅動給水泵系統流程示意圖。現有技術中，純凝式小汽輪機驅動給水泵系統一般設有小汽輪機1、進汽調節閥5、給水泵6和凝汽器4，部分系統中（如圖2和3所示）還設有前置泵10和定速比齒輪箱11。小汽輪機通過控制進汽調節閥5的開度，可以控制小汽輪機的轉速。

這種配置導致小汽輪機進汽調節閥大多運行時間開度較小，造成節流損失。另外，由于發電機組負荷隨電網需求每天在升降，在低負荷時，小汽輪機的調閥開度會更小，節流損失更大，一般來說，影響小汽輪機運行效率5%以上。除了上述節流損失，由于小汽輪機的做功能力不能充分發揮，存在相對的經濟損失。在現有的蒸汽發電機組所配置的凝汽式小汽輪機驅動給水泵系統中，全年大多數運行時間，特別是機組低負荷時，小汽輪機出力都未充分利用。例如為了滿足機組長年夏季滿發的需要，對1臺1000MW超超臨界發電機組通常配置2臺50%容量的小汽輪機驅動給水泵組系統。給水泵的額定工況所需功率約為17000kW，而配套的小汽輪機最大出力約為22000kW，每臺機組小汽輪機出力裕量為（22000-17000）x2=10000kW。因此每臺機組的小汽輪機平均未利用功率為10000kW以上，這種裕量配置存在很大問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種節流損失小、小汽輪機出力利用率高的工頻發電機調速的純凝式小汽輪機驅動給水泵系統。

本發明的工頻發電機調速的純凝式小汽輪機驅動給水泵系統是在大容量高參數汽輪機發電廠中，發電機組所配置的用于將給水的壓力提高后，供給后續工藝系統所不可缺少的系統之一。

本發明的系統包括：純凝式小汽輪機、給水泵（或給水泵組）、工頻發電機和調速齒輪箱，其中，純凝式小汽輪機設有進汽管道、排汽管道、調節閥和凝汽器，并且所述凝汽器可公用配置或獨立配置，進汽管道的蒸汽來自發電機組熱力系統的高壓蒸汽，排汽管道與凝汽器連接，調節閥設置在進汽管道上，用于調節高壓蒸汽的通汽量。

給水泵組與純凝式小汽輪機同軸相連，即給水泵連接在純凝式小汽輪機的轉動軸上。本發明的給水泵既可以是給水泵一個設備，也可以是前置泵與給水泵兩個設備。在另一優選例中，對前置泵可選配定速比齒輪箱。

調速齒輪箱用于將變化轉速轉換為固定轉速，調速齒輪箱可選具有離合功能的型式。調速齒輪箱的輸出端可與工頻發電機的輸入端連接以帶動工頻發電機轉動。

可選地，工頻發電機可與給水泵組一起連接于純凝式小汽輪機的同一轉動軸上。工頻發電機與給水泵組可分別與純凝式小汽輪機兩側的軸端相連，也可連接于純凝式小汽輪機的同一軸端。

當工頻發電機與給水泵組分別位于純凝式小汽輪機兩側的軸端時，調速齒輪箱位于純凝式小汽輪機和工頻發電機之間，并與純凝式小汽輪機和工頻發電機同軸相連。即調速齒輪箱的輸入端與純凝式小汽輪機的一側的軸端相連，給水泵組的輸入端與純凝式小汽輪機的另一側的軸端相連。

當工頻發電機與給水泵組位于純凝式小汽輪機同一軸端時，可選地，調速齒輪箱設置在給水泵和工頻發電機之間，并與給水泵組和工頻發電機同軸相連。即調速齒輪箱的輸入端與給水泵組的輸出端相連，給水泵組的輸入端與純凝式小汽輪機的軸端相連。

在本發明的系統中，可將給水泵組變化的轉速通過調速齒輪箱調節，轉化為50Hz或60Hz的工頻轉速，從而帶動工頻發電機轉動，將純凝式小汽輪機的部分功率輸出為工頻電。

本發明系統的純凝式小汽輪機、給水泵組、工頻發電機和調速齒輪箱為同軸相連。當給水泵組為由前置泵和給水泵組成時，前置泵與給水泵的轉速差值較大時，可在前置泵和給水泵之間的轉動軸上設置定速比齒輪箱，以調節兩者的轉速比值，滿足發電機組負荷變化的需要。