[發(fā)明專利]一種可調峰儲能的燃氣-蒸汽聯(lián)合動力裝置及其控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710608333.6
• 申請日: 2017-07-24
• 公開（公告）號: CN107237657B
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發(fā)明（設計）人: 謝永慧;孫磊;張荻
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: F01K13/02
• 分類號: F01K13/02;F01D15/12;F02C6/00;F02C6/16
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

1.一種可調峰儲能的燃氣-蒸汽聯(lián)合動力裝置的控制方法，其特征在于，所述一種可調峰儲能的燃氣-蒸汽聯(lián)合動力裝置，包括第一發(fā)電機(1)、蒸汽輪機(4)、軸流壓縮機(8)、軸流透平(9)和第二發(fā)電機(101)；第一發(fā)電機(1)連接Ⅰ號轉軸的一端，Ⅰ號轉軸的另一端通過第一3S離合器(5)與Ⅱ號轉軸的一端相連，Ⅱ號轉軸的另一端通過第二3S離合器(105)與Ⅲ號轉軸的一端相連，Ⅲ號轉軸的另一端與第二發(fā)電機(101)相連；Ⅰ號轉軸上安裝有蒸汽輪機(4)，Ⅱ號轉軸上安裝有軸流壓縮機(8)，Ⅲ號轉軸上安裝有軸流透平(9)；軸流透平(9)與軸流壓縮機(8)反向布置；還包括貯氣罐(12)和燃燒室(11)；軸流壓縮機(8)的輸出端連接貯氣罐(12)和燃燒室(11)的入口，貯氣罐(12)的出口連接燃燒室(11)的入口，燃燒室(11)的出口連接軸流透平(9)的入口；軸流壓縮機(8)、軸流透平(9)、燃燒室(11)與回熱器、冷卻器組成燃氣的布雷頓循環(huán)熱力系統(tǒng)；蒸汽輪機(4)與熱源、回熱器、冷卻器組成蒸汽的朗肯循環(huán)熱力系統(tǒng)；

所述控制方法包括：

當負荷較低時，處于蒸汽輪機(4)的低峰階段，使用蒸汽輪機(4)進行發(fā)電，此時蒸汽輪機(4)與軸流壓縮機(8)的第一3S離合器(5)閉合，軸流壓縮機(8)與軸流透平(9)之間的第二3S離合器(5)斷開，聯(lián)合動力裝置完成朗肯循環(huán)后產生能量，一部分用于發(fā)電以滿足負荷要求，一部分驅動軸流壓縮機(8)做功以壓縮氣體，貯氣罐(12)的進氣開關打開，壓縮后的氣體進入貯氣罐(12)中進行存儲；

負荷上升后，蒸汽輪機(4)與軸流壓縮機(8)之間的第一3S離合器(5)斷開，軸流壓縮機(8)與軸流透平(9)之間的第二3S離合器(5)繼續(xù)保持斷開，貯氣罐(12)的進氣開關閉合，此時處于蒸汽輪機(4)的正常運行階段，蒸汽輪機(4)所產生的能量全部用于發(fā)電以滿足電力負荷；

負荷進一步上升，蒸汽輪機(4)與軸流壓縮機(8)之間的第一3S離合器(5)閉合，軸流壓縮機(8)與軸流透平(9)之間的第二3S離合器(5)閉合，貯氣罐(12)的進出氣開關均打開，此時燃氣輪機開始運行，其工質來源為貯氣罐(12)出氣口所提供的氣體，經過布雷頓循環(huán)產生能量用于發(fā)電，而蒸汽輪機(4)經過朗肯循環(huán)所產生的能量，一部分用于發(fā)電以滿足負荷要求，一部分驅動軸流壓縮機(8)做功以壓縮氣體經由貯氣罐(12)進氣口進入貯氣罐(12)中進行存儲；

當負荷上升至最高峰時，蒸汽輪機(4)與軸流壓縮機(8)之間的第一3S離合器(5)斷開，軸流壓縮機(8)與軸流透平(9)之間的第二3S離合器(5)閉合，貯氣罐(12)的進氣開關閉合、出氣開關打開，此時蒸汽輪機(4)經過朗肯循環(huán)以及燃氣輪機經過布雷頓循環(huán)所產生的能量均用于發(fā)電以滿足電力負荷。

2.根據權利要求1所述的控制方法，其特征在于，轉軸上位于第一3S離合器(5)與軸流壓縮機(8)之間設有一個第一徑向軸承(6)，轉軸上位于第二發(fā)電機(101)與軸流透平(9)之間設有一個第二徑向軸承(106)和止推軸承(10)。

3.根據權利要求2所述的控制方法，其特征在于，第一徑向軸承(6)和第二徑向軸承(106)采用靜壓軸承、動壓徑向軸承或電磁軸承；止推軸承(10)采用止推滾珠軸承、滾錐軸承或球面滾子軸承。

4.根據權利要求1所述的控制方法，其特征在于，軸流壓縮機(8)的入口布置有干氣密封(7)；蒸汽輪機(4)入口、蒸汽輪機(4)出口、軸流壓縮機(8)出口、軸流透平(9)入口和軸流透平(9)出口均布置有迷宮密封(3)。