[發明專利]一種可調峰儲能的燃氣-蒸汽聯合動力裝置及其控制方法

有效

• 申請號: 201710608333.6
• 申請日: 2017-07-24
• 公開（公告）號: CN107237657B
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發明（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

本發明公開一種可調峰儲能的燃氣?蒸汽聯合動力裝置及其控制方法，包括第一發電機、蒸汽輪機、軸流壓縮機、軸流透平和第二發電機；第一發電機連接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離合器與Ⅲ號轉軸的一端相連，Ⅲ號轉軸的另一端與第二發電機相連；Ⅰ號轉軸上安裝有蒸汽輪機，Ⅱ號轉軸上安裝有軸流壓縮機，Ⅲ號轉軸上安裝有軸流透平。采用本發明裝置，能夠在電力負荷發生變化時進行相應的調整以適應負荷變動，實現了移峰填谷，能夠很好的解決現有電廠所存在的調峰困難、不夠靈活、能源利用率低等問題。

技術領域

本發明涉及聯合動力循環裝置技術領域，特別涉及一種采用貯氣罐的可調峰儲能燃氣-蒸汽聯合動力裝置。

背景技術

在傳統能源日益匱乏以及環境日趨惡化的雙重壓力下，人們對于電力需求的增長日益明顯，但電網負荷存在明顯的波動性，目前仍然依靠以傳統化石能源為基礎的火電等常規能源進行調峰，這種調峰措施動作緩慢，耗能較大，實用性不高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種可調峰儲能的燃氣-蒸汽聯合動力裝置及其控制方法，以解決現有的電廠調峰不易、能源利用率低的問題。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種可調峰儲能的燃氣-蒸汽聯合動力裝置，包括第一發電機、蒸汽輪機、軸流壓縮機、軸流透平和第二發電機；第一發電機連接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離合器與Ⅲ號轉軸的一端相連，Ⅲ號轉軸的另一端與第二發電機相連；Ⅰ號轉軸上安裝有蒸汽輪機，Ⅱ號轉軸上安裝有軸流壓縮機，Ⅲ號轉軸上安裝有軸流透平。

進一步的，轉軸上位于第一3S離合器與軸流壓縮機之間設有一個第一徑向軸承，轉軸上位于第二發電機與軸流透平之間設有一個第二徑向軸承和止推軸承。

進一步的，第一徑向軸承和第二徑向軸承采用靜壓軸承、動壓徑向軸承或電磁軸承；止推軸承采用止推滾珠軸承、滾錐軸承、球面滾子軸承或滾子止推軸承。

進一步的，軸流壓縮機的入口布置有干氣密封；蒸汽輪機入口、蒸汽輪機出口、軸流壓縮機出口、軸流透平入口和軸流透平出口均布置有迷宮密封。

進一步的，軸流透平與軸流壓縮機反向布置。

進一步的，還包括貯氣罐和燃燒室；軸流壓縮機的輸出端連接貯氣罐和燃燒室的入口，貯氣罐的出口連接燃燒室的入口，燃燒室的出口連接軸流透平的入口；軸流壓縮機、軸流透平、燃燒室與回熱器、冷卻器組成燃氣的布雷頓循環熱力系統；蒸汽輪機與熱源、回熱器、冷卻器組成蒸汽的朗肯循環熱力系統。

一種可調峰儲能的燃氣-蒸汽聯合動力裝置的控制方法，包括：

當負荷較低時，處于蒸汽輪機的低峰階段，使用蒸汽輪機進行發電，此時蒸汽輪機與軸流壓縮機的第一3S離合器閉合，軸流壓縮機與軸流透平之間的第二3S離合器斷開，聯合動力裝置完成朗肯循環后產生能量，一部分用于發電以滿足負荷要求，一部分驅動軸流壓縮機做功以壓縮氣體，貯氣罐的進氣開關打開，壓縮后的氣體進入貯氣罐中進行存儲；

負荷上升后，蒸汽輪機與軸流壓縮機之間的第一3S離合器斷開，軸流壓縮機與軸流透平之間的第二3S離合器繼續保持斷開，貯氣罐的進氣開關閉合，此時處于蒸汽輪機的正常運行階段，蒸汽輪機所產生的能量全部用于發電以滿足電力負荷；

負荷進一步上升，蒸汽輪機與軸流壓縮機之間的第一3S離合器閉合，軸流壓縮機與軸流透平之間的第二3S離合器閉合，貯氣罐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出氣口所提供的氣體，經過布雷頓循環產生能量用于發電，而蒸汽輪機經過朗肯循環所產生的能量，一部分用于發電以滿足負荷要求，一部分驅動軸流壓縮機做功以壓縮氣體經由貯氣罐進氣口進入貯氣罐中進行存儲；