[發明專利]蒸汽渦輪系統及其所用的沖動級系統和發電設備

在審

• 申請號: 201810026413.5
• 申請日: 2018-01-11
• 公開（公告）號: CN108301875A
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發明（設計）人: S.維爾姆;F.R.貝姆;C.斯科穆德
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F01D1/32
• 分類號: F01D1/32;F01D17/14;F01D15/10
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 萬欣;譚祐祥

本發明公開一種蒸汽渦輪系統及其所用的沖動級系統和發電設備。所述蒸汽渦輪系統包括：多個葉片級，其沿著第一軸軸向地布置；沖動級，其被配置在所述多個葉片級的上游，所述沖動級具有沖動輪和外殼，所述外殼包括多個入口區段，其中所述多個入口區段中的每一個具有對應的噴嘴群組且操作性地連接到控制第一蒸汽流通過所述對應的噴嘴群組的對應的控制閥；第一入口，其被配置成提供通過所述沖動級和所述多個葉片級的所述第一蒸汽流；和第二入口，其被配置成提供到所述多個葉片級且繞過所述沖動級的第二蒸汽流。

技術領域

本發明大體上涉及一種渦輪機系統，且更具體地說，涉及一種包括具有多個單獨地受控制的噴嘴群組的沖動級的蒸汽渦輪系統。

背景技術

隨著可獲得的可再生能源的增長，蒸汽發電設備(steam power plants)以低負載或最小負載操作以便對諸如太陽能和風能的這些可再生能源的發電中的波動做出反應。然而，以滑動壓力模式(sliding pressure mode)操作的蒸汽發電設備在部分負載期間仍必須維持某一固定最小壓力模式以保護鍋爐避免鍋爐過熱。以滑動壓力模式操作的蒸汽發電設備的技術現狀(state of the art)為通過經由高壓(HP)渦輪進口閥對新鮮蒸汽(livesteam)進行節流(throttling)而以低負載且最小負載維持此固定最小壓力模式。設備負載越低，那么節流損耗越高且循環效率越低。

發明內容

本發明的第一方面提供一種蒸汽渦輪系統，其包括：沿著第一軸軸向地布置的多個葉片級(a plurality of blade stages)；，配置在多個葉片級的上游(upstream of)的沖動級(impulse stage)，所述沖動級具有沖動輪(impulse wheel)和外殼(casing)，所述外殼包括多個入口區段(inlet sections)，其中多個入口區段中的每一個具有對應的噴嘴群組(corresponding nozzle group)且操作性地連接到控制第一蒸汽流通過對應的噴嘴群組的對應的控制閥(control valve)；第一入口(first inlet)，其被配置成提供通過沖動級和多個葉片級的第一蒸汽流；和第二入口，其被配置成提供到多個葉片級且繞過(bypassing)沖動級的第二蒸汽流。

其中，多個噴嘴群組中的至少一個的噴嘴數目與其余噴嘴群組的噴嘴數目不同。

其中，所述沖動級的所述噴嘴群組中的每一個被配置成指引(direct)所述第一蒸汽流繞過所述多個葉片級中的至少一個。

其中，所述系統進一步包括圍封(enclosing)所述多個葉片級和所述沖動級的第一殼體(first housing)。

其中，所述系統進一步包括圍封所述多個葉片級的第一殼體和圍封被布置在所述第一軸上的所述沖動級的第二殼體。

其中，所述系統進一步包括圍封所述多個葉片級的第一殼體和圍封被布置在第二軸上的所述沖動級的第二殼體。

本發明的第二方面提供一種發電設備，其包括：蒸汽源，其用于產生蒸汽流；高壓渦輪系統，其具有：多個葉片級，其沿著第一軸軸向地布置；沖動級，其被配置在多個葉片級的上游，所述沖動級具有沖動輪和外殼，所述外殼包括多個入口區段，其中多個入口區段中的每一個具有對應的噴嘴群組且操作性地連接到控制第一蒸汽流通過對應的噴嘴群組的對應的控制閥；第一入口，其被配置成提供通過沖動級和多個葉片級的第一蒸汽流；和第二入口，其被配置成提供到多個葉片級且繞過沖動級的第二蒸汽流；中間渦輪系統和低壓渦輪系統，其流體地連接到高壓渦輪系統；和第一發電機，其由第一軸驅動。

其中，所述外殼的多個噴嘴群組中的至少一個的噴嘴數目與其余噴嘴群組的噴嘴數目不同。

其中，所述沖動級的所述對應的噴嘴群組中的每一個被配置成指引所述第一蒸汽流繞過所述多個葉片級中的至少一個。