火力發電站的制作方法

專利名稱：火力發電站的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種能夠通過提高蒸汽溫度和蒸汽輪機效率來提高發電效率 的火力發電站。
技術背景傳統的火力發電站分為圖9中所示的傳統型火力發電站，包括朗肯 (Rankine)回熱再循環的蒸汽輪機；和圖10中所示的組合式火力發電站，其 中，燃氣輪機系統30和蒸汽輪機系統50相互組合，蒸汽輪機系統50通過使 用從燃氣輪機系統30排放的廢氣C加熱的蒸汽驅動。如圖9中所示，傳統型朗肯回熱再循環火力發電站包括鍋爐l，通過使 用化石燃料燃燒生成的熱來產生蒸汽；蒸汽輪機2，通過使用從鍋爐l排放的 蒸汽A和B而旋轉；冷凝器3，收集燃氣輪機2中使用的蒸汽；低壓供水加 熱器4,加熱從冷凝器3供給的水；供水泵5，增加由低壓供水加熱器4加熱 的水壓；高壓供水加熱器6，加熱來自供水泵5的水；和發電機7，連接到蒸 汽輪機2。如圖9中所示，蒸汽l侖機2包括高壓蒸汽4侖才幾8，來自鍋爐l的主蒸汽 A引入所述高壓蒸汽輪機8;中壓蒸汽輪機9，從高壓蒸汽輪機8排出，然后 由鍋爐1中的再熱器45再加熱的再熱蒸汽B引入所述中壓蒸汽輪機9;和低 壓蒸汽輪機11,從中壓蒸汽輪機9排出的再熱蒸汽B通過交叉管道(連接管 道)10引入所述低壓蒸汽4侖機11。在圖9中，已經由鍋爐1產生的主蒸汽A引入高壓蒸汽輪機8，其中，主 蒸汽A膨脹，并且從其排出。主蒸汽A由鍋爐1中的再熱器45再加熱變成再 熱蒸汽B，然后再熱蒸汽B進入中壓蒸汽輪機9。在中壓蒸汽輪機9中膨脹、 并且從其排出的再熱蒸汽B作為低壓蒸汽通過交叉管(連接管)IO引入各低 壓蒸汽輪機11。已經引入每一個低壓蒸汽輪機11內的低壓蒸汽在低壓蒸汽輪 機ll中膨脹，并且作為廢蒸汽引入冷凝器3,在冷凝器3中，廢蒸汽冷卻并冷凝，即，廢蒸汽轉變回水。其后，從冷凝器3供給的水由低壓供水加熱器4 加熱。然后，水壓由供水泵5升高，并且之后，水由高壓供水加熱器6加熱。 最后，水返回到鍋爐1。如圖IO中所示，組合式火力發電站的燃氣輪機系統30包括壓縮機31, 壓縮空氣；燃燒室32，通過燃燒使用由壓縮機31壓縮的空氣燃燒燃料，從而 產生燃燒氣體；燃氣輪機33，由燃燒室32產生的燃燒氣體驅動；和氣輪機發 電機35,連接到燃氣輪機33。組合式火力發電站的蒸汽輪機系統50包括回 收熱蒸汽發生器(HRSG) 20,通過從燃氣輪機系統30排出的廢氣C產生主 蒸汽A、再熱蒸汽B和低壓蒸汽D;蒸汽輪機2，通過使用從回收熱蒸汽發生 器(HRSG) 20排出的蒸汽A、 B和D旋轉；冷凝器3,收集蒸汽輪機2中使 用的蒸汽；供水泵5，增加從冷凝器3供給的水壓；和發電機，連接到蒸汽輪 機2。如圖10中所示，蒸汽輪機2包括高壓蒸汽輪機8，來自回收熱蒸汽發 生器(HRSG)的主蒸汽A引入其中；中壓燃氣輪機9，從高壓蒸汽輪機8排 出并且在回收熱蒸汽反射器(HRSG) 20中由再熱器45再加熱的再熱蒸汽B 引入其中；和低壓蒸汽輪機ll,從中壓蒸汽輪機9排出的再熱蒸汽B通過交 叉管道(連接管道)IO引入其中。在圖IO中，從回收熱蒸汽發生器(HRSG) 20排出的主蒸汽A經過高壓 蒸汽輪機8,并且由在回收熱蒸汽發生器(HRSG) 20中的再熱器45再加熱 變成再熱蒸汽B,然后，再熱蒸汽B進入中壓蒸汽輪機9。從中壓蒸汽輪機9 排出的蒸汽與低壓蒸汽D混合，并且通過交叉管道10分配到低壓蒸汽輪機11 。 然后，分配的蒸汽到達冷凝器3，在冷凝器3中蒸汽轉變回水。從冷凝器3供 給的水在供水泵5的上游位置和下游位置分路，從而變成不同壓力的水，即， 高壓水、中壓水和低壓水，其然后返回到回收熱蒸汽發生器(HRSG) 20。為了提高火力發電站的發電效率，增加蒸汽溫度并且提高蒸汽輪機效率非 常有利。關于蒸汽溫度，近年來，超過600。C的蒸汽溫度已經使用在火力發電站中。 由于增加蒸汽溫度可實現高的發電效率，因此繼續期望進一步提高蒸汽溫度。 另一方面，作為提高蒸汽輪機效率有貢獻的重要因素，可采用例如減小廢蒸汽損耗，這可通過延長末級轉動葉片的長度來實現。目前，利用2-極發電機的60Hz全速機器中，當轉動葉片由不銹鋼制成時，末級轉動葉片的長度約l.Om 長，當轉動葉片由鈦合金制成時，約Um長。但是，當采用這些技術來提高發電效率時，即增加蒸汽溫度或延長末級轉 動葉片長度時，不僅需要流體、強度和冷卻技術的先進設計，而且需要高強度 材料，這顯著增加了開發成本，并且延長了用于其的開發期。當增加蒸汽溫度來獲得有效發電時，由目前使用的鋼合金制成的蒸汽輪機 旋轉軸(轉子)的強度不能承受。在不久的將來，期望引入具有蒸汽情況高達 650。C的火力發電站。在這樣的火力發電站中，為了確保經受高溫的高壓蒸汽 輪機和中壓蒸汽輪機的旋轉軸強度，使用例如鎳基合金等高溫合金作為蒸汽輪 機旋轉軸的材料是必不可少的。但是，很難制造大的高溫合金鋼錠，而且其需 要很高的制造成本。因而，在這樣的高溫合金可實際應用之前需要很長時間。另一方面，關于末級蒸汽輪機轉動葉片的延長，現在轉動葉片的長度幾乎 達到了承受離心力的極限。因而，通過進一步延長轉動葉片來實現廢蒸汽損耗 的進一步減小也接近極限。可考慮的是，為了減小廢蒸汽損耗，增加低壓蒸汽輪機的廢蒸汽的數量， 同時不改變末級蒸汽輪機轉動葉片的長度，即低壓蒸汽分別分配和引入到多個 壓力蒸汽輪機。但是，由于該結構減小了每股汽流的流速，低壓蒸汽輪機的第 一半級的轉動葉片長度，這導致蒸汽輪機性能變差。另外，由于低壓蒸汽輪機 的數量增加，因此需要更大成本。從傳統技術已知，與全速機器的速度進行比較，低壓蒸汽輪機的速度減半 (形成半速機器)，從而提高了發電效率(例如JP2004-137912A)。但是，在 JP2004-137912A中所描述的發明中，高壓渦輪機和低壓渦輪機直接連接到不 同的發電機，這被稱為所謂的"并列復式"。甚至目前的1000MW級火力發電站仍有時采用具有兩個旋轉軸的并列復 式。即，如圖11中所示，其中具有并聯布置的2-極發電機12和4-極發電 機13,包括高壓蒸汽輪機(單流)8和中壓蒸汽輪機(雙流)9的蒸汽輪機2a 直接連接到所述2-pole發電機12,包括兩個低壓渦輪機(雙流)11的蒸汽 輪機2b直接連接到所述4-極發電機13。在圖ll中，與圖10和9中所示的部分相同的部分由相同的附圖標記顯示。但是，在上述并列復式蒸汽輪機系統50中，由于需要使兩個發電機12 和13電同步，因此需要復雜的控制系統，導致操作性變差。另外，由于兩個 軸并聯布置，因此蒸汽輪機房(未顯示)必需更大。而且，直接連接到經受高溫的高壓蒸汽輪機8和中壓蒸汽輪機9的發電機 是更高旋轉速度的2-極發電機12。因而，當傳統的合金鋼用作旋轉軸的材料 時，根據蒸汽輪機2a的旋轉軸強度，將來很難提高蒸汽溫度。 發明內容考慮到這些情況實現了本發明。本發明的目的是提供能夠通過提高蒸汽輪 機效率容易地提高發電效率的火力發電站。本發明為火力發電站，包括鍋爐，通過利用化石燃料燃燒生成的熱加熱 供給水，從而產生主蒸汽；高壓蒸汽輪機，主蒸汽從鍋爐引入其中，所述高壓 蒸汽輪機具有旋轉軸；再熱器，再加熱從高壓蒸汽輪機排出的主蒸汽，從而產 生再熱蒸汽；中壓蒸汽輪機，由再熱器產生的再熱蒸汽引入其中，所述中壓蒸 汽輪機具有與所述高壓蒸汽輪機耦合的旋轉軸；低壓蒸汽輪機，從中壓蒸汽輪 機排出的再熱蒸汽引入其中，所述低壓蒸汽輪機具有與高壓蒸汽輪機的旋轉軸 和中壓蒸汽輪機的旋轉軸耦合的旋轉軸；和發電機，具有兩個以上的極，并且 具有與高壓蒸汽輪機、中壓蒸汽輪機和低壓蒸汽輪機的軸耦合的旋轉軸。


圖l是本發明第一實施例中的火力發電站的示意性視圖。 圖2是本發明第一實施例中的火力發電站的側剖視圖。 圖3是顯示應用到高壓蒸汽輪機的第一級蒸汽輪機轉動葉片的離心應力 和鉻鋼允許應力之間關系的曲線。圖4是根據本發明第 一實施例的火力發電站另 一個實施例的示意性視圖。圖5是本發明第二實施例中的火力發電站的示意性一見圖。圖6是本發明第一實施例中火力發電站的又一個示例的示意性視圖。圖7是本發明第三實施例中的火力發電站的示意性視圖。圖8是本發明第三實施例中的火力發電站的側剖視圖。圖9是包括朗肯回熱再循環蒸汽輪機系統的傳統火力發電站的示意性視圖。圖IO是傳統的組合式火力發電站的示意性視圖，其中燃氣輪機系統和蒸 汽輪機系統組合。圖11是并列復式火力發電站的示意性-現圖。
具體實施方式
第一實施例下面參照附圖描述本發明第一實施例中的火力發電站。圖1到4顯示了本發明的第一實施例。如圖1和2中所示，本發明第一實施例中火力發電站的蒸汽輪機系統50 包括鍋爐l、蒸汽輪機2、冷凝器14和4-極發電機13。鍋爐l具有加熱器， 其通過使用化石燃料燃燒生成的熱加熱供給水來產生主蒸汽A。在該實施例 中，鍋爐l優選為利用煤或油作為燃料的火爐。在該實施例中，除了產生主蒸 汽A的加熱器，鍋爐1還具有第一再熱器41和第二再熱器42。第一再熱器 41再加熱從高壓蒸汽輪機8排放的主蒸汽A,從而產生第一級再熱蒸汽E。第 二再熱器42再加熱從第一中壓蒸汽輪機9a排放的第一級再熱蒸汽E,從而產 生第二級再熱蒸汽F。蒸汽輪機2包括高壓蒸汽輪機8，第一中壓蒸汽輪機9a，和中低壓蒸汽輪 機15。主蒸汽A引入高壓蒸汽輪機8。中低壓蒸汽輪機15還包括第二中壓蒸 汽輪機9b和低壓蒸汽輪機11。在該實施例中，第二中壓蒸汽輪機9b和低壓 蒸汽輪機11連續布置為中低壓蒸汽輪機15,不需要任何例如交叉管道等連接 管道。即，在該實施例中，第二中壓蒸汽輪機9b和低壓蒸汽輪機11安裝在單 個外殼中。布置在單個外殼中的第二中壓蒸汽輪機9b和低壓蒸汽輪機11構成 單個的中低壓蒸汽輪機15。在該情況下，第二級再熱蒸汽F引入其中的蒸汽 輪機可限定為第二中壓蒸汽輪機9b,并且將蒸汽作為廢蒸汽排放到冷凝器14 中的蒸汽輪機可限定為低壓蒸汽輪機11。不需要嚴格限定第二中壓蒸汽輪機 9b和低壓蒸汽輪機11的邊界。第二中壓蒸汽輪機9b和低壓蒸汽輪機11的這 樣的嚴格分界可由本領域技術人員根據設計情況等合適確定。布置第二中壓蒸 汽輪機9b和低壓蒸汽輪機11的中低壓蒸汽輪機15的單個外殼可由不同種類 的通過焊接或螺栓緊固結合的材料形成，只要所述殼體具有單一(單件)結構而在第二中壓蒸汽輪機9b和低壓蒸汽輪機11之間無需管道。如圖1和2中所示，在該實施例中蒸汽4侖機系統50的傳動系中，具有單軸布置的4-極發電機13、高壓蒸汽輪機8、低壓中壓蒸汽輪機9a和中低壓蒸汽輪機15 (第二中壓蒸汽輪機9b和低壓蒸汽輪機11 ),其以該順序相互連接。即，高壓蒸汽輪機8、第一中壓蒸汽輪機9a、中低壓蒸汽輪機15和4-極發電機13的旋轉軸相互耦合形成單軸結構。因而，蒸汽輪機系統50具有公 共和單個的旋轉軸。4 -極發電機13的旋轉軸連接到高壓蒸汽輪機8的旋轉軸，4 -極發電機 13鄰近高壓蒸汽輪機8布置。冷凝器14鄰近中低壓蒸汽輪機15的低壓蒸汽 輪機11布置。由于中低壓蒸汽輪機15的低壓蒸汽輪機11和冷凝器14彼此相 鄰布置，來自中低壓蒸汽輪機15的低壓蒸汽輪機11的蒸汽輪機廢蒸汽沿軸向 排放，即在旋轉軸的軸向，同時保持單流，因而可平穩地引入冷凝器14內。本實施例中的蒸汽輪機系統50還包括低壓供水加熱器4、供水泵5和高 壓供水加熱器6。低壓供水加熱器4通過利用從低壓蒸汽輪機11提取的熱來 加熱從冷凝器14供給的水。供水泵5將由低壓供水加熱器4加熱的水加壓以 作為供給水。高壓供水加熱器6還通過利用從高壓蒸汽輪機8提取的熱來加熱 供給水。即，來自低壓蒸汽輪機11的低壓提取蒸汽作為加熱介質引入低壓供 水加熱器4。來自高壓蒸汽輪機8的高壓提取蒸汽作為加熱介質引入高壓供水 加熱器6。因此，低壓供水加熱器4和高壓供水加熱器6用作再生換熱器。這的換熱器。因此，蒸汽輪機站50的熱力學循環為朗肯回熱再循環，因為蒸汽 輪機系統50中設置有例如第一再熱器41或第二再熱器42等再熱器和例如低 壓供水加熱器4或高壓供水加熱器8等再生換熱器。如上所述，本實施例中的火力發電站的蒸汽輪機系統50，每一個蒸汽輪 機和發電機的旋轉軸耦合為公共和單一旋轉軸，并且4-極發電機13用作發 電機。因而，與傳統的使用2-極發電機(后文也稱為"全速機器")的蒸汽 輪機系統相比較，其旋轉速度減半(后文本發明的蒸汽輪機系統50也稱為"半 速機器")。半速機器的旋轉速度為全速機器旋轉速度的一半。因此，根據全速機器到半速機器的相似定律(law of similitude),低壓蒸汽輪機11的末級轉動葉片長 度可容易地加倍，而無需進行新的開發，新的開發需要大量工作和時間。上述相似定律是設計燃氣輪機等通常使用的原理。例如，應用該原理，用 于50Hz燃氣輪機的設計可通過將60Hz燃氣輪機的設計乘以1.2來獲得。根據下面說明該實施例的操作。首先，從供水泵5經過高壓供水加熱器6供給到鍋爐1的水(供給水)在 設置在鍋爐1中的加熱器加熱，從而在鍋爐1中產生主蒸汽A。主蒸汽A引 入高壓蒸汽輪機8中。主蒸汽在高壓蒸汽輪機8中膨脹以使旋轉軸(轉子)旋 轉，并且從其排放。從高壓蒸汽輪機8排放的主蒸汽A進入到設置在鍋爐1 中的第一再熱器41，并且再加熱，從而產生第一級再熱蒸汽E。然后，第一 級再熱蒸汽E進入第一中壓蒸汽輪機9a (參見圖1 )。然后，在第一中壓蒸汽輪機9a中膨脹來產生功并且從其排放的第一級再 熱蒸汽E再次返回到鍋爐1。在從第一級中壓蒸汽輪機9a排放后，第一級再 熱蒸汽E引入設置在鍋爐1中的第二再熱器42中，從而產生第二級再熱蒸汽 F。然后，第二級再熱蒸汽F進入中低壓蒸汽輪機15的第二低壓蒸汽輪機9b 中(參見圖1)。然后，在第二中壓蒸汽輪機9b中膨脹來產生功并且從其排放的第二級再 熱蒸汽F流入與第二中壓蒸汽輪機9b相鄰布置在如上所述的相同外殼中的低 壓蒸汽輪機ll。在從第二中壓蒸汽輪機9b排放后，第二級再熱蒸汽進一步膨 脹，從而在低壓蒸汽輪機ll中產生功。從低壓蒸汽輪機ll排放的蒸汽引入冷 凝器14 (參見圖1)。在該實施例中，中低壓蒸汽4侖機15的低壓蒸汽輪機11和冷凝器14彼此 相鄰布置。因而，來自中低壓蒸汽輪機15的低壓蒸汽輪機11的蒸汽輪機廢蒸 汽以單流沿軸向排放。換句話說，從低壓蒸汽輪機ll排放的蒸汽沿單向流動， 具有旋轉軸軸向速度分量。因而，從低壓蒸汽輪機11排放的蒸汽可平穩地引入冷凝器14。引入冷凝器14的蒸汽冷凝為冷凝物(水)。從冷凝器14排放的水(冷凝物)通過將從低壓蒸汽輪機11提取的提取蒸 汽用作熱源由低壓供水加熱器4加熱(參見圖1)。然后，由低壓供水加熱器4加熱的水作為供給水抽吸(加壓)到供水泵5 中。隨后，來自供水泵5的供給水在高壓供水加熱器6中通過將從高壓蒸汽輪 機8提取的蒸汽用作熱源加熱。然后，來自高壓供水加熱器6的供給水返回到 鍋爐1 (參見圖1)。以這種方式，當水(包^^冷凝物和供給水)和蒸汽A、 E和F在蒸汽輪才幾 系統50中循環時，與蒸汽4侖才幾2的旋轉軸耦合的4-極發電機13旋轉。由于 4-極發電機13具有兩個以上的極，因此4-極發電機13和連接到其的蒸汽 輪機2的旋轉速度小于具有2 -極發電機的傳統蒸汽輪機系統的旋轉速度。特 別地，通過使用4-極發電機13,與傳統的具有2-極發電機的蒸汽輪機系統 相比較，4 -極發電機13和蒸汽輪機2的旋轉速度為半速。如上所述，在該實施例中的蒸汽輪機系統50可制造為半速機器，并且因 而可產生根據本實施例的下述優點。第一個優點是，提高了主蒸汽A、第一級再熱蒸汽E和第二級再加熱系統 F中至少一個的溫度。即，在傳統的具有2-極發電機(全速機器)的火力發 電站中，在蒸汽輪機2中，特別是高溫蒸汽輪機8、第一中壓蒸汽輪機9a或 第二中壓蒸汽輪機9b中引入非常高溫度的蒸汽可造成蒸汽輪機轉動葉片斷 裂。另一方面，根據本實施例，在蒸汽輪機轉動葉片上產生的離心力可減小。 因此，與全速機器中的蒸汽比較，主蒸汽A、第一級再熱蒸汽E和第二級再熱 蒸汽F的溫度可提高。離心力減小的優點在供給例如主蒸汽A、第一級再熱蒸汽或第二級再熱蒸 汽F等高溫蒸汽的高壓蒸汽輪機8、第一中壓蒸汽輪機9a和第二中壓蒸汽輪 機9b中非常明顯。雖然主蒸汽A、第一級再熱蒸汽E或第二級再熱蒸汽F的 溫度提高，但是用于這些蒸汽輪機的傳統材料可繼續使用在高壓蒸汽輪機8、 第一中壓蒸汽輪機9a和第二中壓蒸汽輪機9b中，因為作用在這些蒸汽輪機的 蒸汽輪機轉動葉片上的離心力減小為具有2 -極發電機的傳統蒸汽輪機站的 一半。而且，當采用比傳統材料更好的材料時，主蒸汽A、第一級再熱蒸汽E 或第二級再熱蒸汽F的溫度進一步提高。圖3是顯示施加到1000MW級60Hz蒸汽4侖機系統中的高壓蒸汽輪機第一 級蒸汽輪機轉動葉片的離心應力和高鉻鋼及低鉻鋼允許應力之間關系的曲線。圖3 (a)為含8%到15%鉻的高鉻含量鋼合金的情況，而圖3 (b)是含3% 或以下鉻的低鉻含量鋼合金的情況。如圖3 (a)中所示，在約620。C或更高 溫度下，施加到傳統全速機器的離心力超過高鉻含量鋼合金的允許應力曲線。 另一方面，在本實施例中，由于施加到蒸汽4侖機轉動葉片上的離心力減小，離 心力甚至在約650。C下仍沒有超過高鉻含量鋼合金的允許應力曲線。因此，含8 %到15 %鉻的高鉻含量鋼合金的傳統旋轉軸材料用作高壓蒸汽 輪機8、第一中壓蒸汽輪機9a和第二中壓蒸汽輪機9b的旋轉軸材料，在鍋爐 1中產生的主蒸汽A和在再熱器41和42中產生的再熱蒸汽E和F優選不小 于620。C,并且最優選約650。C。如圖3 (b)中所示，在545。C或更高溫度，施加到傳統全速機器上的離 心力超過低鉻含量鋼合金的允許應力曲線。另一方面，由于施加到蒸汽輪機轉 動葉片上的離心應力減小，甚至在約580。C的蒸汽溫度下，離心應力仍沒有超 過低鉻含量鋼合金的允許應力曲線。結果，含不超過3 %鉻的低鉻含量鋼合金的傳統旋轉軸材料用作高壓蒸汽 輪機8、第一中壓蒸汽輪機9a和第二中壓蒸汽輪機9b的旋轉軸材料，由鍋爐 1產生的主蒸汽A和由再熱器41和42產生的再熱蒸汽E和F優選不小于 545°C,并且最優選約580。C。如上所述，才艮據本實施例中的蒸汽輪機系統(半速機器)50,發電效率可 容易地提高，因為與傳統的全速機器比較，具有更高溫度的蒸汽可容易地用作 主蒸汽A、第一級再熱蒸汽E和第二級再熱蒸汽F。通常知到，在圖1和2中所示的兩級再加熱循環中，第一中壓蒸汽輪機 9a或第二中壓蒸汽輪機9b中的強度條件非常嚴格。但是，根據根實施例，蒸 汽溫度可容易地以這樣的兩級再加熱循環提高。根據本實施例的第二個優點是蒸汽輪機之間壓力損耗的減小。在傳統的高輸出蒸汽輪機系統中，例如250MW或更高，雙流廢汽式或四 流廢汽式用于低壓蒸汽輪機。這是因為由離心力限定的蒸汽輪機轉動葉片的長 度。在具有雙流廢汽式或四流廢汽式低壓蒸汽輪機的該類型蒸汽輪機系統中， 稱為交叉管道(連接管道)10 (參見圖9到11)的管道系統連接中壓蒸汽輪 機9和低壓蒸汽輪機11。該類型蒸汽輪機系統，壓力損耗存在于布置在交叉12管道(連接管道)10上游的中壓蒸汽輪機9的排汽罩和布置在交叉管道(連 接管道)lO下游上的低壓蒸汽輪機ll的入口 (吸氣罩)之間的交叉管道(連 接管道)10周圍中。因而，該壓力損耗降低了發電站的發電效率。另一方面，由于本實施例中的蒸汽庫侖機系統50以全速機器一半的旋轉速 度旋轉，因此可減小施加到低壓蒸汽輪機11的蒸汽4侖機移動葉片的離心力。 因而，甚至在高輸出的蒸汽輪機系統50中，可使用單流廢蒸汽，并且在第二 中壓蒸汽輪機9b和低壓蒸汽輪機11之間不需要使用交叉管道(連接管道)IO。 另外，可能將第二中壓蒸汽輪機9b和低壓蒸汽輪機11容納在單個外殼中，從 而構成中低壓蒸汽輪才幾15 (參見圖1和圖2)。因此，可消除蒸汽輪機之間的 壓力損耗。由此提高發電效率。根據相似定律制造的低壓蒸汽輪機11的末級蒸汽輪機轉動葉片具有環形 表面區，其是全速機器中低壓蒸汽輪機11的末級蒸汽輪機轉動葉片的四倍大。 因而，甚至當使用單流廢汽時，具有環形表面區的蒸汽輪機轉動葉片等效于在 全速機器中使用的四流廢汽式低壓蒸汽輪機。第三個優點是由于來自低壓蒸汽輪機11的單流排;故，進一步提高蒸汽輪 機效率。類似于傳統的全速機器，當雙流廢蒸汽式或四流廢蒸汽式用作低壓蒸汽輪 機ll (參見圖9到11)時，流入每一個流動路徑的蒸汽量分開并且減小，低 壓蒸汽輪機11的入口側級葉片長度縮短。這使得低壓蒸汽輪機11的效率降低。另一方面，在本實施例中，由于從低壓蒸汽輪機11排放的廢蒸汽流可以 是單流，低壓蒸汽輪機11的入口側級的葉片長度可充分延長。結果，可提高 低壓蒸汽輪機ll的效率。第四個優點是，由于來自低壓蒸汽輪機11的蒸汽的軸向排放，廢蒸汽損 耗減小。如上所述，從低壓蒸汽輪機11排放廢蒸汽的軸向排放裝置具有在旋 轉軸(轉子)方向的速度分量。即，如圖9到11所示，在傳統的高輸出蒸汽輪機系統50中，例如約250MW動，冷凝器3布置在低壓蒸汽輪機的下面。另一方面，根據本實施例，由于引入低壓蒸汽輪機11的蒸汽可以單流形成，因此，從低壓蒸汽輪機11末級排放的廢蒸汽也可以是單流。因而，從低 壓蒸汽輪機11末級排放的廢蒸汽可沿軸向排放，即，沿具有軸向速度分量的中低壓蒸汽輪機15的旋轉軸軸向。結果，可減小蒸汽輪機2的廢蒸汽損耗。因此，根據本實施例中的蒸汽輪機系統50，甚至在1000MW大的高輸出 火力發電站中，從低壓蒸汽輪機末級排放的廢蒸汽可以是軸向流，由此可提高 發電效率。而且，通過應用軸向流廢蒸汽，可減小蒸汽輪機房的高度。即，在傳統的火力發電站中，僅在使用小蒸汽輪機的低輸出下，通過將從 蒸汽輪機排放的軸向流廢汽用作廢蒸汽，蒸汽輪機房的高度可減小。但是，在 傳統的大輸出火力發電站中，從蒸汽輪機排放的廢蒸汽不可能是軸向的，因為 廢蒸汽必須在低壓蒸汽輪機下排放。因而，蒸汽輪機房的高度很高。另 一方面，根據本實施例，由于廢蒸汽可如上所述以沿軸向排放(軸向流)， 因此蒸汽輪機房的高度甚至在大輸出的火力發電站中也可減小，因為不需要在 低壓蒸汽輪機下面設置冷凝器。第五個優點是，可減小可能由冷凝的水滴造成的低壓蒸汽輪機11的末級 蒸汽輪機轉動葉片的腐蝕影響。末級蒸汽輪機轉動葉片的嚴重腐蝕可導致蒸汽 輪機轉動葉片散開的故障。因而，在可靠性方面，減小腐蝕影響非常重要。'通常，蒸汽輪機轉動葉片端部的旋轉速度越快，腐蝕速度越快。在本實施 例中，由于蒸汽輪機轉動葉片根據相似定律設計，因此蒸汽輪機轉動葉片端部 的旋轉速度等于傳統全速機器的速度，從而輻射速度相同。但是，可允許的腐 蝕量與蒸汽輪機轉動葉片的尺寸成比例。換句話說，蒸汽輪機轉動葉片越大， 蒸汽輪機轉動葉片越具有抗蝕性。特別地，由于本實施例的蒸汽輪^L轉動葉片為傳統全速機器的蒸汽輪機轉 動葉片的兩倍大，因此本實施例中的蒸汽輪機轉動葉片的抗蝕性是全速機器的 蒸汽輪機轉動葉片抗蝕性的兩倍。因而，由冷凝水滴造成的腐蝕對低壓蒸汽輪 機11的末級蒸汽輪機轉動葉片的影響可減半。第六個優點是，由于提高各蒸汽輪機8， 9a, 9b和11的可允許的最大級 數，進一步提高了蒸汽輪機效率。通常，蒸汽輪機8， 9a， 9b和ll的級數越大，蒸汽輪機可獲得的效率越高。當增加蒸汽4侖機8， 9a， 9b和11中的級數時，相應蒸汽輪機8， 9a, 9b 或11的旋轉軸必需延長。但是，通常還已知，蒸汽輪機的旋轉軸越長，作為 旋轉機器，蒸汽輪機的溫度性越差。由于該原因，布置在蒸汽輪機8， 9a， 9b 和11的級數限制為允許級數，其通過考慮蒸汽輪機的穩定性確定。關于這點，根據本實施例，蒸汽輪機8， 9a， 9b和11的旋轉速度為全速 機器的旋轉速度的一半。因而，當本實施例中的蒸汽輪機8， 9a， 9b和ll具 有與全速機器的蒸汽輪機的相同的旋轉軸長度時，可提高作為蒸汽輪機8， 9a， 9b和11的旋轉機器的穩定性。換句話說，甚至當蒸汽輪機8， 9a， 9b和11 的旋轉軸長度延長，作為旋轉機器的穩定性仍可基本與全速機器的相同。結果， 所允許的級數增多，由此^C高蒸汽輪機效率。第七個優點是，由于減小了蒸汽輪機系統50的全長，因此減小了蒸汽輪 機房的尺寸。傳統地，1000MW級蒸汽輪機系統50必需是如圖11中所示的并列復式， 或如圖9中所示的串列復式。如圖11中所示，并列復式蒸汽輪機系統50,高壓蒸汽輪機(單流)8, 中壓蒸汽輪機(雙流)9,和2-極發電機12耦合，從而具有公共的旋轉軸， 并且兩個低壓蒸汽輪才幾(雙流)11和4-極發電機13耦合，從而具有另一個 旋轉軸。即，需要用于蒸汽輪機8， 9, 11和兩個發電機12和13的四個外殼。同時，如圖9中所示，在串列復式蒸汽輪機系統50中，高壓蒸汽輪機(單 流)8,中壓蒸汽輪機(雙流)9,兩個低壓蒸汽輪機(雙流)11和2 -極發電 機7耦合，從而具有公共的旋轉軸。即，需要四個用于蒸汽輪機8， 9， 11和 一個發電機7的外殼。包括兩個雙流低壓蒸汽輪機11的低壓蒸汽輪機11總體為四流式的原因在 于，如上所述，末級尺寸由施加到蒸汽輪機轉動葉片的離心力限定。中壓蒸汽 輪機9為雙流式的原因也在于離心力的嚴格限制。另一方面，在本實施例中，施加到蒸汽輪機2的離心力可如上所述減小。 因而，如圖l和2中所示，甚至在采用兩級再加熱循環的情況下，高壓蒸汽輪 機(單流)8，低壓中壓蒸汽輪機(單流)9a,中低壓蒸汽輪機(單流)15和 4-極發電機13可同軸布置。即，例如1000MW級發電站等大容量發電站需要三個護套蒸汽輪機8， 9a和15,及一個4-極發電機。因而，根據本實施例， 蒸汽輪機系統50的安裝空間可減小。而且，由于蒸汽輪機50的空間減小，可 提高可維護性。應注意到，圖1和2中所示的蒸汽4侖機系統50為2級再加熱式，而圖9 和11中所示的傳統蒸汽輪機系統50為1級再加熱式。在上述實施例中，主蒸汽A、低壓級再熱蒸汽E和第二再熱蒸汽的溫度可 如所描述達到650°C。當將650°C的蒸汽用作根據本實施例的蒸汽輪機系統 50中的蒸汽A, E和F時，凈熱效率可期望為45%。當存在的再加熱和再生 火力發電站比較，可獲得約10%相對比率的發電的提高。在圖1和2中，本實施例中的蒸汽4侖機系統50顯示為兩級再加熱式，其 中第一級再熱器41和第二級再熱器42設置在鍋爐1中，并且第一級再熱蒸汽 E和第二級再熱蒸汽F從其分別引入到第一級中壓蒸汽輪機9a和第二級中壓 蒸汽輪機9b中。但是，通過設置附加再熱器和中壓蒸汽輪機，蒸汽輪機系統 50可以是多級再加熱式，從而多級再熱蒸汽分別引入到不同的中壓蒸汽輪機 中。在這種情況下，可能連續設置至少一個末級中壓蒸汽輪機和低壓蒸汽輪 機，末級再熱蒸汽引入所述末級中壓蒸汽輪機中，低壓蒸汽輪機將蒸汽作為廢 蒸汽排放到冷卻器。在上述實施例中，作為具有兩個以上的極的發電機，4-極發電機13應用 到蒸汽輪機系統50。但是，本實施例的發電機不限于4-極發電機13,可使 用任何具有兩個以上的極的發電機。另外，在上述實施例中，低壓蒸汽輪機11為軸向流廢蒸汽式。但是不限 于此，來自低壓蒸汽輪機11的廢蒸汽可例如如圖4中所示向下排放。在這種 情況下，不能獲得上述的一些優點，但是與傳統的蒸汽輪機系統比較時，蒸汽 輪機系統50可獲得更大的容量。類似于圖1和2中所示的蒸汽輪機系統50,圖4中所示的蒸汽輪機系統 50包括鍋爐1，蒸汽輪機2，冷凝器14和4-極發電機13。如圖4中所示， 鍋爐1僅設置有一個再熱器45，其將從高壓蒸汽輪機排放的主蒸汽A再加熱， 以產生再熱蒸汽B。蒸汽輪機2包括高壓蒸汽輪機8、中壓蒸汽輪機9和低壓蒸汽輪機ll。圖4中，設置有用于將從中壓蒸汽輪機9排放的蒸汽引入到低 壓蒸汽輪機ll中的交叉管道(連接管道)10。如圖4中所示，在蒸汽輪機系統50的傳動系，具有單軸布置的高壓蒸汽 輪機8、中壓蒸汽4侖才幾9、低壓蒸汽輪機11和4 -極發電機13，其相互以該順 序連接。即，高壓蒸汽輪機8、中壓蒸汽輪機9、中低壓蒸汽輪機11和4-極 發電機13的旋轉軸相互耦合形成單軸結構。因而，蒸汽輪機系統50具有公共 和單個的旋轉軸。4-極發電機13的旋轉軸連接到低壓蒸汽輪機11的旋轉軸，并且4-極 發電機13鄰近高壓蒸汽輪機11布置。如圖4中所示，冷凝器14布置在低壓蒸汽輪機11的下面。與圖1中所示 的蒸汽輪機系統50類似，來自冷凝器14的水引入低壓供水加熱器41、供水 泵5和高壓供給加熱器6，并且以該順序作為供給水返回到鍋爐1。如上所述，圖4中所示的示例，蒸汽輪機系統50具有交叉管道(連接管 道)10和設置在低壓蒸汽輪機11下面的冷凝器14,從而來自低壓蒸汽輪機 11的廢蒸汽以向下流向下流入冷凝器14。但是，由于4-極發電機13也用于 該示例，因此也可如上所述提高主蒸汽A、第一級再熱蒸汽E和第二級再熱蒸 汽F中至少一個的溫度。而且，由于作用在旋轉軸上的離心力低于傳統的蒸汽 輪機系統，因此更長的葉片可應用到蒸汽輪機系統50的蒸汽輪機2，從而與 傳統的蒸汽輪機系統比較，可容易地獲得具有更大容量的蒸汽輪機系統50。第二實施例下面，參照圖5和6描述本發明的第二實施例。圖5和6中所示的第二實 施例為所謂的組合循環站，其中燃氣輪機30與圖1中所示的第一實施例中的 蒸汽輪機50組合。燃氣輪機系統30包括壓縮機31，其壓縮空氣；燃燒器 32，其將例如天然氣等與由壓縮機31壓縮的空氣一起燃燒，以產生燃燒的氣 體；燃氣輪機33,其通過由燃燒器32生成的燃燒氣體驅動；和燃氣輪機發電 機35,連接到所述燃氣輪機。鍋爐用于通過使用由化石燃料燃燒生產的熱加 熱供給水來產生主蒸汽。在該實施例中，蒸汽庫侖機系統50包括回收熱蒸汽發 生器(HRSG) 20，代替圖1中所示的第一實施例中的鍋爐1。回收熱蒸汽發 生器(HRSG) 50具有加熱器，其通過利用從作為熱源的燃氣輪機系統30排放的廢蒸汽加熱供給水來產生主蒸汽A。回收熱蒸汽發生器(HRSG) 20包括 第一再熱器41和第二再熱器42。而且，圖5和6中所示的該實施例作為再生 換熱器不具有高壓供水加熱器6和低壓供水加熱器4。該實施例的其他結構基 本與圖1到4中所示的第一實施例相同。在圖5和6中所示的第二實施例中，相同的附圖標記用于參照圖1到4 描述的第一實施例中的相同部件，并且其詳細描述將省略。首先，由供水泵5供給的一部分水(供給水)通過利用作為熱源的燃氣輪 機33的廢氣C的熱在回收熱蒸汽發生器(HRSG)中加熱，從而產生主蒸汽 A (參見圖5)。然后，主蒸汽A在高壓蒸汽輪機8中膨脹以產生功。從高壓蒸汽輪機8 排放的廢蒸汽引入回收熱蒸汽發生器(HRSG) 20中的第一再熱器41 (參見 圖5)。從供水泵5供給的另一部分供給水引入回收熱蒸汽發生器(HRSG) 20, 并且在那里加熱變為蒸汽。其后，該蒸汽與從高壓蒸汽輪機8排放的廢蒸汽混 合。然后，混合的蒸汽進入熱回收系統發生器(HRSG) 20中的第一再熱器 41。在回收熱蒸汽發生器(HRSG) 20中，蒸汽通過利用燃氣輪機33的廢氣 C的熱再加熱，從而產生第一級再熱蒸汽E (參見圖5)。然后，第一級再熱蒸汽E引入第一中壓蒸汽輪機9a。在第一中壓蒸汽輪 機9a中，第一級再熱蒸汽E膨脹，從而產生功。從第一中壓蒸汽輪機9a排放 的第一級再熱蒸汽E再次返回到回收熱蒸汽發生器(HRSG) 20。從第一級中 壓蒸汽輪機9a排放的第一級再熱蒸汽E在回收熱蒸汽發生器(HRSG) 20中 的第二再熱器42通過利用燃氣輪機3的廢氣C的熱再加熱，從而其變為第二 級再熱蒸汽F (參見圖5)。然后，第二級再熱蒸汽F引入第二中壓蒸汽輪機9b。在第二中壓蒸汽輪 機9b中，第二級再熱蒸汽F膨脹，以產生功。其后，從第二中壓蒸汽輪機9b 排放的第二級再熱蒸汽F與低壓蒸汽D混合，所述低壓蒸汽D在第二中壓蒸 汽輪機9b和低壓蒸汽輪機11之間的邊界的位置處引入第二中壓蒸汽輪機9b。 這里，第二中壓蒸汽輪機9b和低壓蒸汽輪機11之間的邊界可以是第二中壓蒸 汽輪機9b和低壓蒸汽輪機11相互連接的位置。因此，從第二中壓蒸汽輪機9b排放的第二級再熱蒸汽F和低壓蒸汽D的混合蒸汽進入低壓蒸汽輪機11 中，其中所述蒸汽進一步膨脹來產生功。低壓蒸汽D通過在回收熱蒸汽發生 器(HRSG) 20中加熱供給水產生。這里，低壓供給水已經從供水泵5的上游 側上的分路位置供到回收熱蒸汽發生器(HRSG) 20 (參見圖5)。然后，排放已經在低壓蒸汽輪機中做功的蒸汽，并且將其引入冷凝器14, 在所示冷凝器14中，蒸汽冷卻并且凝聚成水(冷凝物)(參見圖5 )。其后，來自冷凝器14的水(冷凝物)在供水泵5的上游位置和下游位置 分路，從而變成不同壓力的水，即，高壓供水，中壓供水，和低壓供水，其然 后返回到回收熱蒸汽發生器(HRSG) 20 (參見圖5)。還是在本實施例的燃氣輪機系統30和蒸汽輪機系統50組合的組合火力發 電站中，蒸汽4侖機系統50包括4-極發電機(具有多于兩極的發電機)13。 因此，與傳統蒸汽輪機系統(全速機器)的旋轉速度相比較，類似于低壓實施 例，蒸汽輪機系統50的旋轉速度可減半(半速機器)。因而，仍然根據本實施 例，可產生與低壓實施例中的相同的優點。也就是說，與傳統的全速機器比較，根據相似定律，末級蒸汽輪機轉動葉 片的長度可加倍。另外，從低壓蒸汽輪機11排放的廢蒸汽可作為單流沿軸向排放。第二中 壓蒸汽輪機9b和低壓蒸汽輪機11相鄰設置在單個外殼中作為中低壓蒸汽輪機 15,而沒有使用例如交叉管道(連接管道)IO等連接管道(參見圖9到11)。 因而可消除第二中壓蒸汽輪機9b和低壓蒸汽輪機11之間的壓力損耗。而且，由于蒸汽輪機系統50為半速機器，作用在蒸汽輪機轉動葉片上的 離心力可減小。因而，甚至在兩級再加熱循環中，其強度條件通常很嚴格，引 入低壓和第二中壓蒸汽輪機9a和9b的蒸汽的蒸汽溫度仍可提高，由此可容易 地提高熱效率。而且，由于蒸汽輪機系統50為半速機器，蒸汽輪機轉動葉片的長度可延 長。通過將具有充分環形表面區的末級蒸汽輪機轉動葉片應用到低壓蒸汽輪機 11中，通過低壓蒸汽輪機ll的軸向流廢蒸汽式結構，蒸汽輪機2的廢蒸汽損 耗可進一半減小。而且，由于蒸汽4侖機系統50為半速機器，蒸汽輪機8， 9a， 9b和15的穩定性可增強。因而，布置在蒸汽輪機8， 9a, 9b和15中的級數可增加，從而 可提高蒸汽輪機的效率。燃氣輪機系統30的燃氣輪機35和蒸汽輪機系統50的4 -極發電機13不 需要同步，因為這些發電機布置在單獨的系統中。燃氣輪機30的轉速可適當 選擇，例如全速或半速。當燃氣輪機發電機35為4-極發電機時，火力發電 站可能中可能燃氣輪機系統30和蒸汽輪機系統50的旋轉軸單軸相互連接。在 這種情況下，4-極發電機13可僅為與燃氣輪機系統30和蒸汽輪機系統50 耦合的發電機。在上面的實施例中，低壓蒸汽輪機11為軸流廢蒸汽式。但是不限于此， 來自低壓蒸汽輪機的廢蒸汽可向下排放，例如圖6中所示。如圖6中所示，該火力發電站中的蒸汽輪機系統50包括回收熱蒸汽發生 器(HRSG) 20,高壓燃氣輪機8,設置在回收熱蒸汽發生器(HRSG) 20中 的再熱器45,中壓蒸汽輪機9和低壓蒸汽輪機11。回收熱蒸汽發生器(HRSG) 20通過利用從作為熱源的燃氣輪機系統30排放的廢氣C加熱從供水泵5供給 的一部分水(供給水)來產生主蒸汽A。來自回收熱蒸汽發生器(HRSG) 20 的主蒸汽A引入具有旋轉軸的高壓蒸汽輪機8。再熱器45在回收熱蒸汽發生 器(HRSG) 20中再加熱從高壓蒸汽輪機8排放的主蒸汽A和通過加熱從供 水泵5供給的另一部分供給水產生的蒸汽的混合蒸汽，從而產生再熱蒸汽B。 由再熱器45再加熱的再熱蒸汽B引入中壓蒸汽輪機9。從中壓蒸汽輪機9排 放的蒸汽9通過交叉管道(連接管道)10引入低壓蒸汽輪機11。這里，從中 壓蒸汽輪機9排放到交叉管道(連接管道)10中的蒸汽與來自回收熱蒸汽發 生器(HRSG) 20的低壓蒸汽D混合。如圖6中所示，4-極發電機13設置在蒸汽輪機系統50中，以使4-極 發電機13的旋轉軸與高壓蒸汽輪機8、中壓蒸汽輪機9和低壓蒸汽輪機11的 旋轉軸耦合。因此，還是在圖6中所示的示例中，在蒸汽輪機系統50的傳動 系中，高壓蒸汽輪機8、中壓蒸汽輪機9、低壓蒸汽輪機ll和4-極發電機13 以該順序相互連接。即，高壓蒸汽輪機8、低壓中壓蒸汽輪機9a、中低壓蒸汽 輪機15和4-極發電機13的旋轉軸相互耦合形成單軸結構。因而，蒸汽輪機 系統50具有公共的單個旋轉軸。如圖6中所示，冷凝器14布置在低壓蒸汽輪機11的下面。由冷凝器14 冷凝的水引入供水泵5，并且作為供給水加壓。在供水泵5中加壓的供給水返 回到回收熱蒸汽發生器(HRSG) 20。第三實施例本發明的第三實施例參照圖7和8進行描述。圖7和8中所示的第三實施 例為單級再加熱式蒸汽輪機系統50，其僅包括一個中壓蒸汽輪機9a。換句話 說，根據本實施例的蒸汽輪機系統消除了圖1和2中顯示的第一實施例的第一 中壓蒸汽輪機9a。本實施例的其他結構基本與圖1到4中所示的第一實施例 相同。本實施例中的中壓蒸汽輪機9對應于第 一實施例中的第二中壓蒸汽專侖才幾 9b。在本實施例中，僅一個再熱器45設置在鍋爐1中。在圖7和8中，容納在一個外殼中的中壓蒸汽輪機9和低壓蒸汽輪機11 構成中低壓蒸汽輪機15。再熱蒸汽引入其中的蒸汽輪機限定為中壓蒸汽輪機 9，允許作為廢蒸汽流入冷凝器14中的蒸汽輪機限定為低壓蒸汽輪機11。在 這種情況下，與第一實施例相似，不需要嚴格分開中壓蒸汽輪機9和低壓蒸汽 輪機11。在圖7和8中所示的第三實施例中，相同的附圖標記用于與圖1到4中所 示第一實施例中描述的相同部件，并且其詳細描述省略。首先，加熱從供水泵5供到鍋爐1的一部分水(供給水)，從而產生主蒸 汽A。從高壓蒸汽4侖機8排放的主蒸汽A由鍋爐1中的再熱器45再加熱，從 而產生再熱蒸汽B。然后再熱蒸汽B進入中壓汽輪機9 (參見圖7)。然后，從中壓蒸汽輪機9排放的再熱蒸汽B流入與中壓蒸汽輪機9相鄰 布置的低壓蒸汽輪機11。這里，中壓蒸汽輪機9和低壓蒸汽輪機11設置在一 個外殼中，其構成中低壓蒸汽輪機15。其后，在中壓蒸汽輪機9和低壓蒸汽 輪機11中膨脹的再熱蒸汽B從低壓蒸汽4侖機11 (中低壓蒸汽輪機15 )排放到 冷凝器14,在冷凝器14中，排放的再熱蒸汽B變成作為冷凝物的水(參見圖 7)。然后，從冷凝器14供給的水(冷凝物)在低壓供水加熱器4中通過將從 低壓蒸汽輪機11纟是:取的蒸汽作為熱源加熱。在低壓供水加熱器4中加熱的供 給水引入供水泵5，并且加壓。然后，在供水泵5中抽吸(加壓)的供給水引入高壓供水加熱器6中，并且在供水加熱器6中通過將從高壓蒸汽輪8提取的 蒸汽用作熱源加熱。然后，在高壓供水加熱器8中加熱的供給水返回到鍋爐1 (參見圖7)。還是在本實施例的火力發電站中，蒸汽輪機系統50包括4 -極發電機13 作為具有多于兩極的發電機。由于使用4-極發電機(具有多于兩極的發電機) 13，與全速機器相比較，類似于第一實施例，蒸汽輪機系統50的旋轉速度可 減半(半速機器)。因而，還是根據本實施例，可產生與第一實施例中的相同 的優點。也就是說，由于相似定律的應用，末級蒸汽輪機轉動葉片的長度可與傳統 全速機器的相比較加倍。另外，從低壓蒸汽輪機11排放的廢蒸汽可以單流沿軸向排放。第二中壓 蒸汽輪機9b和低壓蒸汽輪機11相鄰設置在單個外殼中作為中低壓蒸汽輪機 15，而沒有使用例如交叉管道(連接管道)10等連接管道。因而，可消除中 壓蒸汽輪機和低壓蒸汽輪機11之間的壓力損耗。而且，由于蒸汽輪機系統50為半速機器，作用在蒸汽輪機轉動葉片上的 離心力可減小。因而，蒸汽溫度可提高，由此可容易地提高熱效率。而且，由于蒸汽輪機系統50為半速機器，因此蒸汽輪機轉動葉片的長度 可延長。通過在低壓蒸汽輪機ll中應用具有充分環形表面區的末級蒸汽輪機 轉動葉片，蒸汽輪機的廢蒸汽損耗可進一步降低。而且，由于蒸汽輪機50為半速機器，因此蒸汽輪機8， 9或15的穩定性 可增加。因而，布置在蒸汽輪機8， 9或15中的級數可增加，從而可提高蒸汽 輪機的效率。如圖7和8中所示，在該第三實施例中的蒸汽輪機系統50為單級再加熱 式蒸汽輪機系統50，包括軸向布置的高壓蒸汽輪機(單流)8,中低壓蒸汽輪 機(單流)15和4 -極發電機13。因而，蒸汽輪機系統50包括蒸汽輪機8和 15,和一個4-極發電機的兩個外殼。由于根據本實施例的蒸汽輪機系統50 需要用于蒸汽輪機8， 15和一個4-極發電機13的兩個殼體，因此蒸汽輪機 系統50的安裝空間可減小。而且，由于蒸汽輪機50的空間減小，維護性可進 一步提高。
權利要求
1.一種火力發電站，包括鍋爐，通過利用化石燃料燃燒生成的熱來加熱供給水，從而產生主蒸汽；高壓蒸汽輪機，來自所述鍋爐的所述主蒸汽引入其中，所述高壓蒸汽輪機具有旋轉軸；再熱器，將從所述高壓蒸汽輪機排放的主蒸汽再加熱，從而產生再熱蒸汽；中壓蒸汽輪機，由所述再熱器產生的所述再熱蒸汽引入其中，所述中壓蒸汽輪機具有與所述高壓蒸汽輪機的旋轉軸耦合的旋轉軸；低壓蒸汽輪機，從所述中壓蒸汽輪機排放的所述再熱蒸汽引入其中，所述低壓蒸汽輪機具有與所述高壓蒸汽輪機和中壓蒸汽輪機的旋轉軸耦合的旋轉軸；和發電機，具有兩個以上的極，并且具有與所述高壓蒸汽輪機、中壓蒸汽輪機和低壓蒸汽輪機的所述旋轉軸耦合的旋轉軸。
2. 根據權利要求1所述的火力發電站，還包括換熱器，其通過利用從所 述高壓蒸汽輪機、中壓蒸汽輪機和低壓蒸汽輪機中至少一個提取的蒸汽來加熱 將被引入所述鍋爐的供給水。
3. 根據權利要求1所述的火力發電站，還包括燃氣輪機系統，所述燃氣 輪機系統包括壓縮機，壓縮空氣；燃燒室，燃燒燃料與所述壓縮機壓縮的空 氣，從而產生燃燒氣體；燃氣輪機，由所述燃燒室產生的燃燒氣體驅動；和燃 氣輪機發電機，連接到所述燃氣輪機；其中，所述鍋爐為回收熱蒸汽發生器，其通過利用從所述燃氣輪機系統排 放的廢氣的熱來加熱所述供給水，從而產生主蒸汽。
4. 根據權利要求1所述的火力發電站，其中 廢蒸汽以單流從所述低壓蒸汽輪機排放。
5. 根據權利要求4所述的火力發電站，其中 所述廢蒸汽沿軸向從所述低壓蒸汽輪機排放。
6. 根據權利要求1所述的火力發電站，其中 所述發電機為4 -極發電機。
7. 根據權利要求1所述的火力發電站，包括多個再熱器和多個中壓蒸汽輪機，其中
8. 根據權利要求1所述的火力發電站，其中所述中壓蒸汽輪機和所述低壓蒸汽輪機連續設置，不使用任何連接管道。
9. 根據權利要求1所述的火力發電站，其中至少一個為620。C或更高；并且所述620。C或更高的蒸汽引入其中的所述高壓蒸汽輪機和所述中壓蒸汽 輪機的至少一個的旋轉軸由含8%到15 %鉻的材料制'成。
10. 根據權利要求1所述的火力發電站，其中至少一個為545。C或更高；并且所述545。C或更高的蒸汽引入其中的所述高壓蒸汽4侖^L和所述中壓蒸汽 輪機的至少一個的旋轉軸由含不超過3 %鉻的材料制成。
全文摘要
通過提高蒸汽輪機的效率，發電效率可容易地提高。本發明的火力發電站包括例如鍋爐(1)，通過利用化石燃料燃燒生成的熱來加熱供給水，以產生主蒸汽(A)；再熱器(41)和(42)，安裝在鍋爐中；蒸汽輪機(2)；和發電機(13)，連接到蒸汽輪機。蒸汽輪機包括高壓蒸汽輪機，來自鍋爐的主蒸汽引入其中；中壓蒸汽輪機(9)，由再熱器和產生的再熱蒸汽(E)和(F)引入其中，中壓蒸汽輪機軸向連接到高壓蒸汽輪機(8)；和低壓蒸汽輪機(11)，從中壓蒸汽輪機排放的再熱蒸汽和引入其中，低壓蒸汽輪機與高壓蒸汽輪機和中壓蒸汽輪機耦合。發電機(7)具有多于兩個的電極，并且與高壓蒸汽輪機、中壓蒸汽輪機和低壓蒸汽輪機耦合。
文檔編號F22B1/18GK101275470SQ20081008690
公開日2008年10月1日 申請日期2008年3月28日 優先權日2007年3月30日
發明者川上宏, 服部信彥 申請人:株式會社東芝