專利名稱：發電廠回熱式汽動凝結水泵系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及發電廠系統，特別是一種發電廠回熱式汽動凝結水泵系統。
背景技術：
目前我國的電力供應需求日益增長，裝機容量也隨之逐年快速上升，在大幅提高 機組參數以提高發電效率的同時，如何提高用電效率，即降低廠用電率越來越被重視。目前大幅降低廠用電率的方式主要是將發電廠的大型設備，典型的是鍋爐凝結水 泵，由電動機驅動改為由小汽輪機驅動，這樣可取消大容量的電動機，以達到大幅降低廠用 電的目的。現有技術采用小汽輪機驅動凝結水泵系統(以下簡稱現有技術)如附圖1和附 圖2所示，其中圖1的小汽輪機排汽排入主機凝汽器，由主機凝汽器的循環水冷凝為凝結 水，而圖2的小汽輪機排汽排入小汽輪機單獨的凝汽器，由小汽輪機凝汽器的循環水冷凝 為凝結水。但無論是圖1或圖2所示的系統，小汽輪機都是凝汽式，都是通過循環水(冷 源)將排汽冷凝為凝結水，這樣僅能回收排汽的工質，但排汽的熱量(該熱量占汽源蒸汽的 熱量一半以上)將隨著循環水排掉，從而使整個循環效率不高。并且，在上述傳統的凝汽式小汽輪機驅動凝結水泵技術中，由于小汽輪機的效率 比主汽輪機低得多，從而導致將凝結水泵由電動機改為小汽輪機驅動后，僅能起到降低廠 用電的目的，整個發電廠的供電效率反而是降低了。因此，本領域迫切需要一種采用小汽輪機驅動凝結水泵，既可以達到降低廠用電 的目的，同時能將排汽熱量回收到熱力循環中，從而大幅提高了機組供電效率的系統。
實用新型內容本實用新型的第一目的在于提供一種采用小汽輪機驅動凝結水泵，既可以降低廠 用電的目的，同時又能將排汽熱量回收到熱力循環中，從而大幅提高了機組供電效率的發 電廠回熱式汽動凝結水泵系統。本實用新型的第二目的在于提供一種采用小汽輪機驅動凝結水泵，既可以降低廠 用電的目的，同時又能將排汽熱量回收到熱力循環中，從而大幅提高了機組供電效率的發 電廠熱力循環系統。本實用新型的第一方面提供一種發電廠回熱式汽動凝結水泵系統(100)，采用小 汽輪機(11)驅動被凝結水泵(2)，同時將小汽輪機(11)排汽的熱量回收至發電廠熱力循環 系統(300)中，它包括-回熱式小汽輪機單元(1)；所述回熱式小汽輪機單元⑴包括-小汽輪機(11);-設在所述小汽輪機(11)上游的小汽輪機進汽管系(12)，其中，所述小汽輪機進 汽管系(12)接受來自發電廠熱力循環系統(300)的蒸汽汽源(34)；以及-設在所述小汽輪機(11)下游的小汽輪機排汽管系(13)；所述小汽輪機排汽管系[13]的排汽進入所述發電廠熱力循環系統(300)的回熱單元(32)；-和被所述小汽輪機單元(1)驅動的凝結水泵(2)。在一優選例中，所述凝結水泵為鍋爐凝結水泵。在本實用新型的一個具體實施方式
中，所述被驅動設備(2)選自由鍋爐凝結水泵 及脫硫增壓風機合并而成的凝結水泵。本實用新型的第二方面提供一種發電廠熱力循環系統(300)，它包括鍋爐單元 (33)、主汽輪機單元(30)、凝汽器單元(31)以及回熱單元(32)所構成的循環，其中所述主 汽輪機單元(30)和/或所述鍋爐單元(33)提供蒸汽汽源(34)，其特征在于，還包括-如本實用新型所述的回熱式汽動凝結水泵系統(100)，其中所述蒸汽汽源(34) 為小汽輪機(11)提供驅動蒸汽；-回熱單元(32)，其中所述發電廠回熱式小汽輪機系統(100)的排汽排入所述回 熱單元(32)；且所述回熱單元(32)的熱量回收到所述鍋爐單元(33)。在本實用新型的一個具體實施方式
中，所述主汽輪機單元(30)依序由高壓缸 (301)、中壓缸(302)、低壓缸(303)組成；其中，所述高壓缸(301)的進汽為主蒸汽(341)；排汽為再熱冷段蒸汽(342)；所述中壓缸(302)的進汽為再熱熱段蒸汽(343)；排汽為中壓缸排汽(344)。在本實用新型的一個具體實施方式
中，排入所述發電廠回熱式小汽輪機系統 (100)的蒸汽汽源(34)選自下列汽源中的一個或多個主蒸汽(341)；再熱冷段蒸汽(342)、再熱熱段蒸汽(343)、中壓缸排汽(344)、主汽 輪機抽汽、鍋爐單元的中間蒸汽、輔助蒸汽、其他具有過熱度的蒸汽。在一個具體實施方式
中，所述主汽輪機抽汽是指，主汽輪機的高、中、低壓缸的某 級抽汽。在一個具體實施方式
中，所述鍋爐單元的中間蒸汽是指鍋爐過熱器或再熱器的 中間蒸汽。本實用新型的優點在于本實用新型提供了一種發電廠回熱式汽動凝結水泵系統，可以利用汽輪機中作過 功的蒸汽加熱給水或凝結水，減少蒸汽熱量的冷源損失，將該熱量傳給給水或凝結水，從而 提高熱力循環效率。可以根據需要，對發電廠回熱式小汽輪機系統的小汽輪機的蒸汽汽源和排汽回熱 單元進行靈活選擇而達到所需要求。
圖1為現有技術的凝汽式發電廠輔助小汽輪機驅動凝結水泵系統，其中的小汽輪 機排汽排入主機凝汽器；圖2為現有技術的凝汽式發電廠輔助小汽輪機驅動凝結水泵系統，其中的小汽輪 機排汽排入單獨的凝汽器；圖3為本實用新型的凝汽式發電廠回熱式汽動凝結水泵系統(100)，和用于所述 小汽輪機(11)的回熱系統(200)、以及含有上述系統的發電廠熱力循環系統(300)。
具體實施方式
本實用新型設計人經過廣泛而深入的研究，通過改變工藝流程，針對現有技術存 在的問題，本發明提供了一種發電廠回熱式汽動凝結水泵系統，該系統是發電廠熱力循環 系統的一部分，其中蒸汽汽源經小汽輪機做功驅動設備運轉后，排汽的熱量和工質通過回 熱設備回收到發電廠熱力循環系統中。本發明的發電廠回熱式小汽輪機系統具有減少排汽 冷源損失，提高機組效率的效果。在此基礎上完成了本實用新型。本文中，所述“發電廠”包括火力發電廠、核電廠、生物質能發電廠、燃氣輪機電 廠、鋼鐵化工造紙等行業自備電廠，但不局限于此。還包括其它需要小汽輪機驅動凝結水泵 的系統。本文中，所述“回熱”是指利用汽輪機中作過功的蒸汽加熱給水或凝結水，減少蒸 汽熱量的冷源損失，將該熱量傳給給水或凝結水，從而提高熱力循環效率。本實用新型的其他方面由于本文的公開內容，對本領域的技術人員而言是顯而易 見的。蒸汽汽源在發電廠熱力循環系統中，可以在多處產生蒸汽汽源。通常，發電廠熱力循環系統 包括鍋爐單元、主汽輪機單元、凝汽器單元以及回熱單元所構成的循環，其中所述主汽輪機 單元、所述鍋爐單元形成蒸汽汽源，或者兩個單元同時形成蒸汽汽源。本實用新型的蒸汽汽源可以是下列汽源中的一個或多個1)主蒸汽(即主汽輪機的高壓缸進汽)；2)再熱冷段蒸汽(即主汽輪機的高壓缸排汽)；3)再熱熱段蒸汽(即主汽輪機的中壓缸進汽)；4)主汽輪機的中壓缸排汽；5)主汽輪機高、中、低壓缸某級抽汽；6)鍋爐過熱器或再熱器的中間蒸汽；7)輔助蒸汽；8)其他具有一定過熱度的蒸汽。所述蒸汽汽源可以采用以上一種汽源，也可以合并。優選地，采用1)再熱冷段蒸 汽(即主汽輪機的高壓缸排汽)；2)輔助蒸汽；3)鍋爐過熱器或再熱器的中間蒸汽；三者中 的一種或組合。所述蒸汽汽源是這樣運作的通過小汽輪機進汽管系將蒸汽接至小汽輪機；蒸汽 在小汽輪機中做功，通過小汽輪機帶動被驅動設備運轉；做功后的排汽通過小汽輪機排汽 管系排入排汽回熱單元，使排汽的熱量和工質回收到熱力循環中。回熱式小汽輪機單元和被驅動凝結水泵所述回熱式小汽輪機單元包括小汽輪機；設在所述小汽輪機上游的小汽輪機進 汽管系，其中，所述小汽輪機進汽管系接受來自發電廠熱力循環系統的蒸汽汽源；以及設在 所述小汽輪機下游的小汽輪機排汽管系；所述小汽輪機排汽管系的排汽進入所述發電廠熱 力循環系統的回熱單元。回熱式小汽輪機單元中，采用的小汽輪機沒有特殊要求，只要不對本實用新型的發明目的產生限制即可。所述“小汽輪機”是本領域的常規術語，通常為相對于主汽輪機而 言。一般地，發電廠主汽輪機用于驅動發電機發電，而小汽輪機用于驅動輔機設備運轉。本 領域技術人員按照常規條件，或按照制造廠商所建議的條件選擇小汽輪機。被小汽輪機驅動的凝結水泵可以是鍋爐凝結水泵，也可以是鍋爐凝結水泵與脫硫 增壓風機合并的凝結水泵。回熱式小汽輪機單元中，回熱式小汽輪機單元中排汽回熱單元可以是下列設備中 的一個或多個1)除氧加熱器；2)低壓加熱器；3)高壓加熱器；4)其他回熱設備。本實用新型的回熱小汽輪機驅動凝結水泵系統是這樣運作的本發明的回熱式小 汽輪機系統的關鍵點在于小汽輪機采用回熱原理，蒸汽汽源的蒸汽經過小汽輪機作功后， 小汽輪機的排汽引到發電廠排汽回熱單元(如除氧加熱器或高、低壓加熱器)中加熱熱力 循環的工質(如給水或凝結水)，以回收熱量和工質，大大提高循環效率。與現有技術的 驅動凝結水泵用的小汽輪機采用凝汽式系統，排入凝汽器，僅回收工質不回收熱量不同。以下結合具體實施例，進一步闡明本實用新型。應理解，這些實施例僅用于說明本 實用新型而不用于限制本實用新型的范圍。本說明書中所述的典型系統只是本發明的一種 較佳的具體實施例。凡本技術領域中技術人員依本發明的構思在現有技術的基礎上通過邏 輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術方案，皆應在本發明的權利要求保護范圍內。除非另有定義或說明，本文中所使用的所有專業與科學用語與本領域技術熟練人 員所熟悉的意義相同。此外任何與所記載內容相似或均等的設備皆可應用于本實用新型 中。實施例如圖3所示，示出了本實用新型的發電廠回熱式小汽輪機系統的一個具體實施方 式。圖中僅連接了典型的汽源和回熱設備，并未示出所有的可能性，因此圖3僅用作說明而 并非對本實用新型的限制。圖3示出了本實用新型的一種發電廠回熱式汽動凝結水泵系統100，用于將小汽 輪機11排汽的熱量回收到發電廠熱力循環系統300中，它包括回熱式小汽輪機單元1 ；所 述回熱式小汽輪機單元1包括小汽輪機11 ；設在所述小汽輪機11上游的小汽輪機進汽管 系12，其中，所述小汽輪機進汽管系12接受來自發電廠熱力循環系統300的蒸汽汽源34 ； 以及設在所述小汽輪機11下游的小汽輪機排汽管系13 ；所述小汽輪機排汽管系13的排汽 進入所述發電廠熱力循環系統300的回熱單元32 ；和被所述小汽輪機1的蒸汽驅動的凝結 水泵2。其中，所述被驅動凝結水泵2可以是鍋爐凝結水泵，也可以是鍋爐凝結水泵與脫 硫增壓風機合并的凝結水泵。圖3還示出了用于所述小汽輪機11的回熱系統200，將小汽輪機11排汽排入回熱 單元32，將排汽的熱量回收到發電廠熱力循環系統300中。所述回熱單元32選自下列設備中的一個或多個除氧加熱器322、低壓加熱器321、高壓加熱器323、或其他回熱設備。圖3還示出了一種發電廠熱力循環系統300，它包括鍋爐單元33、主汽輪機單元 30、凝汽器單元31以及回熱單元32所構成的循環，其中所述主汽輪機單元30和/或所述 鍋爐單元33提供的蒸汽汽源34，還包括發電廠回熱式汽動凝結水泵系統100，其中所述蒸 汽汽源34的蒸汽接入所述發電廠回熱式汽動凝結水泵系統100 ；以及排汽回熱單元32，且 所述回熱單元32的熱量回收到所述鍋爐單元33。所述主汽輪機單元30依序由高壓缸301、中壓缸302、低壓缸303組成；所述高壓 缸301的進汽為主蒸汽341 ；排汽為再熱冷段蒸汽342 ；所述中壓缸302的進汽為再熱熱段 蒸汽343 ；排汽為中壓缸排汽344。接入所述發電廠輔助汽動凝結水泵系統100的蒸汽汽源34選自下列汽源中的一 個或多個主蒸汽341 ；再熱冷段蒸汽342、再熱熱段蒸汽343、中壓缸排汽344、主汽輪機抽 汽、鍋爐單元的中間蒸汽(鍋爐過熱器或再熱器的中間蒸汽)、輔助蒸汽、其他具有過熱度 的蒸汽。所述排汽回熱單元32選自下列設備中的一個或多個除氧加熱器322、低壓加熱 器321、高壓加熱器323、或其他回熱設備。本實用新型的系統是這樣運作的由鍋爐單元33、主汽輪機單元30、發電廠回熱式汽動凝結水泵系統100以及回熱 單元32形成蒸汽循環管路；其中所述主汽輪機單元30和/或鍋爐單元33進行排汽形成蒸汽汽源34，所述 蒸汽汽源34的蒸汽接入所述發電廠回熱式汽動凝結水泵系統100 ；其中所述發電廠回熱式 汽動凝結水泵系統100的排汽排入所述回熱單元32 ；且所述回熱單元32的熱量回收到所 述鍋爐單元33。采用如上步驟達到回收小汽輪機排汽熱量和工質的目的。本實用新型達到了如下的效果其一、回熱式汽動凝結水泵系統與現有凝汽式小汽輪機驅動凝結水泵系統相比， 循環效率大大提高。以一臺典型的100CMW燃煤火力發電機組為例，如將驅動凝結水泵的 小汽輪機由凝汽式改為回熱式小汽輪機系統，按年運行5500小時估算，每年可節省燃煤約 3000噸，按每噸燃煤600元計算，則節煤效益為180萬/年。其二、回熱式汽動凝結水泵系統與常規的電動機驅動凝結水泵系統相比，廠用電 率大大下降。以一臺典型的1000MW燃煤火力發電機組為例，如將凝結水泵的驅動方式由電 動機改為回熱式小汽輪機系統，則廠用電率下降約0. 6%，按年運行5500小時估算，每年可 節省燃煤約6000噸，按每噸燃煤600元計算，則節煤效益為360萬/年。其三、采用回熱式汽動凝結水泵系統后，在保證效率的前提下，凝結水泵的驅動機 械不再受電壓限制。如發電廠常見的6kV電壓等級，受啟動電流的限制，如功率還需增加， 則需采用IOkV的電壓等級，這將大大增加工程投資和系統的復雜性。而回熱式汽動凝結水 泵系統則沒有這方面的限制。總之，從上述多角度來看，本發明與現有技術相比具有顯著的經濟效益和巨大的 潛在社會效果，尤其符合當前創建節約型社會的需要。在本實用新型提及的所有文獻都在本申請中引用作為參考，就如同每一篇文獻被單獨引用作為參考那樣。此外應理解，在閱讀了本實用新型的上述內容之后，本領域技術人 員可以對本實用新型作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所 限定的范圍。
權利要求一種發電廠回熱式汽動凝結水泵系統(100)，采用小汽輪機(11)驅動被凝結水泵(2)，同時將小汽輪機(11)排汽的熱量回收至發電廠熱力循環系統(300)中，其特征在于，它包括 回熱式小汽輪機單元(1)；所述回熱式小汽輪機單元(1)包括 小汽輪機(11)； 設在所述小汽輪機(11)上游的小汽輪機進汽管系(12)，其中，所述小汽輪機進汽管系(12)接受來自發電廠熱力循環系統(300)的蒸汽汽源(34)；以及 設在所述小汽輪機(11)下游的小汽輪機排汽管系(13)；所述小汽輪機排汽管系(13)的排汽進入所述發電廠熱力循環系統(300)的回熱單元(32)； 和被所述小汽輪機單元(1)驅動的凝結水泵(2)。
2.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述凝結水泵(2)選自由鍋爐凝結水泵及脫 硫增壓風機合并而成的凝結水泵。
3.一種發電廠熱力循環系統(300)，它包括鍋爐單元(33)、主汽輪機單元(30)、凝汽器 單元(31)以及回熱單元(32)所構成的循環，其中所述主汽輪機單元(30)和/或所述鍋爐 單元(33)提供蒸汽汽源(34)，其特征在于，還包括-如權利要求1所述的回熱式汽動凝結水泵系統(100)，其中所述蒸汽汽源(34)為小 汽輪機(11)提供驅動蒸汽；-回熱單元(32)，其中所述發電廠回熱式小汽輪機系統(100)的排汽排入所述回熱單 元(32)；且所述回熱單元(32)的熱量回收到所述鍋爐單元(33)。
4.如權利要求3所述的系統，其特征在于，所述主汽輪機單元(30)依序由高壓缸 (301)、中壓缸(302)、低壓缸(303)組成；其中，所述高壓缸(301)的進汽為主蒸汽(341)；排汽為再熱冷段蒸汽(342)；所述中壓缸(302)的進汽為再熱熱段蒸汽(343)；排汽為中壓缸排汽(344)。
5.如權利要求3所述的系統，其特征在于，排入所述發電廠回熱式小汽輪機系統(100) 的蒸汽汽源(34)選自下列汽源中的一個或多個主蒸汽(341)；再熱冷段蒸汽(342)、再熱熱段蒸汽(343)、中壓缸排汽(344)、主汽輪機 抽汽、鍋爐單元的中間蒸汽、輔助蒸汽、其他具有過熱度的蒸汽。專利摘要本實用新型發電廠回熱式汽動凝結水泵系統，包括由小汽輪機、小汽輪機進汽管系、小汽輪機排汽管系組成的小汽輪機單元，并包括由小汽輪機驅動的凝結水泵，其采用小汽輪機驅動凝結水泵，同時將小汽輪機排汽排入回熱設備，從而將排汽的熱量回收至發電廠熱力循環系統中。本實用新型的優點是提供了一種發電廠回熱式汽動凝結水泵系統，可以選擇多種汽源的蒸汽帶動小汽輪機轉動，然后用小汽輪機驅動凝結水泵，排汽可選擇接入多種回熱設備，從而利用汽輪機中作過功的蒸汽加熱給水或凝結水，減少蒸汽熱量的冷源損失，將該熱量傳給給水或凝結水，從而提高熱力循環效率。在發電廠代替電動機應用，可以降低廠用電，提高機組的供電效益。
文檔編號F01D15/08GK201714431SQ20102018179
公開日2011年1月19日 申請日期2010年4月29日 優先權日2010年4月29日
發明者葉勇健, 林磊, 申松林 申請人:中國電力工程顧問集團華東電力設計院