專利名稱：單軸汽輪發電機組的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及汽輪發電機組，尤其涉及單軸汽輪發電機組。
背景技術：
隨著一次能源的價格不斷提高，發電行業對火力發電廠中的汽輪發電機組的效率的追求越來越高，以降低發電廠的運行成本。其中提高汽輪發電機組的參數是提高其效率的主要手段。近20年來汽輪機進口的主蒸汽壓力從17MPa的亞臨界壓力發展到目前的27MPa的超超臨界壓力，溫度從538°C達到目前的600°C，再熱蒸汽溫度從538°C發展到 600°C。預計今后10年的下一代火電機組的主蒸汽壓力將達到35MPa，溫度將達到700°C， 再熱蒸汽溫度將達到720V。隨著蒸汽參數的提高，對火電機組的材料提出越來越高的耐高溫和抗腐蝕的要求。其中連接鍋爐和汽輪機的主蒸汽管道、再熱蒸汽管道的材料從普通的合金鋼發展到高Cr的鐵素體合金鋼，預計用于700°C、720°C蒸汽參數的下一代火電機組的主蒸汽和再熱蒸汽管道將采用鎳基合金。管道材料等級的提高帶來管道價格大幅上升。目前600°C等級的超超臨界火電機組的管道材料占機組的成本約6. 8%，將來700°C的下一代火電機組的管道材料單價可能提高5倍以上，這樣高的管道價格對700°C下一代機組的商業運行可行性帶來很大的問題。汽輪發電機組為發電廠的主要設備，通常包括鍋爐、汽輪機、發電機。其工作原理是鍋爐燃燒產生的蒸汽進入汽輪機做功，使得汽輪機旋轉，汽輪機與發電機相連帶動發電機旋轉，發電機旋轉輸出電能。常規單軸汽輪發電機組由鍋爐、汽輪機和發電機組成。單軸汽輪發電機組主要有一次再熱機組和二次再熱機組兩種類型。現有的一次再熱機組的鍋爐有Π型鍋爐和塔式鍋爐兩種，一般包括省煤器、水冷壁、過熱器和再熱器。汽輪機一般包括高壓缸、中壓缸和若干個低壓缸等汽缸；汽輪發電機中的汽輪機的各汽缸和發電機在同一軸系上。如圖1所示，鍋爐1(外圍配置有煤倉間15、 除氧間16)和汽輪發電機14之間的連接管道有主蒸汽管道112，冷再熱蒸汽管道IM和熱再熱蒸汽管道123。汽輪發電機14中的汽輪機和發電機布置在通常的標高為Urn 17m的汽機房運轉層，汽輪機配置有凝汽器13。鍋爐的過熱器11的過熱器出口聯箱110，再熱器 12的進出口聯箱122、121布置在鍋爐1的上部，如1000MW鍋爐一般為80m 90m左右。因此鍋爐1的出口和汽輪機的進口的標高相差較大，加上各管道的水平布置長度，機爐之間的主蒸汽管道112和再熱蒸汽管道123、124的長度較大。以1000MW機組塔式鍋爐為例，鍋爐過熱器出口聯箱與汽輪機高壓缸之間的每根主蒸汽管道長度約為150m，且機組間的主蒸汽管道一般由走向相似的4根或2根管道組成，可見主蒸汽管道的總量較大。同樣地，汽輪機高壓缸至鍋爐再熱器進口聯箱的冷再熱蒸汽管道的每根長度約為160m，鍋爐再熱器出口聯箱與汽輪機中壓缸進口的熱再熱蒸汽管道的也有約170m。冷再熱蒸汽管道和熱再熱蒸汽管道也由走向相似的4根或2根管道組成，再熱蒸汽管道的總量也較大。現有的二次再熱機組的鍋爐有Π型鍋爐和塔式鍋爐兩種，一般包括省煤器、水冷壁、過熱器、一次再熱器、二次再熱器；汽輪機一般包括高壓缸、第一中壓缸、第二中壓缸和若干個低壓缸等汽缸；汽輪機的各汽缸和發電機在同一軸系上。鍋爐和汽輪機之間的連接管道有主蒸汽管道，一次冷再熱蒸汽管道、一次熱再熱蒸汽管道、二次冷再熱蒸汽管道、二次熱再熱蒸汽管道。汽輪機和發電機布置在通常標高為iaii 17m的汽機房運轉層。鍋爐的過熱器出口聯箱，一次再熱器、二次再熱器的進出口聯箱布置在鍋爐的上部，如600MW鍋爐一般為70m 80m左右。因此鍋爐的出口和汽輪機的進口的標高相差較大，加上各管道的水平布置長度，機爐之間的主蒸汽管道和再熱蒸汽管道的長度較大。以600MW機組塔式鍋爐為例，鍋爐過熱器出口聯箱與汽輪機高壓缸之間的每根主蒸汽管道長度約為130m，且機組間的主蒸汽管道一般為走向相似的4根或2根管道組成，可見主蒸汽管道的總量較大。 同樣地，汽輪機高壓缸至鍋爐一次再熱器進口聯箱的一次冷再熱蒸汽管道的每根長度約為 130m，鍋爐一次再熱器出口聯箱與汽輪機第一中壓缸進口的一次熱再熱蒸汽管道的也有約 130m，汽輪機第一中壓缸至鍋爐二次再熱器進口聯箱的二次冷再熱蒸汽管道的每根長度約為140m，鍋爐二次再熱器出口聯箱與汽輪機第二中壓缸進口的二次熱再熱蒸汽管道的也有約140m。一次和二次冷再熱蒸汽管道及熱再熱蒸汽管道也由走向相似的4根或2根管道組成，可見一次和二次再熱蒸汽管道的總量很大。鍋爐和汽輪機之間的高溫高壓管道材料的價格的上升的原因之一是隨著蒸汽壓力和溫度的提高，管道單價上升；原因之二是高參數的機組基本上都是大容量的機組，機組容量越大，鍋爐越高，鍋爐的接口位置——主蒸汽出口聯箱和再熱蒸汽進出口聯箱的標高越高，鍋爐房和汽機房的體積越大，而汽輪機的布置高度增加很少，因此機爐連接的管道的兩端——鍋爐側和汽輪機側的距離越來越遠，主蒸汽和再熱蒸汽管道的長度越來越長。對于二次再熱機組，比一次再熱機組增加了一套機爐連接管道，即增加了二次冷再熱蒸汽管道和二次熱再熱蒸汽管道，因此管道的成本更高。雖然二次再熱機組的效率較一次再熱機組高，但是增加的效率如不能補償管道成本和鍋爐汽輪機成本的提高，則二次再熱機組在經濟上并不占優勢。這也是世界上絕大部分現代化的超臨界和超超臨界機組都是一次再熱機組的主要原因。因此，如果縮短主蒸汽和再熱蒸汽管道的長度成為一項重要課題。
實用新型內容本實用新型的目的在于提供單軸汽輪發電機組，其可以將主蒸汽管道和/或再熱蒸汽管道的長度明顯縮短。為實現所述目的的單軸汽輪發電機組，包括汽輪發電機和鍋爐，其特點是，汽輪發電機設置在鍋爐的過熱器出口聯箱的附近，使得鍋爐和汽輪機的連接管道足夠短，汽輪發電機的標高至少超過過熱器出口聯箱標高的50%以上，汽輪發電機采用彈性基礎并由汽機房土建結構支撐。所述的單軸汽輪發電機組，其進一步的特點是，汽輪發電機中的汽輪機為一次再熱汽輪機，鍋爐對應地為一次再熱鍋爐，鍋爐過熱器出口聯箱和汽輪機高壓缸進汽口通過主蒸汽管道相連，汽輪機高壓缸排汽口和鍋爐再熱器進口聯箱通過冷再熱蒸汽管道相連， 鍋爐再熱器出口聯箱和汽輪機中壓缸通過熱再熱蒸汽管道相連。所述的單軸汽輪發電機組，其進一步的特點是，汽輪發電機中的汽輪機為二次再
4熱汽輪機，鍋爐對應地為二次再熱鍋爐，鍋爐過熱器出口聯箱和汽輪機高壓缸進汽口通過主蒸汽管道相連，汽輪機高壓缸排汽口和鍋爐一次再熱器進口聯箱通過一次冷再熱蒸汽管道相連，鍋爐一次再熱器出口聯箱和汽輪機第一中壓缸通過一次熱再熱蒸汽管道相連，汽輪機第一中壓缸排汽和鍋爐二次再熱器進口聯箱通過二次冷再熱蒸汽管道相連，鍋爐二次再熱器出口聯箱和汽輪機第二中壓缸通過二次熱再熱蒸汽管道相連。所述的單軸汽輪發電機組，其進一步的特點是，汽輪機為濕冷汽輪機或間接空冷汽輪機，汽輪機的低壓缸和冷凝器分離，并用排汽管相連。所述的單軸汽輪發電機組，其進一步的特點是，汽輪機為直接空冷汽輪機，汽輪機的低壓缸高于汽輪機的冷凝器。所述的單軸汽輪發電機組，其進一步的特點是，汽輪機為凝汽式汽輪機或抽凝式汽輪機。所述的單軸汽輪發電機組，其進一步的特點是，鍋爐為無再熱鍋爐，汽輪發電機中的汽輪機為無再熱汽輪機。所述的單軸汽輪發電機組，其進一步的特點是，所述鍋爐為Π型鍋爐或塔式鍋爐。現有的單軸汽輪發電機組的汽輪發電機通常布置在單獨的汽機房中的較低位置， 其機座坐落在與地面相連接的基礎上。但由于鍋爐較高，且鍋爐主汽、再熱接口位于鍋爐上部，故鍋爐與汽機之間連接的主汽、再熱蒸汽等高溫高壓的主蒸汽和再熱蒸汽管道的長度較長，管系成本較高；而且管道較長，會導致流阻相應增加，降低了機組的效率。目前建設的火力發電廠多為超臨界及以上高參數機組，主汽、再熱管道所用耐熱合金鋼的單價較高，主汽、再熱管系成本的變化對整體投資影響很大；對目前開發的更高參數的7°C機組，由于所用鎳基合金的單價更高，主汽、再熱管系成本的變化對甚至決定了整個項目投資的可行性。前述技術方案針對上述現有單軸汽輪發電機組的缺點，將單軸汽輪發電機均布置在靠近鍋爐過熱器出口聯箱和再熱器出口聯箱附近的高位，使得主蒸汽管道和再熱蒸汽管道的長度降低到最小、降低主蒸汽管道和再熱蒸汽管道的阻力、散熱損失、降低再熱蒸汽管道的蒸汽容量和調節慣性。現有常規的濕冷和間接空冷火電機組的凝汽器與汽輪機低壓缸直接相連接，低壓缸和凝汽器都坐落在地面的基礎上，兩者距離相當近，低壓缸無排汽管。前述技術方案與之不同之處在于將汽輪機低壓缸與凝汽器分離，用排汽管相連，使得低壓缸可布置在高位， 凝汽器常規布置在地面的基礎上。這種布置增加了低壓缸排汽管，由于排汽管阻力使得本實用新型的汽輪機的背壓有所上升，理論上汽輪機效率將略微降低。但是，這種布置降低了再熱蒸汽管道的阻力，使得汽輪機效率上升。對于一次再熱的濕冷和間接空冷機組兩者損益相抵，汽輪機總體效率基本不變，對于二次再熱的濕冷和間接空冷機組兩者損益相抵后汽輪機總體效率上升。現有常規的直接空冷機組，空冷機組的汽輪機布置在低位，空冷凝汽器布置的汽機房外的高位平臺上，凝汽器高于汽輪機，低壓缸與空冷凝汽器蒸汽冷卻母管通過排汽管連接。前述技術方案與之不同之處在于將汽輪機布置在高位，空冷凝汽器布置位置不變， 低壓缸高于凝汽器。前述技術方案與常規直接空冷機組相比，低壓缸排汽管的阻力相差很小，而前述技術方案的再熱蒸汽管道的阻力下降較大，因此總體而言本實用新型對將提高直接空冷機組效率。
包括附圖是為提供對本實用新型進一步的理解，它們被收錄并構成本申請的一部分，附圖示出了本實用新型的實施例，并與本說明書一起起到解釋本實用新型原理的作用。圖1是一種已有的單軸汽輪發電機組的示意圖。圖2是本實用新型的單軸汽輪發電機組的第一實施例的示意圖。圖3是本實用新型的單軸汽輪發電機組的第二實施例的示意圖。圖4是本實用新型的單軸汽輪發電機組的第三實施例的示意圖。圖5是本實用新型的單軸汽輪發電機組的第四實施例的示意圖。
具體實施方式
第一實施例如圖2所示，本實例的單軸汽輪發電機組包括——鍋爐2，鍋爐2為本領域常用的一次再熱鍋爐，型式為Π型鍋爐或塔式鍋爐 (圖2所示為Π型鍋爐)，鍋爐外側配置有除氧煤倉間25，除氧煤倉間25位于汽機房內，鍋爐2的受熱面包括過熱器21和再熱器22及過熱器出口聯箱210、再熱氣出口聯箱221 ；——汽輪發電機Μ，含汽輪機和發電機，汽輪機為本領域常用的一次再熱單軸凝汽式濕冷汽輪機或一次再熱單軸凝汽式間接空冷汽輪機，包括一個高壓缸，一個中壓缸，兩個低壓缸；汽輪機的各汽缸和發電機在同一軸系上；——凝汽器23，用于濕冷汽輪機或間接空冷汽輪機，凝汽器與地面的基礎相連接， 布置在汽機房內較低的位置；汽輪機的低壓缸與凝汽器通過低壓缸排汽管241相連接；——主蒸汽管道212;—冷再熱蒸汽管道224；—熱再熱蒸汽管道223；——低壓缸排汽管道Ml。汽輪發電機M布置在汽機房的運轉層，該運轉層位于鍋爐過熱器出口聯箱210、 再熱器出口聯箱221附近，其具體位置應該使得主蒸汽管道212、再熱蒸汽管道223的長度盡可能短。汽輪發電機M的標高在鍋爐2的過熱器出口聯箱210的標高的50%以上，可以高出鍋爐。汽輪發電機M及其汽機房相對鍋爐2可能的布置位置有爐前、爐側和爐后。 汽輪發電機M的基座由汽機房的土建結構支撐，基座采用彈性基礎。凝汽器23布置在汽機房的底層，由地面的基礎支撐。凝汽器23布置在汽輪機低壓缸排汽口下方，二者通過低壓缸排汽管道241相聯。汽機房的土建結構和鍋爐鋼架相互連通成為一個整體結構，圖2 中未表示其結構形式。鍋爐過熱器出口聯箱210的主蒸汽通過主蒸汽管道212進入汽輪機高壓缸，高壓缸的排汽通過冷再熱蒸汽管道2Μ進入鍋爐再熱器進口聯箱222。經過鍋爐再熱器22加熱后的蒸汽經由熱再熱蒸汽管道223進入汽輪機中壓缸。汽輪機低壓缸的排汽通過排汽管 241進入其下方的凝汽器23中。圖2所示的管道連接方式為示意。[0041]由于汽輪發電機M高位布置，使得機爐之間的連接的主蒸汽管道212和再熱蒸汽管道223、224的長度較現有常規技術大大降低，節約了管道的投資。雖然，采用了汽輪機高位布置造成汽機房土建結構的投資有所上升，但是隨著機組參數的提高，管道節約的投資隨之上升而土建結構增加的投資是不變的。據估算，對于超臨界機組，管道節約的投資與土建結構增加的投資相當，對于超超臨界機組，管道節約的投資大于土建結構增加的投資，對于下一代火電機組，兩者的差距將更加巨大。由于再熱蒸汽管道長度大大降低，減少了再熱蒸汽的阻力損失，提高了汽輪機的效率，雖然低壓缸排汽管道提高了汽輪機的背壓使汽輪機效率有所下降，但兩者相抵，汽輪機的總體效率基本不變。主蒸汽、再熱蒸汽管道長度的降低也減少了管道儲汽，降低了調節慣性，減少了管道散熱損失。第二實施例如圖3所示的實施例的單軸汽輪發電機組包括——鍋爐3，鍋爐3為本領域常用的二次再熱鍋爐，型式為Π型鍋爐或塔式鍋爐 (圖3所示為Π型鍋爐)，鍋爐外側配置有除氧煤倉間35，除氧煤倉間35位于汽機房內； 鍋爐3的受熱面包括過熱器31和一次再熱器321、二次再熱器322、一次再熱器出口聯箱 3211、二次再熱器出口聯箱3212、過熱器出口聯箱210、一次再熱器進口聯箱3221、二次再熱器進口聯箱3222;——汽輪發電機34，汽輪發電機34包含汽輪機和發電機，汽輪機為本領域常用的二次再熱單軸凝汽式濕冷汽輪機或二次再熱單軸凝汽式間接空冷汽輪機，包括一個高壓缸，一個第一中壓缸，一個第二中壓缸和兩個低壓缸，汽輪機的各汽缸和發電機在同一軸系上；——凝汽器33，用于濕冷汽輪機或間接空冷汽輪機，凝汽器與地面的基礎相連接， 布置在汽機房內較低的位置；汽輪機的低壓缸與凝汽器通過低壓缸排汽管341相連接；——主蒸汽管道312;—一次冷再熱蒸汽管道3241；—一次熱再熱蒸汽管道3231；—二次冷再熱蒸汽管道3242 ； ——二次熱再熱蒸汽管道3232 ；—低壓缸排汽管道341；圖3所示的實施例中，尤其值得注意的是，汽輪發電機34布置在汽機房的運轉層， 該運轉層應位于鍋爐過熱器31和再熱器321、322的出口聯箱310、3211、3212的附近，其具體位置應該使得主蒸汽管道312、一次再熱蒸汽管道3231、3對1、二次再熱蒸汽管道3232、 3242的長度盡可能短，相對于現有的構造，汽輪發電機34的標高在過熱器出口聯箱標高的 50%以上。汽輪發電機34及其汽機房相對鍋爐可能的布置位置有爐前、爐側和爐后。汽輪發電機34基座由汽機房的土建結構支撐，基座采用彈性基礎。凝汽器33布置在汽機房的底層，由地面的基礎支撐。凝汽器33布置在汽輪機低壓缸排汽口下方，二者通過低壓缸排汽管道341相聯。汽機房的土建結構和鍋爐鋼架相互連通成為一個整體結構，圖3未表示結構形式。鍋爐過熱器出口聯箱310的主蒸汽通過主蒸汽管道312進入汽輪機高壓缸，高壓缸的排汽通過一次冷再熱蒸汽管道3241進入鍋爐一次再熱器進口聯箱3221。經過鍋爐一次再熱器321加熱后的蒸汽從一次再熱器出口聯箱3211流出，進入一次熱再熱蒸汽管道 3231，再進入汽輪機第一中壓缸。第一中壓缸的排汽通過二次冷再熱蒸汽管道3242進入鍋爐二次再熱器進口聯箱3222。經過鍋爐二次再熱器322加熱后，從二次再熱器出口聯箱 3212進入到二次熱再熱蒸汽管道3232，再進入汽輪機第二中壓缸。汽輪機低壓缸的排汽通過排汽管341進入其下方的凝汽器33中。圖3所示的管道連接方式為示意。本實施例中由于汽輪發電機高位布置，使得機爐之間的連接的主蒸汽管道、一次再熱蒸汽管道和二次再熱蒸汽管道的長度較現有常規技術大大降低，節約了管道的投資。 雖然，采用了汽輪機高位布置造成汽機房土建結構的投資有所上升，但是隨著機組參數的提高，管道節約的投資數額隨之上升而土建結構增加的投資是不變的，而且由于本實例是二次再熱機組，管道的節約量更加可觀。據估算，對于超臨界機組及以上參數，管道節約的投資大于土建結構增加的投資，對于下一代火電機組，兩者的差距將更加巨大。由于一次和二次再熱蒸汽管道長度大大降低，減少了再熱蒸汽的阻力損失，提高了汽輪機的效率，雖然低壓缸排汽管道提高了汽輪機的背壓使汽輪機效率有所下降，但兩者相抵，汽輪機的總體效率上升。主蒸汽、再熱蒸汽管道長度的降低也減少了管道儲汽，降低了調節慣性，減少了管道散熱損失。第三實施例本實例的單軸汽輪發電機組包括——鍋爐4，鍋爐4為本領域常用的一次再熱鍋爐，型式為Π型鍋爐或塔式鍋爐 (圖4為Π型鍋爐)或其他型式的鍋爐，鍋爐外側配置有除氧煤倉間45，除氧煤倉間45位于汽機房內；鍋爐4的受熱面包括過熱器41和再熱器42、再熱器進口聯箱422、再熱器出口聯箱421、過熱器出口聯箱410;——汽輪發電機44，包括發電機和汽輪機，汽輪機為本領域常用的一次再熱單軸凝汽式直接空冷汽輪機，包括一個高壓缸，一個中壓缸，兩個低壓缸；汽輪機的各汽缸和發電機在同一軸系上；——空冷凝汽器43，用于直接空冷汽輪機，空冷凝汽器通常布置在汽機房外的高位平臺上，汽輪機的低壓缸與空冷島上的空冷凝汽器43通過低壓缸排汽管441相連接；—主蒸汽管道412;—冷再熱蒸汽管道424；—熱再熱蒸汽管道423；——低壓缸排汽管道441 ；尤其值得一提的是，汽輪發電機44布置在汽機房的運轉層，該運轉層位于鍋爐過熱器41、再熱器42的出口聯箱410、421附近，其具體位置應該使得主蒸汽管道412、再熱蒸汽管道423、424的長度盡可能短，相對于現有的構造，汽輪發電機34的標高在過熱器出口聯箱標高的50%以上。汽輪發電機44及其汽機房相對鍋爐4的可能的布置位置有爐前、爐側和爐后。汽輪發電機44的基座由汽機房的土建結構支撐，基座采用彈性基礎。空冷凝汽器43 (設置在一空冷島46上)布置在汽輪機外的高位平臺上。汽機房的土建結構和鍋爐鋼架相互連通成為一個整體結構，圖4未表示結構形式。鍋爐過熱器出口聯箱410的主蒸汽通過主蒸汽管道412進入汽輪機高壓缸，高壓缸的排汽通過冷再熱蒸汽管道似4進入鍋爐再熱器進口聯箱422。經過鍋爐再熱器42加熱后蒸汽通過再熱器出口聯箱421進入到熱再熱蒸汽管道423，再進入汽輪機中壓缸。汽輪機低壓缸的排汽通過排汽管441進入空冷凝汽器43中。圖4所示的管道連接方式為示意。本實施例中由于汽輪發電機44高位布置，使得機爐之間的連接的主蒸汽管道和再熱蒸汽管道的長度較現有常規技術大大降低，節約了管道的投資。雖然，采用了汽輪機高位布置造成汽機房土建結構的投資有所上升，但是隨著機組參數的提高，管道節約的投資數額隨之上升而土建結構增加的投資是不變的。據估算，對于超臨界機組，管道節約的投資與土建結構增加的投資相當，對于超超臨界機組，管道節約的投資大于土建結構增加的投資，對于下一代火電機組，兩者的差距將更加巨大。由于再熱蒸汽管道長度大大降低，減少了再熱蒸汽的阻力損失，提高了汽輪機的效率。低壓缸排汽管道排入空冷凝汽器，與現有直接空冷機組相比，汽輪機背壓基本不變。得益于再熱蒸汽阻力的下降，汽輪機的總體效率上升。主蒸汽、再熱蒸汽管道長度的降低也減少了管道儲汽，降低了調節慣性，減少了管道散熱損失。第四實施例如圖5所示的單軸汽輪發電機組包括——鍋爐5，鍋爐5為本領域常用的二次再熱鍋爐，型式為Π型鍋爐或塔式鍋爐 (圖5所示為Π型鍋爐)或其他型式的鍋爐，鍋爐5外側配置有除氧煤倉間55，除氧煤倉間55位于汽機房內；鍋爐的受熱面包括過熱器51和一次再熱器521、二次再熱器522、一次再熱器出口聯箱5211、二次再熱器出口聯箱5212、過熱器出口聯箱510、一次再熱器進口聯箱5221、二次再熱器進口聯箱5222 ；——汽輪發電機Μ，包括發電機和汽輪機，汽輪機為本領域常用的二次再熱單軸凝汽式直接空冷汽輪機，包括一個高壓缸，一個第一中壓缸，一個第二中壓缸和兩個低壓缸；汽輪機的各汽缸和發電機在同一軸系上；—空冷凝汽器53，位于一空冷島56上，用于直接空冷汽輪機，空冷凝汽器通常布置在汽機房外的高位平臺上，汽輪機的低壓缸與空冷島上的空冷凝汽器53通過低壓缸排汽管541相連接；——主蒸汽管道512;—一次冷再熱蒸汽管道5241；——一次熱再熱蒸汽管道5231 ；；—二次冷再熱蒸汽管道5242 ；—二次熱再熱蒸汽管道5232 ；——低壓缸排汽管道Ml ；尤其值得一提的是，汽輪發電機M布置在汽機房的運轉層，該運轉層位于鍋爐過熱器51和再熱器521、522的出口聯箱510、5211、5212附近，其具體位置應該使得主蒸汽管道512、一次再熱蒸汽管道5231、5對1、二次再熱蒸汽管道5232、5242的長度盡可能短，相對于現有的構造，汽輪發電機34的標高在過熱器出口聯箱標高的50%以上。汽輪發電機54 及其汽機房相對鍋爐的可能的布置位置有爐前、爐側和爐后。汽輪發電機M的基座由汽機房的土建結構支撐，基座采用彈性基礎。空冷凝汽器53布置在汽機房外的高位平臺上。汽機房的土建結構和鍋爐鋼架相互連通成為一個整體結構，圖5未表示結構形式。鍋爐過熱器出口聯箱510的主蒸汽通過主蒸汽管道512進入汽輪機高壓缸，高壓缸的排汽通過一次冷再熱蒸汽管道5241進入鍋爐一次再熱器進口聯箱5221。經過鍋爐一次再熱器521加熱后的蒸汽從一次再熱器出口聯箱5211流出，進入一次熱再熱蒸汽管道 5231，再進入汽輪機第一中壓缸。第一中壓缸的排汽通過二次冷再熱蒸汽管道5242進入鍋爐二次再熱器進口聯箱5222。經過鍋爐二次再熱器522加熱后，從二次再熱器出口聯箱 5212進入到二次熱再熱蒸汽管道5232，再進入汽輪機第二中壓缸。汽輪機低壓缸的排汽通過排汽管541進入空冷凝汽器53中。本圖所示的管道連接方式為示意。本實施例中由于汽輪發電機高位布置，使得機爐之間的連接的主蒸汽管道、一次再熱蒸汽管道和二次再熱蒸汽管道的長度較現有常規技術大大降低，節約了管道的投資。 雖然，采用了汽輪機高位布置造成汽機房土建結構的投資有所上升，但是隨著機組參數的提高，管道節約的投資數額隨之上升而土建結構增加的投資是不變的，而且由于本實例是二次再熱機組，管道的節約量更加可觀。據估算，對于超臨界機組及以上參數，管道節約的投資大于土建結構增加的投資，對于下一代火電機組，兩者的差距將更加巨大。由于一次和二次再熱蒸汽管道長度大大降低，減少了再熱蒸汽的阻力損失，提高了汽輪機的效率。低壓缸排汽管道排入空冷凝汽器，與現有直接空冷機組相比，汽輪機背壓基本不變。得益于再熱蒸汽阻力的下降，汽輪機的總體效率上升。主蒸汽、再熱蒸汽管道長度的降低也減少了管道儲汽，降低了調節慣性，減少了管道散熱損失。本領域技術人員可顯見，可對本實用新型的上述示例性實施例進行各種修改和變型而不偏離本實用新型的精神和范圍。因此，旨在使本實用新型覆蓋落在所附權利要求書及其等效技術方案范圍內的對本實用新型的修改和變型。
權利要求1.單軸汽輪發電機組，包括汽輪發電機和鍋爐，其特征在于，汽輪發電機設置在鍋爐的過熱器出口聯箱的附近，使得鍋爐和汽輪機的連接管道足夠短，汽輪發電機的標高至少超過過熱器出口聯箱標高的50%以上，汽輪發電機采用彈性基礎并由汽機房土建結構支撐。
2.如權利要求1所述的單軸汽輪發電機組，其特征在于，汽輪發電機中的汽輪機為一次再熱汽輪機，鍋爐對應地為一次再熱鍋爐，鍋爐過熱器出口聯箱和汽輪機高壓缸進汽口通過主蒸汽管道相連，汽輪機高壓缸排汽口和鍋爐再熱器進口聯箱通過冷再熱蒸汽管道相連，鍋爐再熱器出口聯箱和汽輪機中壓缸通過熱再熱蒸汽管道相連。
3.如權利要求1所述的單軸汽輪發電機組，其特征在于，汽輪發電機中的汽輪機為二次再熱汽輪機，鍋爐對應地為二次再熱鍋爐，鍋爐過熱器出口聯箱和汽輪機高壓缸進汽口通過主蒸汽管道相連，汽輪機高壓缸排汽口和鍋爐一次再熱器進口聯箱通過一次冷再熱蒸汽管道相連，鍋爐一次再熱器出口聯箱和汽輪機第一中壓缸通過一次熱再熱蒸汽管道相連，汽輪機第一中壓缸排汽和鍋爐二次再熱器進口聯箱通過二次冷再熱蒸汽管道相連，鍋爐二次再熱器出口聯箱和汽輪機第二中壓缸通過二次熱再熱蒸汽管道相連。
4.如權利要求2或3所述的單軸汽輪發電機組，其特征在于，汽輪機為濕冷汽輪機或間接空冷汽輪機，汽輪機的低壓缸和冷凝器分離，并用排汽管相連。
5.如權利要求2或3所述的單軸汽輪發電機組，其特征在于，汽輪機為直接空冷汽輪機，汽輪機的低壓缸高于汽輪機的冷凝器。
6.如權利要求2或3所述的單軸汽輪發電機組，其特征在于，汽輪機為凝汽式汽輪機或抽凝式汽輪機。
7.如權利要求1所述的單軸汽輪發電機組，其特征在于，鍋爐為無再熱鍋爐，汽輪發電機中的汽輪機為無再熱汽輪機。
8.如權利要求1所述的單軸汽輪發電機組，其特征在于，所述鍋爐為Π型鍋爐或塔式鍋爐。
專利摘要一種單軸汽輪發電機組可以將主蒸汽管道和/或再熱蒸汽管道的長度明顯縮短，包括汽輪發電機和鍋爐，其特點是，汽輪發電機設置在鍋爐的過熱器出口聯箱的附近使得鍋爐和汽輪機的連接管道足夠短，汽輪發電機的標高至少應超過過熱器出口聯箱標高的50％以上，汽輪發電機采用彈性基礎并由汽機房土建結構支撐。
文檔編號F22B33/18GK202100281SQ20112019579
公開日2012年1月4日 申請日期2011年6月10日 優先權日2011年6月10日
發明者葉勇健, 施剛夜, 林磊, 申松林, 陳仁杰 申請人:中國電力工程顧問集團華東電力設計院