技术领域
[0001] 本
发明属于
汽轮机发电设备技术领域，尤其涉及一种二次再热机组给水泵驱动系统。
背景技术
[0002] 随着汽轮机组主
蒸汽参数及再热蒸汽参数的不断提高，回热系统的抽汽参数
过热度过大引起的能级不匹配利用愈加严重，在一定程度上削减了提高汽轮机参数带来的收益。为了缓解此问题，常规的改进方法是在加热器入口前增设前置式蒸汽冷却器，降低回热抽汽的过热度。但随着主蒸汽参数的进一步提高，外置式蒸冷器的材料设备投资增加，该种方法的技术经济性指标下降。另外一种改进方法是增热回热抽汽式给水泵汽轮机，该汽轮机为抽汽背压式汽轮机，驱动给水泵的同时，大幅降低高压加热器系统供汽的过热度。同时，可增设平衡发
电机，消纳多余的驱动
力，满足部分厂用电或其他用电需求。
[0003] 作为运行功能的汽动给水泵，其设备台数和容量的选择取决于机组容量、设备可靠性、机组在
电网中的作用、设备投资等多种因素。对于1000MW及以上容量机组，欧洲电厂以1×100％容量的汽动给水泵配置方式为主。在日本和我国早期主要采用2×50％容量汽动给水泵配置方式，但在2012年后随着设备制造水平的提高，设备可靠性达到甚至超过了主机的水平，越来越多的电厂开始采用1×100％容量汽动给水泵方案。
[0004] 随着近年来火电机组的大量投产，并且电力电量需求的增速远低于预期，电力供需平衡逐步从盈余向过剩转变。1000MW等级容量的机组也逐步面临参与调峰的压力，未来一段时间，机组可能面临不能长时间满出力运行的局面。这对于1×100％容量汽动给水泵配置方案的确定提出了新的要求。现有的1×100％容量汽动给水泵与配套小机可在30％-100％负荷范围内调节，但在部分负荷及低负荷运行时经济性变差。
发明内容
[0005] 本发明的目的针对1×100％容量汽动给水泵配置的机组，提出了一种既可在部分负荷下高效运行，又可满足机组满负荷运行的二次再热机组双机回热系统。提高机组宽负荷运行工况下给水泵组的运行效率，提高双机回热系统的运行经济性。
[0006] 本发明提供了一种二次再热机组给水泵驱动系统，包括汽轮机、
锅炉、平衡发电机、回热式小汽轮机、给水泵调速装置、3S
离合器、给水泵、给水泵辅助驱动汽轮机、前置泵、除
氧器、高压加热器、低压加热器；
[0007] 所述回热式小汽轮机一端与所述平衡发电机连接，另一端与所述给水泵调速装置连接，作为所述给水泵的主要驱动力；所述给水泵辅助驱动汽轮机作为
叠加驱动力，一端与所述给水泵调速装置连接，另一端与所述给水泵的前置泵连接；
[0008] 所述给水泵辅助驱动汽轮机一端通过所述3S离合器与所述给水泵调速装置连接，另一端与所述给水泵的前置泵连接，通过所述3S离合器与所述给水泵调速装置自动
啮合，用于在机组处于高负荷时为所述给水泵提供叠加驱动力，在机组处于低负荷时驱动所述前置泵运行。
[0009] 进一步地，所述回热式小汽轮机的运行方式为3000r/min定速运行，所述给水泵辅助驱动汽轮机的运行方式为变速运行；所述回热式小汽轮机额定出力约可满足给水泵总功率的80％，在机组高负荷时，所述给水泵剩余驱动力需求由所述给水泵辅助驱动汽轮机满足。
[0010] 进一步地，所述给水泵调速装置包括
输入轴、叠加
齿轮以及
输出轴，所述回热式小汽轮机与所述输入轴连接，所述给水泵辅助驱动汽轮机通过所述3S离合器与所述叠加齿轮连接，所述输出轴连接所述给水泵，用于将叠加后的所述回热式小汽轮机与给水泵辅助驱动汽轮机的出力输送给所述给水泵。
[0011] 进一步地，所述3S离合器啮合转速的设定值根据具体机组参数设置，当所述给水泵出力在80％以下时，所述给水泵辅助驱动汽轮机与所述叠加齿轮不连接，只用于带动所述前置泵运行；当所述给水泵出力需求大于80％时，所述给水泵辅助驱动汽轮机与所述叠加齿轮连接，以增加所述给水泵的出力。
[0012] 进一步地，所述回热式小汽轮机的进汽由汽轮机超高压缸排汽冷段蒸
汽提供；所述回热式小汽轮机布置有若干个抽汽孔，用于分别向对应能级的高压加热器提供蒸汽；所述回热式小汽轮机的排汽与机组主机另外一路抽汽汇合后，分别供给所述给水泵辅助驱动汽轮机及除氧器使用；所述给水泵辅助驱动汽轮机的排汽与机组主机抽汽汇合后进入对应能级的低压加热器。
[0013] 进一步地，所述回热式小汽轮机及给水泵辅助驱动汽轮机不设置凝汽器，利用其排汽继续供加热器使用。
[0014] 借由上述方案，通过二次再热机组给水泵驱动系统，具有如下技术效果：
[0015] (1)本系统可降低1×100％给水泵配套汽轮机的设计出力，提高给水泵汽轮机组在部分负荷下的运行效率。同时，可降低给水泵汽轮机设备投资成本。
[0016] (2)给水泵出力调速装置采用行星齿轮调速方式，与液力
耦合器调速方式相比，整个运行工况下的调速效率提高。
[0017] (3)采用辅助汽轮机驱动前置泵的方式可以更加充分地利用中压缸排汽以及回热式给水泵汽轮机排汽的
能量，深化
能源的
梯级利用。辅助汽轮机的另一个作用是在高负荷下同回热式小汽轮机一起驱动给水泵，保证机组高负荷工况下的安全稳定运行。
[0018] (4)3S离合器在本发明中的使用可使给水泵运行出力调节更加平顺，根据3S离合器的转速设定，自动实现辅助汽轮机的驱动叠加。
[0019] 上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照
说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳
实施例并配合
附图详细说明如后。
附图说明
[0020] 图1是本发明一种二次再热机组给水泵驱动系统的结构示意图。
[0021] 图中标号：
[0022] 1-汽轮机；2-锅炉；3-平衡发电机；4-回热式小汽轮机；5-给水泵调速装置；6-3S离合器；7-给水泵；8-给水泵辅助驱动汽轮机；9-前置泵；10-除氧器；11-高压加热器；12-低压加热器；13-第一调节
阀；14-第二调节阀；15-第三调节阀；16-第四调节阀。
具体实施方式
[0023] 下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0024] 参图1所示，本实施例提供了一种二次再热机组给水泵驱动系统，包括汽轮机1、锅炉2、平衡发电机3、回热式小汽轮机4、给水泵调速装置5、3S离合器6、给水泵7、给水泵辅助驱动汽轮机8、前置泵9、除氧器10、高压加热器11、低压加热器12以及管道、阀
门等设备。回热式小汽轮机4一端与平衡发电机3连接，另一端与给水泵调速装置5连接，作为给水泵7的主要驱动力(约80％)。给水泵辅助驱动汽轮机8作为叠加驱动力(约20％)一端与给水泵调速装置5连接，另一端与给水泵7的前置泵9连接。该系统可降低回热式小汽轮机4设计额定功率，有利于提高机组部分负荷下回热式小汽轮机4的运行效率。给水泵辅助驱动汽轮机8可通过3S离合器6与给水泵调速装置5自动啮合，当机组处于高负荷时为给水泵7提供叠加驱动力，低负荷时驱动前置泵9。
[0025] 具体地，汽轮机组为二次再热机组，包括1个超高压缸、1个高压缸、1个双分流中压缸以及2个双分流低压缸。超高压缸排汽进入锅炉2进行一次再热，一次再热器出口蒸汽进入高压缸，高压缸排汽进入锅炉2进行二次再热，二次再热蒸汽进入汽轮机中压缸继续做功，中压缸排汽进入双分流的低压缸。
[0026] 回热式小汽轮机4为3000r/min定速运行，辅助驱动汽轮机为变速运行。回热式小汽轮4机额定出力约可满足给水泵7总功率的80％，在机组高负荷时，给水泵7剩余驱动力需求由给水泵辅助驱动汽轮机8提供。
[0027] 给水泵辅助驱动汽轮机8一端通过3S离合器6与给水泵调速装置5连接，另一端与给水泵7的前置泵9连接。当机组部分负荷运行(约低于80％额定负荷)时，给水泵辅助驱动汽轮机8的转速不足以使3S离合器6啮合，给水泵辅助驱动汽轮机8只驱动前置泵9运行。当处于高负荷(约大于80％额定负荷)时，辅给水泵助驱动汽轮机8功率增加，转速升高，3S离合器6啮合，给水泵辅助驱动汽轮机8与回热式小汽轮4机共同驱动给水泵7。
[0028] 给水泵调速装置5主要由输入轴、叠加齿轮以及输出轴等组成。回热式小汽轮机4与输入轴连接，给水泵辅助驱动汽轮机8通过3S离合器6与叠加齿轮连接，输出轴连接给水泵7，将叠加后的回热式小汽轮机4与给水泵辅助驱动汽轮机8的出力输送给给水泵7。
[0029] 回热式小汽轮机4的进汽由汽轮机超高压缸排汽冷段蒸汽提供，回热式小汽轮机4布置若干个抽汽孔，分别向对应能级的高压加热器11提供蒸汽。回热式小汽轮机4的排汽与主机另外一路抽汽汇合后，分别供给给水泵辅助驱动汽轮机8及除氧器10使用。给水泵辅助驱动汽轮机8的排汽与主机抽汽汇合后进入对应能级的低压加热器12。
[0030] 回热式小汽轮机4排汽至给水泵辅助驱动汽轮机8入口间设置第一调节阀13，供给水泵辅助驱动汽轮机8的主机抽汽管路上设置第二调节阀14，除氧器10入口管路设置第三调节阀15。实际运行中，根据主机负荷及除氧器10需求调整第一调节阀13、第二调节阀14、第三调节阀15，保证除氧器10的用汽及给水泵7的出力需求。给水泵辅助驱动汽轮机8排气管路设有第四调节阀16。
[0031] 3S离合器6啮合转速的设定值应根据具体机组参数配置设置，原则上当给水泵7出力在80％以下时，给水泵辅助驱动汽轮机8同叠加齿轮不连接，只带动前置泵9运行。当给水泵7出力需求大于80％时，给水泵辅助驱动汽轮机8的进汽量增加，转速升高达到3S离合器6的啮合转速，其进汽端与给水泵调速装置5连接，驱动叠加齿轮，进而增加给水泵7的出力。
[0032] 具体地，高压部分设置5个回热式加热器，压力参数由高到底分别为1号高加、2号高加、3号高加、4号高加和5号高加，低压部分设置4个回热式加热器，压力参数由高到底分别为1号低加、2号低加、3号低加、4号低加。1号高加的抽汽来自超高压缸的排汽。汽轮机高压缸上不设置回热抽汽管道，2号高加、3号高加、4号高加和5号高加加热所需蒸汽由回热式给水泵汽轮机提供。给水泵辅助驱动汽轮机8的蒸汽来源一路由回热式小汽轮机4提供，另一路由主机的中压缸排汽提供。给水泵辅助驱动汽轮机8的排汽与1号低压加热器的主机抽汽管道汇合，共同加热1号低压加热器。2号低加、3号低加、4号低加的供热蒸汽由主机低压缸提供。
[0033] 具体地，1号高加、2号高加、3号高加、4号高加的疏水采用逐级自流的方式进入下一级加热器，5号高加疏水进入除氧器10。1号低加、2号低加、3号低加的疏水采用逐级自流的方式进入到下一级，4号低加的输水进入凝汽器。
[0034] 本实施例配置的回热式小汽轮机4及给水泵辅助驱动汽轮机8不设置凝汽器，其排汽尚具有一定的压力和
温度，可以继续作为加热器的抽汽使用，一方面提高的机组余热利用效果，另一方面降低了设备的投资。
[0035] 本系统可降低1×100％给水泵配套汽轮机的设计出力，提高给水泵汽轮机组在部分负荷下的运行效率。同时，可降低给水泵汽轮机设备投资成本。调速装置采用行星齿轮调速方式，与液力耦合器调速方式相比，整个运行工况下的调速效率提高。
[0036] 采用辅助汽轮机驱动前置泵的方式可以更加充分地利用中压缸排汽以及回热式给水泵汽轮机排汽的能量，深化能源的梯级利用。辅助汽轮机的另一个作用是在高负荷下同回热式小汽轮机一起驱动给水泵，保证机组高负荷工况下的安全稳定运行。3S离合器在本发明中的使用可使给水泵运行出力调节更加平顺，根据3S离合器的转速设定，自动实现辅助汽轮机的驱动对象。
[0037] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
