[发明专利]一种利用行星齿轮的热电供给灵活性汽轮发电机组装置

说明书

本发明一种利用行星齿轮的热电供给灵活性汽轮发电机组装置，其中，在不需供热时，关闭供热回路，由高中压缸和两个低压缸驱动发电机发电；在供热需求小时，打开供热回路并关闭第二低压缸控制阀，第二低压缸行星齿轮脱开啮合，高中压缸出口的蒸汽部分进入第一低压缸中，部分进入供热回路，由高中压缸和第一低压缸驱动发电机发电；在供热需求大时，两个低压缸行星齿轮同时脱离啮合，高中压缸出口蒸汽全部进入供热回路，仅有高中压缸驱动发电机发电。本发明采用行星齿轮提高高中压缸转速，缩小高中压缸体积，降低成本，并使高中压缸处于最佳速比运行。通过关闭控制阀、分离低压缸啮合，实现灵活切换热电比，保证高效安全运行，具有重要的工程意义。

技术领域

本发明涉及一种汽轮发电机组装置，具体涉及一种利用行星齿轮的热电供给灵活性汽轮发电机组装置。

背景技术

冬季是北方风电等新能源的出力旺季，也是火电机组保证民生完成供暖的关键期。火电作为我国的主力能源，装机占比高，但调峰深度小。因此，长期以来，在冬季风电大发期间，为保障居民供暖，电网的调峰能力受限导致供电与供热矛盾、风电与火电矛盾突出，新能源消纳形势严峻，风电机组的弃风率接近10％。要解决北方地区严重的弃风问题，提升汽轮发电机组的热电供给灵活性势在必行，探寻新的技术途径，适应新的能源战略要求，更好地接纳新能源入网，对提高我国的能源利用率具有重要意义。目前，围绕灵活性调峰的需求与目标，国内汽轮发电机组所采用的主要技术有：储热供热技术、电锅炉供热技术、汽轮机旁路供热技术和切除低压缸供热技术。

在已有的低压缸切除供热技术中，低压缸不运行时仍然与汽轮发电机组的轴系连接，因而会产生鼓风损失，所以需要有一定的蒸汽量进入低压缸以冷却低压缸的叶片和转子，使得机组总体效率下降；另一方面，由于冷却蒸汽流量远小于低压缸正常运行的蒸汽量，其流场极度紊乱，将导致叶片的动应力突增、鼓风生热和水蚀等现象，严重影响叶片的安全性。

在传统的汽轮机发电机组中，汽轮机转子通常分为高中压部分和低压部分，高中压缸与低压缸的同轴结构导致高中压缸转速较低，体积过大，耗费高温合金材料，增大成本，且无法在最佳速比下运行，效率低下。综上所述，目前的汽轮发电机组难以在保障运行高效性和安全性的情况下实现热电联供以及灵活调节供热能力，因此，在汽轮发电机组装置中提高热电供给灵活性具有重要的工程意义。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种利用行星齿轮的热电供给灵活性汽轮发电机组装置，主要应用于具有一个高中压缸和两个低压缸的热电联供汽轮发电机组，可在保证运行安全性、稳定性及变工况适应性的情况下，实现多功率等级热电联供机组的灵活热电比切换，完成调峰，吸纳更多的可再生能源，具有重要的工程意义及广阔的应用前景。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种利用行星齿轮的热电供给灵活性汽轮发电机组装置，包括高中压缸、供热回路、供热回路控制阀、第一低压缸、第一低压缸控制阀、第二低压缸、第二低压缸控制阀、行星齿轮和发电机，该行星齿轮使用斜齿轮结构，且分别连接高中压缸-发电机轴和第一低压缸轴、第二低压缸轴；其中，