機內(nèi)除濕再熱的多級沖動式汽輪機專利01專利背景附圖說明實施方式發(fā)明內(nèi)容權利要求榮譽表彰目錄0305020406基本信息《機內(nèi)除濕再熱的多級沖動式汽輪機》是廣州市瑞溥能源環(huán)?？萍加邢薰居?005年4月19日申請的專利，該專利的申請?zhí)枮?3，申請公布號為CN，公布日為2005年10月26日，發(fā)明人是陳恩鑒。該發(fā)明涉及一種工作在濕蒸汽區(qū)的汽輪機技術，尤其是中、低參數(shù)汽輪機的機內(nèi)的蒸汽除濕再熱技術。《機內(nèi)除濕再熱的多級沖動式汽輪機》的汽輪機汽缸內(nèi)的其中一相鄰級或若干相鄰級的級間設置有級間蒸汽再熱器，由該汽輪機的主汽門后的主蒸汽管上引出一股新蒸汽通入蒸汽再熱器中，用于加熱汽輪機中膨脹到一定程度的濕飽和蒸汽，降低其濕度，以保護汽輪機不受水蝕損害；該蒸汽再熱器的出口通過疏水閥連接到疏水膨脹箱，疏水膨脹箱的排水口連接到冷凝器。該汽輪機能在汽輪機級間直接對蒸汽進行除濕再熱處理，然后提高干度的蒸汽直接進入汽輪機的后續(xù)級繼續(xù)膨脹作功。2013年10月，《機內(nèi)除濕再熱的多級沖動式汽輪機》獲得第十五屆中國專利優(yōu)秀獎。（概述圖為《機內(nèi)除濕再熱的多級沖動式汽輪機》摘要附圖）專利背景專利背景截至2005年4月公知的汽輪機是火力發(fā)電廠中用來把蒸汽的熱能轉換成機械能的設備。中國電廠中通常使用多級沖動式汽輪機。在多級汽輪機中，級是能量轉換的基本單元。一列噴咀（或稱靜葉柵）加上一級葉輪葉片（或稱動葉柵）稱為汽輪機的一個級。蒸汽經(jīng)過噴咀降壓膨脹，將其部分熱能轉換成蒸汽流的動能，然后高速的蒸汽射流推動葉輪葉片旋轉，將蒸汽流的動能轉換成汽輪機轉子的機械能。在多級汽輪機中，蒸汽逐級膨脹做功，將其熱能轉換成汽輪機轉子的機械能。飽和蒸汽在汽輪機中膨脹作功時，隨著壓力的降低，蒸汽的濕度迅速增大。蒸汽濕度的增加對汽輪機的運行十分不利。首先，蒸汽的濕份會使汽輪機級的內(nèi)效率降低。蒸汽的濕度每增加1%，汽輪機級效率相應下降約1%。更嚴重的是蒸汽中的霧滴會沖蝕葉片，使汽輪機葉片產(chǎn)生水蝕，造成汽輪機的損壞。蒸汽的濕度越大，水蝕現(xiàn)象越嚴重。長期的設計和運行實踐經(jīng)驗證明，汽輪機末級蒸汽的最大濕度不得超過10%至12%，否則將嚴重影響汽輪機的工作壽命和安全運行。為了避免上述的問題，一般使用過熱蒸汽作為汽輪機的新蒸汽，蒸汽的膨脹過程大部分在蒸汽過熱區(qū)中進行。汽輪機的膨脹過程到達飽和蒸汽區(qū)時壓力已降低到2或3個絕對大氣壓。這樣蒸汽繼續(xù)膨脹到汽輪機的末級時，蒸汽濕度仍不致過大。發(fā)明內(nèi)容專利目的改善效果技術方案發(fā)明內(nèi)容專利目的《機內(nèi)除濕再熱的多級沖動式汽輪機》的目的是為解決上述技術難題而提出一種機內(nèi)除濕再熱的多級沖動式汽輪機，該汽輪機能在汽輪機級間直接對蒸汽進行除濕再熱處理，然后提高干度的蒸汽直接進入汽輪機的后續(xù)級繼續(xù)膨脹作功。

技術方案《機內(nèi)除濕再熱的多級沖動式汽輪機》的機內(nèi)除濕再熱的多級沖動式汽輪機的結構特征是：汽輪機汽缸內(nèi)的其中一相鄰級或若干相鄰級的級間設置有級間蒸汽再熱器，由該汽輪機的主汽門后的主蒸汽管上引出一股新蒸汽通入蒸汽再熱器中，用于加熱汽輪機中膨脹到一定程度的濕飽和蒸汽，降低其濕度，以保護汽輪機不受水蝕損害;該蒸汽再熱器的出口通過疏水閥連接到疏水膨脹箱，疏水膨脹箱的排水口連接到冷凝器。所述的級間蒸汽再熱器是一種表面式換熱器，該換熱器由兩半圓環(huán)所組成，兩半圓環(huán)組成一個整圓，兩半圓環(huán)的結合面在通過汽輪機中心線的垂直面上，兩半圓環(huán)通過各自的下部支腳固結在汽輪機的汽缸，上。所述的級間蒸汽再熱器可以采用普通的表面式換熱器，也可以采用熱管式加熱器。在該發(fā)明的機內(nèi)除濕再熱的多級沖動式汽輪機中，至少設置有一個所述的級間蒸汽再熱器;也可以設置兩個或多個級間蒸汽再熱器，分別位于兩個或多個相鄰級之間。所述的級間加熱器的管束間可設置絲式或波紋板式除濕結構，以增強除濕功能。所述的級間蒸汽再熱器出口處通過裝設疏水閥，疏水排往疏水膨脹箱;疏水膨脹箱中產(chǎn)生的蒸汽可引入汽輪機中間級或汽封系統(tǒng)。疏水膨脹箱中的冷凝水則排入冷凝器。

改善效果使用該發(fā)明的技術，汽輪機的結構不需要做大的變動，蒸汽不需要從汽輪機汽缸中引出來后再送進去，省去了把蒸汽從汽輪機中引出、送進的粗大的蒸汽管路和閥門。只需把要進行級間再熱處的級間軸向間隙適當加大，留出安裝級間再熱裝置的空間。級間再熱的熱源可以從主汽門后的主蒸汽管路中引出一小股新蒸汽。由于再熱用的蒸汽量很少，大概只占新蒸汽量的5%左右，因此再熱蒸汽管路很小，制作方便成本低。該發(fā)明的機內(nèi)除濕再熱的多級沖動式汽輪機可在結構不做過大改動情況下徹底解決蒸汽濕度問題。汽輪機可以自由使用飽和蒸汽或是過熱度比較低的蒸汽，在保持比較高的效率情況下不用擔心葉片的水蝕問題。這種方法拓寬了汽輪機所能利用的蒸汽的參數(shù)范圍。任何壓力的飽和蒸汽、濕蒸汽、過熱度過小的蒸汽都可直接用來發(fā)電。這對工業(yè)余熱發(fā)電和低參數(shù)熱能發(fā)電具有重大意義。

從下面的對比中可以看出該發(fā)明較之普通汽輪機的優(yōu)越性：流量為32噸/時的1.0兆帕的飽和蒸汽，采用普通冷凝式汽輪機發(fā)電，排汽背壓為0.006兆帕設該汽輪機的內(nèi)效率為76%，則其末級蒸汽濕度將超過16%。這是不允許的。為使末級蒸汽濕度降低至許可值，汽輪機的內(nèi)效率必須降低到60%。此時該機的設計功率為3600千瓦。若采用該發(fā)明的機內(nèi)除濕再熱技術，32噸/時新蒸汽中需取出2噸/時的蒸汽作為機內(nèi)再熱的熱源，其余30噸/時的蒸汽進入汽輪機做功，當蒸汽膨脹到0.附圖說明附圖說明圖1為《機內(nèi)除濕再熱的多級沖動式汽輪機》的機內(nèi)除濕再熱的多級沖動式汽輪機的熱力系統(tǒng)圖。圖2為該發(fā)明的級間蒸汽再熱器的結構示意圖。圖3為圖2的A-A向剖視圖。

權利要求權利要求1、一種機內(nèi)除濕再熱的多級沖動式汽輪機，其特征在于汽輪機（5）汽缸內(nèi)的其中一相鄰級或若干相鄰級的級間設置有級間蒸汽再熱器（4），由該汽輪機（5）的主汽門后的主蒸汽管上引出一股新蒸汽通入蒸汽再熱器（4）中，用于加熱汽輪機中膨脹到一定程度的濕飽和蒸汽，該蒸汽再熱器（4）的出口通過疏水閥（7）連接到疏水膨脹箱（8），疏水膨脹箱（8）的排水口連接到冷凝器（11）。2、根據(jù)權利要求1所述的汽輪機，其特征是：所述的級間蒸汽再熱器（4）是一種表面式換熱器，該換熱器由兩半圓環(huán)所組成，兩半圓環(huán)組成一個整圓，兩半圓環(huán)的結合面在通過汽輪機中心線的垂直面上，兩半圓環(huán)通過各自的下部支腳固結在汽輪機的汽缸上。3、根據(jù)權利要求1所述的汽輪機，其特征是：所述的級間蒸汽再熱器（4）為熱管式加熱器。4、根據(jù)權利要求1、2或3所述的汽輪機，其特征是：所述的級間加熱器（4）的管束間設置有絲式或波紋板式除濕結構。5、根據(jù)權利要求1所述的汽輪機，其特征是：所述的疏水膨脹箱（8）中產(chǎn)生的蒸汽引入汽輪機中間級或汽封系統(tǒng)，疏水膨脹箱（8）中的冷凝水則排入冷凝器（11）。

實施方式實施方式圖1所表示的是《機內(nèi)除濕再熱的多級沖動式汽輪機》實施例的熱力系統(tǒng)圖（圖中只示出一級機內(nèi)再熱，實際上可以根據(jù)需要設置兩級以至多級機內(nèi)再熱）。在主汽門1后的主蒸汽管路2上接出一根小口徑（例如DN80毫米）的再熱蒸汽管3，該管把總蒸汽量的3%~8%供給位于汽輪機汽缸內(nèi)的級間蒸汽再熱器4蒸汽在再熱器4中放熱后變成的飽和凝結水由疏水閥7控制進入疏水膨脹箱8，在該處凝結水降壓閃蒸出部分蒸汽經(jīng)由蒸汽管9再進入汽輪機5膨脹做功。疏水膨脹箱8中的低壓飽和水經(jīng)管道10排出到冷凝器11中與主流工作蒸汽的冷凝水混合，然后由凝結水泵12抽出送到蒸汽發(fā)生器中重新變?yōu)檎羝?。這樣形成了一個完整的熱力循環(huán)。圖2、圖3為級間蒸汽再熱器4的結構示意圖。該級間蒸汽再熱器為一表面式換熱器，由左、右兩半兩半圓環(huán)20、21組成。其基本構成是由半環(huán)形的加熱管管束22，管束端部的蒸汽集箱24，管束間的絲型霧滴捕集裝置23，引導蒸汽和冷凝水進出加熱管束的接管25以及安裝法蘭26組成。流體在級間蒸汽再熱器4中的流程是：蒸汽從左半圓環(huán)20的加熱管束的接管25流入左半圓環(huán)20的蒸汽集箱24，由該