本發(fā)明涉及聯(lián)合動(dòng)力循環(huán)裝置技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種采用貯氣罐的可調(diào)峰儲(chǔ)能燃?xì)?蒸汽聯(lián)合動(dòng)力裝置。

背景技術(shù)：

在傳統(tǒng)能源日益匱乏以及環(huán)境日趨惡化的雙重壓力下，人們對(duì)于電力需求的增長(zhǎng)日益明顯，但電網(wǎng)負(fù)荷存在明顯的波動(dòng)性，目前仍然依靠以傳統(tǒng)化石能源為基礎(chǔ)的火電等常規(guī)能源進(jìn)行調(diào)峰，這種調(diào)峰措施動(dòng)作緩慢，耗能較大，實(shí)用性不高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種可調(diào)峰儲(chǔ)能的燃?xì)?蒸汽聯(lián)合動(dòng)力裝置及其控制方法，以解決現(xiàn)有的電廠調(diào)峰不易、能源利用率低的問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種可調(diào)峰儲(chǔ)能的燃?xì)?蒸汽聯(lián)合動(dòng)力裝置，包括第一發(fā)電機(jī)、蒸汽輪機(jī)、軸流壓縮機(jī)、軸流透平和第二發(fā)電機(jī)；第一發(fā)電機(jī)連接ⅰ號(hào)轉(zhuǎn)軸的一端，ⅰ號(hào)轉(zhuǎn)軸的另一端通過第一3s離合器與ⅱ號(hào)轉(zhuǎn)軸的一端相連，ⅱ號(hào)轉(zhuǎn)軸的另一端通過第二3s離合器與ⅲ號(hào)轉(zhuǎn)軸的一端相連，ⅲ號(hào)轉(zhuǎn)軸的另一端與第二發(fā)電機(jī)相連；ⅰ號(hào)轉(zhuǎn)軸上安裝有蒸汽輪機(jī)，ⅱ號(hào)轉(zhuǎn)軸上安裝有軸流壓縮機(jī)，ⅲ號(hào)轉(zhuǎn)軸上安裝有軸流透平。

進(jìn)一步的，轉(zhuǎn)軸上位于第一3s離合器與軸流壓縮機(jī)之間設(shè)有一個(gè)第一徑向軸承，轉(zhuǎn)軸上位于第二發(fā)電機(jī)與軸流透平之間設(shè)有一個(gè)第二徑向軸承和止推軸承。

進(jìn)一步的，第一徑向軸承和第二徑向軸承采用靜壓軸承、動(dòng)壓徑向軸承或電磁軸承；止推軸承采用止推滾珠軸承、滾錐軸承、球面滾子軸承或滾子止推軸承。

進(jìn)一步的，軸流壓縮機(jī)的入口布置有干氣密封；蒸汽輪機(jī)入口、蒸汽輪機(jī)出口、軸流壓縮機(jī)出口、軸流透平入口和軸流透平出口均布置有迷宮密封。

進(jìn)一步的，軸流透平與軸流壓縮機(jī)反向布置。

進(jìn)一步的，還包括貯氣罐和燃燒室；軸流壓縮機(jī)的輸出端連接貯氣罐和燃燒室的入口，貯氣罐的出口連接燃燒室的入口，燃燒室的出口連接軸流透平的入口；軸流壓縮機(jī)、軸流透平、燃燒室與回?zé)崞?、冷卻器組成燃?xì)獾牟祭最D循環(huán)熱力系統(tǒng)；蒸汽輪機(jī)與熱源、回?zé)崞?、冷卻器組成蒸汽的朗肯循環(huán)熱力系統(tǒng)。

一種可調(diào)峰儲(chǔ)能的燃?xì)?蒸汽聯(lián)合動(dòng)力裝置的控制方法，包括：

當(dāng)負(fù)荷較低時(shí)，處于蒸汽輪機(jī)的低峰階段，使用蒸汽輪機(jī)進(jìn)行發(fā)電，此時(shí)蒸汽輪機(jī)與軸流壓縮機(jī)的第一3s離合器閉合，軸流壓縮機(jī)與軸流透平之間的第二3s離合器斷開，聯(lián)合動(dòng)力裝置完成朗肯循環(huán)后產(chǎn)生能量，一部分用于發(fā)電以滿足負(fù)荷要求，一部分驅(qū)動(dòng)軸流壓縮機(jī)做功以壓縮氣體，貯氣罐的進(jìn)氣開關(guān)打開，壓縮后的氣體進(jìn)入貯氣罐中進(jìn)行存儲(chǔ)；

負(fù)荷上升后，蒸汽輪機(jī)與軸流壓縮機(jī)之間的第一3s離合器斷開，軸流壓縮機(jī)與軸流透平之間的第二3s離合器繼續(xù)保持?jǐn)嚅_，貯氣罐的進(jìn)氣開關(guān)閉合，此時(shí)處于蒸汽輪機(jī)的正常運(yùn)行階段，蒸汽輪機(jī)所產(chǎn)生的能量全部用于發(fā)電以滿足電力負(fù)荷；

負(fù)荷進(jìn)一步上升，蒸汽輪機(jī)與軸流壓縮機(jī)之間的第一3s離合器閉合，軸流壓縮機(jī)與軸流透平之間的第二3s離合器閉合，貯氣罐的進(jìn)出氣開關(guān)均打開，此時(shí)燃?xì)廨啓C(jī)開始運(yùn)行，其工質(zhì)來源為貯氣罐出氣口所提供的氣體，經(jīng)過布雷頓循環(huán)產(chǎn)生能量用于發(fā)電，而蒸汽輪機(jī)經(jīng)過朗肯循環(huán)所產(chǎn)生的能量，一部分用于發(fā)電以滿足負(fù)荷要求，一部分驅(qū)動(dòng)軸流壓縮機(jī)做功以壓縮氣體經(jīng)由貯氣罐進(jìn)氣口進(jìn)入貯氣罐中進(jìn)行存儲(chǔ)；

當(dāng)負(fù)荷上升至最高峰時(shí)，蒸汽輪機(jī)與軸流壓縮機(jī)之間的第一3s離合器斷開，軸流壓縮機(jī)與軸流透平之間的第二3s離合器閉合，貯氣罐的進(jìn)氣開關(guān)閉合、出氣開關(guān)打開，此時(shí)蒸汽輪機(jī)經(jīng)過朗肯循環(huán)以及燃?xì)廨啓C(jī)經(jīng)過布雷頓循環(huán)所產(chǎn)生的能量均用于發(fā)電以滿足電力負(fù)荷。

本發(fā)明基于蒸汽輪機(jī)、軸流壓縮機(jī)與軸流透平同軸結(jié)構(gòu)的可調(diào)峰儲(chǔ)能的燃?xì)?蒸汽聯(lián)合動(dòng)力裝置，包括用于發(fā)電的蒸汽輪機(jī)、用于發(fā)電的燃?xì)廨啓C(jī)和用于存儲(chǔ)壓縮氣體的貯氣室；蒸汽輪機(jī)工質(zhì)由燃煤鍋爐或者余熱裝置提供并通過轉(zhuǎn)軸與發(fā)電機(jī)相連；燃?xì)廨啓C(jī)包括軸流壓縮機(jī)、軸流透平和燃燒室，軸流壓縮機(jī)與透平通過轉(zhuǎn)軸相連；貯氣罐與軸流壓縮機(jī)出口和燃燒室入口相連。

進(jìn)一步的，蒸汽機(jī)與軸流壓縮機(jī)之間通過3s離合器相連，軸流壓縮機(jī)與軸流透平之間通過3s3s離合器相連，轉(zhuǎn)軸上其余裝置均通過聯(lián)軸器進(jìn)行連接；

進(jìn)一步的，轉(zhuǎn)軸上位于3s離合器和軸流壓縮機(jī)之間設(shè)有一個(gè)徑向軸承，轉(zhuǎn)軸上位于聯(lián)軸器和軸流透平之間設(shè)有一個(gè)徑向軸承和止推軸承。

進(jìn)一步的，軸流壓縮機(jī)的入口以及軸流透平的出口均布置有干氣密封；軸流壓縮機(jī)出口以及軸流透平入口均布置有迷宮密封。

進(jìn)一步的，軸流透平與軸流壓縮機(jī)反向布置。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果：

1、本發(fā)明所提出的裝置能夠在電力負(fù)荷發(fā)生變化時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整以適應(yīng)負(fù)荷變動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了移峰填谷，能夠很好的解決現(xiàn)有電廠所存在的調(diào)峰困難、不夠靈活等問題；

2、本發(fā)明所提出的裝置在蒸汽機(jī)與軸流壓縮機(jī)之間以及軸流壓縮機(jī)與軸流透平之間均采用了3s3s離合器進(jìn)行相連，動(dòng)作響應(yīng)快。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種可調(diào)峰儲(chǔ)能的燃?xì)?蒸汽聯(lián)合動(dòng)力裝置的總示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。

請(qǐng)參閱圖1所述，本發(fā)明一種可調(diào)峰儲(chǔ)能的燃?xì)?蒸汽聯(lián)合動(dòng)力裝置，包括：第一發(fā)電機(jī)1、第二發(fā)電機(jī)101、第一聯(lián)軸器2、第二聯(lián)軸器102、迷宮密封3、蒸汽輪機(jī)4、第一3s離合器5、第二3s離合器105、第一徑向軸承6、第二徑向軸承106、干氣密封7、軸流壓縮機(jī)8、軸流透平9、止推軸承10、燃燒室11以及貯氣罐12。

第一發(fā)電機(jī)1通過第一聯(lián)軸器2連接ⅰ號(hào)轉(zhuǎn)軸的一端，ⅰ號(hào)轉(zhuǎn)軸的另一端通過第一3s離合器5與ⅱ號(hào)轉(zhuǎn)軸的一端相連，ⅱ號(hào)轉(zhuǎn)軸的另一端通過第二3s離合器105與ⅲ號(hào)轉(zhuǎn)軸的一端相連，ⅲ號(hào)轉(zhuǎn)軸的另一端通過第二聯(lián)軸器102與第二發(fā)電機(jī)101相連。

ⅰ號(hào)轉(zhuǎn)軸上安裝有蒸汽輪機(jī)4，ⅱ號(hào)轉(zhuǎn)軸上安裝有軸流壓縮機(jī)8，ⅲ號(hào)轉(zhuǎn)軸上安裝有軸流透平9，構(gòu)成蒸汽輪機(jī)、軸流壓縮機(jī)與軸流透平聯(lián)合結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)軸上位于第一3s離合器5與軸流壓縮機(jī)8之間設(shè)有一個(gè)第一徑向軸承6，轉(zhuǎn)軸上位于第二聯(lián)軸器102與軸流透平9之間設(shè)有一個(gè)第二徑向軸承106和止推軸承10。徑向軸承6(第一徑向軸承6、第二徑向軸承106)可以采用靜壓軸承、動(dòng)壓徑向軸承或電磁軸承，止推軸承10可以采用止推滾珠軸承、滾錐軸承、球面滾子軸承或滾子止推軸承。

軸流壓縮機(jī)8的入口布置有干氣密封7；在蒸汽輪機(jī)4入口和出口軸流壓縮機(jī)8出口以及軸流透平9入口和出口布置了迷宮密封3；軸流透平9與軸流壓縮機(jī)8反向布置，以減少止推軸承10的受力。

為實(shí)現(xiàn)燃?xì)獾牟祭最D循環(huán)，本發(fā)明還布置有貯氣罐12以進(jìn)行氣體壓縮后的存儲(chǔ)，燃燒室11以進(jìn)行提供熱源，此外，軸流透平9完成做功后的工質(zhì)還須要進(jìn)入回?zé)崞饕约袄鋮s器然后匯入軸流壓縮機(jī)8以完成氣體的布雷頓循環(huán)；蒸汽輪機(jī)4完成做功后的工質(zhì)還須進(jìn)入回?zé)崞?、冷卻器，經(jīng)熱源加熱后匯入蒸汽輪機(jī)4以完成朗肯循環(huán)。

基于蒸汽輪機(jī)、軸流壓縮機(jī)與軸流透平同軸結(jié)構(gòu)的可調(diào)峰儲(chǔ)能的燃?xì)?蒸汽聯(lián)合動(dòng)力裝置的控制方法，包括：

當(dāng)負(fù)荷較低時(shí)，此時(shí)處于蒸汽輪機(jī)4的低峰階段，使用蒸汽輪機(jī)4進(jìn)行發(fā)電，此時(shí)蒸汽輪機(jī)4與軸流壓縮機(jī)8的第一3s離合器5閉合，軸流壓縮機(jī)8與軸流透平9之間的第二3s離合器5斷開，系統(tǒng)完成朗肯循環(huán)后產(chǎn)生能量，一部分用于發(fā)電以滿足負(fù)荷要求，一部分驅(qū)動(dòng)軸流壓縮機(jī)8做功以壓縮氣體，壓縮氣體進(jìn)入貯氣罐12進(jìn)行存儲(chǔ)；

負(fù)荷上升后，蒸汽輪機(jī)4與軸流壓縮機(jī)8之間的第一3s離合器5斷開，軸流壓縮機(jī)8與軸流透平9之間的第二3s離合器5繼續(xù)保持?jǐn)嚅_，此時(shí)處于蒸汽輪機(jī)4的正常運(yùn)行階段，蒸汽輪機(jī)4所產(chǎn)生的能量全部用于發(fā)電以滿足電力負(fù)荷；

負(fù)荷進(jìn)一步上升，蒸汽輪機(jī)4與軸流壓縮機(jī)8之間的第一3s離合器5閉合，軸流壓縮機(jī)8與軸流透平9之間的第二3s離合器5閉合，此時(shí)燃?xì)廨啓C(jī)(包括軸流壓縮機(jī)8、軸流透平9和燃燒室11)開始運(yùn)行，其工質(zhì)來源為貯氣罐12，經(jīng)過布雷頓循環(huán)產(chǎn)生能量用于發(fā)電，而蒸汽輪機(jī)4經(jīng)過朗肯循環(huán)所產(chǎn)生的能量，一部分用于發(fā)電以滿足負(fù)荷要求，一部分驅(qū)動(dòng)軸流壓縮機(jī)8做功以壓縮氣體；

當(dāng)負(fù)荷上升至最高峰時(shí)，蒸汽輪機(jī)4與軸流壓縮機(jī)8之間的第一3s離合器5斷開，軸流壓縮機(jī)8與軸流透平9之間的第二3s離合器5閉合，此時(shí)蒸汽輪機(jī)4經(jīng)過朗肯循環(huán)以及燃?xì)廨啓C(jī)經(jīng)過布雷頓循環(huán)所產(chǎn)生的能量均用于發(fā)電以滿足電力負(fù)荷。

采用本發(fā)明基于蒸汽輪機(jī)、軸流壓縮機(jī)與軸流透平聯(lián)合結(jié)構(gòu)的可調(diào)峰儲(chǔ)能的燃?xì)?蒸汽聯(lián)合動(dòng)力裝置，在各部件之間使用了3s離合器進(jìn)行相連，動(dòng)作響應(yīng)快，能夠在電力負(fù)荷發(fā)生變化時(shí)進(jìn)行適應(yīng)且迅速的調(diào)整以跟隨負(fù)荷變動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了移峰填谷，能夠很好的解決現(xiàn)有電廠所存在的調(diào)峰困難、不夠靈活等問題。