1.本公开涉及火力发电技术领域，具体地，涉及一种汽轮发电机系统。
背景技术：2.虽然现在大量新能源建设并网，但是风电、光电电能产出受季节、气候、风力、昼夜及阴晴等外部条件影响，供电能力波动性大，与电网追求的安全、稳定、可靠、可调节性的电能存在矛盾，所以煤电仍是电源结构和电量供应的主体，为了进一步提升发电机组热效率、降低能耗，追求更大容量、更高参数的超超临界发电技术是主要发展方向。
3.但是受限于汽轮发电机末级叶片长度与排汽面积，因为排气面积增大的话叶片长度就需要增长，叶片增长之后在过高的转速下所受应力较大容易断裂，故发展超大容量单轴汽轮发电机组需要增加汽缸数量，延长轴系整体长度，轴系较长的话容易在扭力较大的情况下断裂，存在轴系稳定性变差，设计困难等技术瓶颈。
技术实现要素：4.本公开的目的是提供一种汽轮发电机系统，该汽轮发电机系统能够解决上述技术问题。
5.为了实现上述目的，本公开提供一种汽轮发电机系统，用于与锅炉连通以通过所述锅炉产生的蒸汽发电，所述汽轮发电机系统包括设置在同一运转层上的驱动轴、气压缸和发电机，所述气压缸设有多个且多个所述气压缸分布在多根所述驱动轴上，每根所述驱动轴均连接有所述发电机，多个所述气压缸通过蒸汽管道与所述锅炉连接。
6.可选地，所述气压缸包括分布在多根所述驱动轴上的超高压缸、高压缸、中压缸和低压缸，所述蒸汽通过所述蒸汽管道依次经过所述超高压缸、所述高压缸、所述中压缸和所述低压缸以使所述蒸汽充分利用。
7.可选地，所述蒸汽管道包括主蒸汽管道、一次再热管道、二次再热管道和中低压联通管，所述超高压缸的进气端设有所述主蒸汽管道用于与所述锅炉的过热系统连接以使过热蒸汽进入所述超高压缸，其出气端通过所述一次再热管道与所述高压缸的进气端连接以使一次再热蒸汽进入所述高压缸，所述高压缸的出气端通过所述二次再热管道与所述中压缸的进气端连接以使二次再热蒸汽进入所述中压缸，所述中压缸的出气端通过所述中低压联通管与所述低压缸连接。
8.可选地，所述一次再热管道的出气端经过所述锅炉的一次再热系统与所述高压缸连接，所述二次再热管道经过所述锅炉的二次再热系统与所述中压缸连接。
9.可选地，所述蒸汽管道还包括低低压联通管，所述中压缸和所述低压缸均设有多个，多个所述中压缸均通过所述二次再热管道与所述高压缸连接，所述低压缸通过所述中低压联通管与所述中压缸连接，或通过所述低低压联通管与所述低压缸连接。
10.可选地，多根所述驱动轴并列设置。
11.可选地，多根所述驱动轴上的所述气压缸间隔交错设置以减小所述汽轮发电机系
统的占用空间。
12.可选地，所述驱动轴设有两根分别为第一驱动轴和第二驱动轴，所述中压缸并联设有两个分别为第一中压缸和第二中压缸，所述低压缸设有三个分别为第一低压缸、第二低压缸和第三低压缸，所述超高压缸、所述高压缸和所述第一低压缸间隔设置在所述第一驱动轴上，所述第一中压缸、所述第二中压缸、所述第二低压缸和所述第三低压缸间隔设置在所述第二驱动轴上，所述第二低压缸与所述第二中压缸之间通过所述中低压联通管连接，所述第二低压缸与所述第三低压缸之间和所述第一低压缸与所述第三低压缸之间均通过所述低低压联通管连接。
13.可选地，所述运转层的高度为15m-19m。
14.可选地，所述汽轮发电机系统为超超临界汽轮发电机系统。
15.通过上述技术方案，设置多个气压缸以保证汽轮发电机系统的容量，多个气压缸分布在多根驱动轴上，使轴系变短且不用减少气缸的数量，增加轴系的稳定性，每根驱动轴均连接有发电机，发电效率更高；多个气压缸设置在同一运转层上，节约空间且安装方便。
16.本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
17.附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
18.图1是本公开所述的汽轮发电机系统的系统连接图；
19.图2是本公开所述的汽轮发电机系统的俯视图；
20.图3是本公开所述的汽轮发电机系统的侧视剖面图；
21.图4是本公开所述的汽轮发电机系统的第二种实施方式的系统连接图；
22.图5是本公开所述的汽轮发电机系统的第三种实施方式的系统连接图；
23.图6是本公开所述的汽轮发电机系统的第四种实施方式的系统连接图。
24.附图标记说明
25.1、气压缸；2、蒸汽管道；20、主蒸汽管道；21、一次再热管道；22、二次再热管道；23、中低压联通管；24、低低压联通管；25、三通；26、补偿装置；3、超高压缸；4、高压缸；5、中压缸；51、第一中压缸；52、第二中压缸；6、低压缸；61、第一低压缸；62、第二低压缸；63、第三低压缸；7、驱动轴；71、第一驱动轴；72、第二驱动轴；8、发电机；9、运转层。
具体实施方式
26.以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
27.在本公开中，需要说明的是，所使用的术语如“第一、第二、第三”等是为了区别一个要素和另一个要素，不具有顺序性和重要性。另外，在参考附图的描述中，不同附图中的同一标记表示相同的要素。
28.如图1-6所示，本公开提供一种汽轮发电机系统，用于与锅炉连通以通过锅炉产生的蒸汽发电，即通过锅炉燃烧燃料释放热量，产生高温高压的蒸汽驱动汽轮机带动发电机8来发电，汽轮发电机系统包括设置在同一运转层9上的驱动轴7、气压缸1和发电机8，气压缸
1设有多个且多个气压缸1分布在多根驱动轴7上，每根驱动轴7均连接有发电机8，多个气压缸1通过蒸汽管道2与锅炉连接。
29.通过上述技术方案，同等条件下汽轮发电机系统容量越大，能耗越低，成本也就越低，通过设置多个气压缸1以保证汽轮发电机系统的容量，多个气压缸1分布在多根驱动轴7上，使轴系变短且不用减少气压缸1的数量，增加轴系的稳定性，每根驱动轴7均连接有发电机8，每根驱动轴7转动都可以进行发电，发电效率更高；多个气压缸1设置在同一运转层9上，节约空间且安装方便，且设置在同一运转层9上设备日常巡检、运行维护方便。
30.作为一种可选的实施方式，如图1-3所示，气压缸1包括分布在多根驱动轴7上的超高压缸3、高压缸4、中压缸5和低压缸6，蒸汽通过蒸汽管道2依次经过超高压缸3、高压缸4、中压缸5和低压缸6以使蒸汽充分利用，也就是同一个锅炉产生的蒸汽依次经过分布在多根驱动轴7上压力由高到低的气压缸1以使蒸汽充分利用，多根驱动轴7上的多个气压缸1通过蒸汽管道2连通。其中超高压缸的单缸功率为28.50mw，进汽压力为31-35mpa，进气温度为600-615℃；高压缸的单缸功率为27.48mw，进汽压力为8.5-11mpa，进气温度为610-630℃；中压缸的单缸功率为21.05mw，进汽压力为3-5mpa，进气温度为610-630℃；低压缸的单缸功率为12.31mw，进汽压力为0.3-0.6mpa，进气温度为300-320℃。
31.可选地，蒸汽管道2包括主蒸汽管道20、一次再热管道21、二次再热管道22和中低压联通管23，超高压缸3的进气端设有主蒸汽管道20用于与锅炉的过热系统连接以使过热蒸汽进入超高压缸3，其出气端通过一次再热管道21与高压缸4的进气端连接以使一次再热蒸汽进入高压缸4，高压缸4的出气端通过二次再热管道22与中压缸5的进气端连接以使二次再热蒸汽进入中压缸5，中压缸5的出气端通过中低压联通管23与低压缸6连接。
32.其中，一次再热管道21的出气端经过锅炉的一次再热系统与高压缸4连接，二次再热管道22经过锅炉的二次再热系统与中压缸5连接，一次再热系统为一次再热器，二次再热系统为二次再热器，再热器实质上是一种把作过功的低压蒸汽再进行加热并达到一定温度的蒸汽过热器，为了提高大型发电机组循环热效率，采用中间再热循环系统，从锅炉过热器出来的主蒸汽通过主蒸汽管道20进入汽轮机的超高压缸3做功后，经过一次再热管道21送到一次再热器中再加热以提高温度，然后送入汽轮机的高压缸4继续膨胀做功，可相对提高循环效率4～5％，在高压缸4做功后的蒸汽经过二次再热管道22送到二次再热器中再加热以提高温度，然后送到汽轮机的中压缸5继续膨胀做功，可再相对提高循环效率的2％左右，中压缸5做完功的蒸汽通过中低压联通管23进入低压缸6最后做功，充分利用蒸汽，一次再热蒸汽参数(压力8.5-9.5mpa.g/温度610℃-630℃)，二次再热蒸汽参数(压力2.0-3.0mpa.g/温度615℃-630℃)。
33.另外，蒸汽管道2还包括低低压联通管24，中压缸5和低压缸6均设有多个，多个中压缸5均通过二次再热管道22与高压缸4连接，低压缸6通过中低压联通管23与中压缸5连接，或通过低低压联通管24与低压缸6连接，例如低低压联通管24之间可通过三通25连接。由于气压缸1设置的位置及分布的驱动轴7不同，低压缸6可能与中压缸5连接，也有可能与其他的低压缸6连接，多个低压缸6之间通过低低压联通管24连接。例如蒸汽管道2上可以设置补偿装置26，补偿装置26用于吸收汽轮机的膨胀，补偿装置26为蒸汽管道补偿器，包括方形补偿器，套筒补偿器，球形补偿器和波纹管补偿器，本公开可以使用任意一种，示例性地，如图2所示，本公开在连接在多根驱动轴7之间的低低压联通管24上设有补偿装置26，防止
两根驱动轴7发生偏移。
34.作为一种可选的实施方式，如图1-3所示，多根驱动轴7并列设置，并列设置可以减少占用空间，若一字排开则需要很长的空间，汽轮发电机系统设置在运转层9上，运转层9的空间有限，若增加空间则成本增加，且运转层9设置在机房内，机房本身的空间也是有限的。
35.可选地，多根驱动轴7上的气压缸1间隔交错设置以减小汽轮发电机系统的占用空间，也就是每根驱动轴7上的气压缸1均间隔设置，间隔的距离大于一个气压缸1的长度，多根驱动轴7并排设置时，一根驱动轴7上的气压缸1可以插设在另一根驱动轴7上的两个气压缸1之间，可以使两个驱动轴7之间的距离更小，减小占用空间。
36.作为一种可选的实施方式，如图1-3所示，驱动轴7设有两根分别为第一驱动轴71和第二驱动轴72，中压缸5并联设有两个分别为第一中压缸51和第二中压缸52，低压缸6设有三个分别为第一低压缸61、第二低压缸62和第三低压缸63，超高压缸3、高压缸4和第一低压缸61间隔设置在第一驱动轴71上，第一中压缸51、第二中压缸52、第二低压缸62和第三低压缸63间隔设置在第二驱动轴72上，第二低压缸62与第二中压缸52之间通过中低压联通管23连接，第二低压缸62与第三低压缸63之间和第一低压缸61与第三低压缸63之间均通过低低压联通管24连接。本实施例中，第一驱动轴71功率分配约为机组总容量的50％-65％，第二驱动轴72功率分配约为机组总容量的50％-35％，主蒸汽流量范围为3300t/h-3600t/h。
37.当然，可以根据不同的工况进行多种不同的分配，例如图4所示，在第二种实施方式中，超高压缸3、高压缸4、第一低压缸61和第二低压缸62间隔设置在第一驱动轴71上，第一中压缸51、第二中压缸52和第三低压缸63间隔设置在第二驱动轴72上，第二中压缸52通过中低压联通管23与第三低压缸63连接，第三低压缸63通过低低压联通管24与第二低压缸62连接，第一低压缸61通过低低压联通管24和三通25连接在第三低压缸63与第二低压缸62之间的低低压联通管24上。如图5所示，在第三种实施方式中，超高压缸3、高压缸4、第一中压缸51和第一低压缸61间隔设置在第一驱动轴71上，第二中压缸52、第二低压缸62和第三低压缸63间隔设置在第二驱动轴72上，第一中压缸51通过中低压联通管23与第一低压缸61连接，第二中压缸52通过中低压联通管23与第二低压缸62连接，第二低压缸62通过低低压联通管24与第三低压缸63连接。如图6所示，在第四种实施方式中，超高压缸3、第一中压缸51和第一低压缸61间隔设置在第一驱动轴71上，高压缸4、第二中压缸52、第二低压缸62和第三低压缸63间隔设置在第二驱动轴72上，第一中压缸51通过中低压联通管23与第一低压缸61连接，第二中压缸52通过中低压联通管23与第二低压缸62连接，第二低压缸62通过低低压联通管24与第三低压缸63连接。
38.作为一种可选的实施方式，汽轮发电机系统为超超临界汽轮发电机系统。超超临界汽轮发电机系统指的是：发电机组容量在1300mw-1500mw之间，主蒸汽参数(压力29.0-33.5mpa.g/温度605℃-630℃)，一次再热蒸汽参数(压力8.5-9.5mpa.g/温度610℃-630℃)，二次再热蒸汽参数(压力2.0-3.0mpa.g/温度615℃-630℃)的火力汽轮发电机组。
39.运转层9的高度为15m-19m，运转层9指的是汽轮机发电机系统运转平台，高温蒸汽管道2需要大量使用镍基合金材料，致使电站造价大幅度增加，高位的运转层9可以缩短高温蒸汽管道2和汽轮机至空冷凝汽器间的排汽管道，节约管道材料成本。例如运转层9为钢混结构，基础平台刚性好，有利于防止轴系振动。
40.本公开中的气压缸1、蒸汽管道2及阀门可使用高温奥氏体钢、马氏体钢或其它可
承受更高温度的材料，牌号可为p92、cca617，hr6w，ht650p等。
41.在实际使用时，设置多个气压缸1保证汽轮发电机8的容量，分布在多根驱动轴7上可缩短轴系的长度增加轴系的稳定性，多个气压缸1通过蒸汽管道2与锅炉连接以通过高温高压蒸汽发电，蒸汽依次经过压力由高到低的多个气压缸1以使蒸汽充分利用，每根驱动轴7均连接有发电机8，每根驱动轴7转动都可以进行发电，发电效率更高。
42.以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
43.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
44.此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。
技术特征：1.一种汽轮发电机系统，用于与锅炉连通以通过所述锅炉产生的蒸汽发电，其特征在于，所述汽轮发电机系统包括设置在同一运转层上的驱动轴、气压缸和发电机，所述气压缸设有多个且多个所述气压缸分布在多根所述驱动轴上，每根所述驱动轴均连接有所述发电机，多个所述气压缸通过蒸汽管道与所述锅炉连接。2.根据权利要求1所述的汽轮发电机系统，其特征在于，所述气压缸包括分布在多根所述驱动轴上的超高压缸、高压缸、中压缸和低压缸，所述蒸汽通过所述蒸汽管道依次经过所述超高压缸、所述高压缸、所述中压缸和所述低压缸以使所述蒸汽充分利用。3.根据权利要求2所述的汽轮发电机系统，其特征在于，所述蒸汽管道包括主蒸汽管道、一次再热管道、二次再热管道和中低压联通管，所述超高压缸的进气端设有所述主蒸汽管道用于与所述锅炉的过热系统连接以使过热蒸汽进入所述超高压缸，其出气端通过所述一次再热管道与所述高压缸的进气端连接以使一次再热蒸汽进入所述高压缸，所述高压缸的出气端通过所述二次再热管道与所述中压缸的进气端连接以使二次再热蒸汽进入所述中压缸，所述中压缸的出气端通过所述中低压联通管与所述低压缸连接。4.根据权利要求3所述的汽轮发电机系统，其特征在于，所述一次再热管道的出气端经过所述锅炉的一次再热系统与所述高压缸连接，所述二次再热管道经过所述锅炉的二次再热系统与所述中压缸连接。5.根据权利要求3所述的汽轮发电机系统，其特征在于，所述蒸汽管道还包括低低压联通管，所述中压缸和所述低压缸均设有多个，多个所述中压缸均通过所述二次再热管道与所述高压缸连接，所述低压缸通过所述中低压联通管与所述中压缸连接，或通过所述低低压联通管与所述低压缸连接。6.根据权利要求1所述的汽轮发电机系统，其特征在于，多根所述驱动轴并列设置。7.根据权利要求6所述的汽轮发电机系统，其特征在于，多根所述驱动轴上的所述气压缸间隔交错设置以减小所述汽轮发电机系统的占用空间。8.根据权利要求5所述的汽轮发电机系统，其特征在于，所述驱动轴设有两根分别为第一驱动轴和第二驱动轴，所述中压缸并联设有两个分别为第一中压缸和第二中压缸，所述低压缸设有三个分别为第一低压缸、第二低压缸和第三低压缸，所述超高压缸、所述高压缸和所述第一低压缸间隔设置在所述第一驱动轴上，所述第一中压缸、所述第二中压缸、所述第二低压缸和所述第三低压缸间隔设置在所述第二驱动轴上，所述第二低压缸与所述第二中压缸之间通过所述中低压联通管连接，所述第二低压缸与所述第三低压缸之间和所述第一低压缸与所述第三低压缸之间均通过所述低低压联通管连接。9.根据权利要求1所述的汽轮发电机系统，其特征在于，所述运转层的高度为15m-19m。10.根据权利要求1所述的汽轮发电机系统，其特征在于，所述汽轮发电机系统为超超临界汽轮发电机系统。
技术总结本公开涉及一种汽轮发电机系统，用于与锅炉连通以通过所述锅炉产生的蒸汽发电，所述汽轮发电机系统包括设置在同一运转层上的驱动轴、气压缸和发电机，所述气压缸设有多个且多个所述气压缸分布在多根所述驱动轴上，每根所述驱动轴均连接有所述发电机，多个所述气压缸通过蒸汽管道与所述锅炉连接。本公开设置多个气压缸以保证汽轮发电机系统的容量，多个气压缸分布在多根驱动轴上，使轴系变短且不用减少气缸的数量，增加轴系的稳定性，每根驱动轴均连接有发电机，发电效率更高；多个气压缸设置在同一运转层上，节约空间且安装方便。节约空间且安装方便。节约空间且安装方便。
技术研发人员：郑恒 余天堘 刘福东 刘鸿国 张重帅 余凌
受保护的技术使用者：国能神福（石狮）发电有限公司
技术研发日：2022.08.23
技术公布日：2022/12/2
