CN101196126A - 大功率双缸双排汽汽轮机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种大功率双缸双排汽汽轮机，包括顺序布置的前轴承箱、高中压缸、中间轴承箱、低压缸和后轴承箱；高中压缸的中压缸排汽口通过管道连通所述低压缸的进汽口；低压缸缸壁是三层结构，构成由内到外布置的进汽室、内缸和外缸；低压外缸具有水平中分面和垂直中分面，各中分面有法兰用螺栓连接；低压外缸具有水平中分面和垂直中分面，各中分面有法兰用螺栓连接；低压缸法兰内设有蒸汽自流加热流道；低压缸的轴端汽封体设有波形节；低压转子的轴承箱直接布置在基础上。本发明开发出只有两个汽缸的大功率机组，目前最大容量可达1000MW。

Description

大功率双缸双排汽汽轮机

技术领域

本发明涉及汽轮机，尤其涉及一种兆瓦级的大功率双缸双排汽汽轮机。

背景技术

随着汽轮机制造技术的进步，汽轮机的单机容量不断增大，就我国而言，上世纪70年代只能制造20万KW机组，现在已经能够独立设计、制造1000MW机组，进入世界先进行列。汽轮机的单机容量不断增大，其结构也在不断变化，20万KW机组的基本结构是两缸两排汽，只有一个高中压缸，一个低压缸，但容量增大到兆瓦级时，汽缸数量就增多了，至少有三个。例如：300MW及以上的机组，通常是三缸四排汽，或四缸四排汽。汽缸数量增多，机组的结构越不紧凑，占地面积也越大，电厂的基建投资很大；且机组所耗用的材料也很多，成本较高。因此，如何减少大功率机组的汽缸数量，使其结构紧凑，占地面积小，是汽轮机制造企业普遍关注的问题。

发明内容

本发明的目的，是提供一种大功率的双缸双排汽汽轮机，单机容量为兆瓦级，实现上述目的需要解决如下技术问题：

1.由于大功率机组的蒸汽流量大，故低压缸的尺寸很大，热变形特别显著。小功率两缸两排汽机组的低压缸缸壁是双层结构，构成进内缸和外缸，该结构若用于大功率机组，缸体的结构刚度不够，不能满足要求。

2.现有的小功率两缸两排汽机组，其低压缸内缸进汽部位与外缸的连接结构是刚性连接，该连接结构若用于大功率机组，内、外缸胀差会很大，将导致汽缸变形，不能满足要求。

3.大功率机组低压缸的水平法兰的厚度很大，法兰上、下面以及法兰与螺栓的温差很大，若不解决，则热应力大，法兰容易变形，螺栓容易松动，影响密封效果。

4.小功率两缸两排汽机组，其低压外缸是整体结构，由于大功率两缸两排汽机组低压外缸的尺寸很大，若做成整体结构，将无法运输。

5.小功率两缸两排汽机组，其轴承箱是安装在汽缸上，该安装方式若用于大功率两缸两排汽机组，因背压变化大，将对轴系的振动特性产生不利影响。

6.低压缸两端的汽封体与汽缸是刚性连接，由于机组安装、启动、运行时，轴承箱中心与低压缸中心不可能完全同心，总会有误差。这样，机组运行时，轻则会导致汽封体与转子的周向密封间隙不均匀，封汽效果差，重则会造成转子与汽封摩擦，使转子弯曲。

本发明解决上述问题的技术方案是：

一种大功率双缸双排汽汽轮机，包括顺序布置的前轴承箱、高中压缸、中间轴承箱、低压缸、后轴承箱；所述高中压缸的中压缸排汽口通过管道连通所述低压缸的进汽口；所述低压缸缸壁是三层结构，构成由内到外布置的进汽室、内缸和外缸。

所述低压外缸具有水平中分面和垂直中分面，各中分面有法兰，用螺栓连接。

所述低压内缸、外缸的联结部采用波纹接头联结。

所述低压缸具有水平法兰及法兰螺栓，在法兰及法兰螺栓内设有蒸汽流道，蒸汽流道的一端连通进汽室、另一端连通外缸。

所述低压缸的端部具有汽封体，在汽封体的端面上设有波形节，波形节固定在轴承箱上。

所述前轴承箱、中间轴承箱、后轴承箱均直接布置在基础上。

本发明通过采取这些技术手段，有效地解决了上述技术问题，成功地开发出只有两个汽缸的大功率机组，目前最大容量可达1000MW。

下面以600MW机组为例，详细说明本发明。

附图说明

图1是本发明600MW汽轮机的装配全图

图2是本发明的低压缸结构示意图

图3是低压缸法兰、螺栓自流加热示意图

图4是端部低压汽封体结构及其与汽缸、轴承箱的联结结构示意图

具体实施方式

本机为高中压合缸模块和双排汽空冷低压模块的600MW直接空冷汽轮机。

主要参数、容量/能力如下：

(1)额定功率  600MW

(2)机组型式  亚临界、一次中间再热、单轴、双缸双排汽、直接空冷凝汽式汽轮机

(3)额定参数

高压主汽阀前蒸汽压力    16.67MPa/538℃

中压主汽阀前蒸汽压力    3.43MPa/538℃

正常排汽压力            0.014MPa

排汽压力(夏季工况)      0.03MPa

最终给水温度            279.5℃

主蒸汽流量              1875.56t/h

机组热耗8178KJ/kw.h(1953.2kcal/kw.h)

额定转速                3000r/min

机组总长                19.7m

旋转方向                从汽机端向发电机端看为逆时针

机组冷却方式            单元制空气直接冷却系统。

参见图1：本汽轮机主要由前轴承箱1、高中压缸2、中间轴承箱3、低压缸4、后轴承箱5几大部件依序布置构成。

通流部分各级均采用冲动级设计，高压通流和中压通流采用反向合缸布置。主蒸汽从高中压缸2的高压进汽口进入汽轮机，通过九级作功后去锅炉再热器。再热蒸汽由高中压缸2的中压进汽口进入汽轮机的中压部分，通过中压五级作功后的蒸汽经一根连通管进入低压缸4，作功后的乏汽经排汽装置排入空冷器冷凝。

机组共设两个死点，分别位于中间轴承箱3下及低压缸4的中心线附近，死点处的横键限制汽缸的轴向位移，同时，在前轴承箱1、中间轴承箱3、后轴承箱5下部以及中间轴承箱3、后轴承箱5与低压缸4之间的纵向中心线前、后端均设有纵向键，它引导汽缸沿轴向自由膨胀而限制横向跑偏。

本发明的主要特点，是对机组的低压模块做了如下改进：

参见图2：低压缸4设计成三层结构，具有三层缸壁，将缸内空间隔离成三个由内向外布置的独立空间，其中心空间构成进汽室6，夹层空间构成内缸7，外层空间构成外缸8。这样，进汽室6的壁和内缸7的壁起内部支撑作用，使内缸7的整体结构刚性大幅度提高，能够满足设计要求。

另外，在外缸8与内缸7的缸壁结合部，采用波纹节9连接，构成弹性连接方式。这样，可克服因内缸7、外缸8的胀差在该结合部产生的应力，避免汽缸变形。

再有，低压缸4设计成前、后两半的分体结构，前、后两半的装配面具有垂直法兰，用螺栓连接。而前、后两半又都是上、下分半结构，上、下半的装配面具有水平法兰，用螺栓连接。这样，整个缸体就被分解成四块，不仅便于运输，也便于加工。

参见图3：在水平法兰内设有蒸汽自流加热流道，流道依序贯穿所有螺栓孔，它的一端连通进气室6，另一端连通内缸7，当内缸7进汽时，部分蒸汽经该流道进入，将法兰的心部及螺栓加热，缩小法兰两面及法兰与螺栓的温差，可避免法兰变形、螺栓松动。

参见图4：在低压缸4的两个轴端汽封体11与中间轴承箱3、后轴承箱5的连接部，均增设了波形节10(波纹节)，该波形节10的一端固定在轴承箱上，另一端与汽封体11连接。这样，即可使汽封体11始终保持与转子同中，改善封汽效果。

参见图1：中间轴承箱3、后轴承箱5均直接布置在基础上，可减轻因背压变化对轴系的振动特性产生的不利影响。

上述技术措施也适用于其它功率等级的汽轮机。

Claims (6)

1.一种大功率双缸双排汽汽轮机，包括顺序布置的前轴承箱、高中压缸、中间轴承箱、低压缸、后轴承箱；所述高中压缸的中压缸排汽口通过管道连通所述低压缸的进汽口；其特征在于：所述低压缸缸壁是三层结构，构成由内到外布置的进汽室、内缸和外缸。

2.根据权利要求1所述的大功率双缸双排汽汽轮机，其特征在于：所述低压外缸具有水平中分面和垂直中分面，各中分面有法兰，用螺栓连接。

3.根据权利要求1所述的大功率双缸双排汽汽轮机，其特征在于：所述低压内缸、外缸的联结部采用波纹接头联结。

4.根据权利要求1所述的大功率双缸双排汽汽轮机，其特征在于：所述低压缸具有水平法兰及法兰螺栓，在法兰及法兰螺栓内设有蒸汽流道，蒸汽流道的一端连通进汽室、另一端连通外缸。

5.根据权利要求1所述的大功率双缸双排汽汽轮机，其特征在于：所述低压缸的端部具有汽封体，在汽封体的端面上设有波形节，波形节固定在轴承箱上。

6.根据权利要求1所述的大功率双缸双排汽汽轮机，其特征在于：所述前轴承箱、中间轴承箱、后轴承箱均直接布置在基础上。

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