CN101368490A - 一种高参数空冷汽轮机整体结构设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及高参数空冷汽轮机的整体结构设计技术，汽轮机高压缸、中压缸或高中压合缸的进汽采用了高参数为24.2MPa－28MPa/538℃－620℃/566℃－650℃，机组发电热效率比同功率亚临界空冷机组提高2至6个百分点；汽轮机低压缸的排汽采用了直接空冷系统或间接空冷系统冷却，机组的耗水量仅为同功率湿冷机组的四分之一；专用末级动叶片的高度设计为亚临界空冷汽轮机的1.18－1.85倍，高参数空冷600MW－1200MW汽轮机比同功率亚临界空冷汽轮机减少了一只低压缸，降低了造价；汽轮机低压缸的设计采用了0.5MPa－0.7MPa的进汽压力和290℃－340℃的进汽温度，低压转子采用NiCrMoV钢不会发生回火脆性现象，提高了低压转子的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及一种高参数空冷汽轮机整体结构设计方法，属于电站汽轮机技术领域。
背景技术
国内生产的亚临界空冷300MW-600MW汽轮机，进汽蒸汽参数为亚临界参数16.7MPa/538℃/538℃，设计背压8kPa～18kPa，高压缸与中压缸或高中压合缸的通流部分叶片级数设计为12级至32级，末级动叶片的高度为540mm-680mm，对于亚临界空冷600MW汽轮机，高中压合缸结构的整体形式为单轴三缸四排汽，高中压分缸结构的整体形式为单轴四缸四排汽，这两种整体结构形式的缺点是低压缸只数多，轴系长度比较长，造价高。把进汽蒸汽参数提高到超临界参数24.2MPa-28MPa/538℃-620℃/566℃-650℃的空冷汽轮机称为高参数空冷汽轮机，使用传统的超临界湿冷汽轮机的整体结构设计方法，所设计的高参数空冷汽轮机低压缸的进汽蒸汽压力为0.8MPa-1.2MPa，进汽蒸汽温度为350℃-400℃，而现用的NiCrMoV钢低压转子长期在350℃以上运行会发生回火脆化现象，影响机组的安全性。为了减少高参数空冷汽轮机的低压缸只数并防止高参数空冷汽轮机低压转子产生回火脆化现象，需要发明新的高参数空冷汽轮机的整体结构设计方法。
发明内容
本发明的目的是提供的一种减少高参数空冷汽轮机的低压缸只数并防止高参数空冷汽轮机低压转子产生回火脆化现象的高参数空冷汽轮机整体结构设计方法。
为实现以上目的，本发明的技术方案是提供一种高参数空冷汽轮机整体结构设计方法，所述的高参数空冷汽轮机的整体结构包括高压缸、中压缸或高中压合缸、低压缸，其特征在于，其整体结构设计方法为：
(一)汽轮机高压缸或高中压合缸的主蒸汽采用超临界蒸汽参数，主蒸汽压力为24.2MPa-28MPa，主蒸汽温度为538℃-620℃；
(二)汽轮机中压缸或高中压合缸进汽的再热蒸汽温度为566℃-650℃；
(三)汽轮机低压缸的排汽采用直接空冷系统或间接空冷系统冷却，设计背压为7kPa-29kPa；
(四)汽轮机的功率设计为600MW-1200MW，单轴结构，将低压缸中低压转子上的末级动叶片的高度设计为亚临界空冷汽轮机专用末级动叶片高度540mm-680mm的1.18-1.85倍；
(四-1)对于600MW-800MW的高参数空冷汽轮机，采用两种整体结构：一种是高中压合缸与低压缸组成的两缸两排汽的整体结构，另一种是采用高压缸、中压缸和低压缸组成的三缸两排汽的整体结构，与同功率的亚临界空冷汽轮机相比减少了一只低压缸；
(四-2)对于900MW-1200MW的高参数空冷汽轮机，采用高压缸、中压缸与两个低压缸组成的四缸四排汽的整体结构；
(五)通过增加高压缸与中压缸或高中压合缸的通流部分叶片的级数，设计为15级50级，把低压缸的进口蒸汽压力设计为0.5MPa-0.7MPa，进口蒸汽温度设计为290℃-340℃，低压转子设计采用NiCrMoV钢。
本发明所述的高参数空冷汽轮机的整体结构设计技术，汽轮机高压缸、中压缸或高中压合缸的进汽采用了高参数为24.2MPa-28MPa/538℃-620℃/566℃-650℃，机组发电热效率比同功率亚临界空冷机组提高2至6个百分点；汽轮机低压缸的排汽采用了直接空冷系统或间接空冷系统冷却，机组的耗水量仅为同功率湿冷机组的四分之一；专用末级动叶片的高度设计为亚临界空冷汽轮机的1.18-1.85倍，高参数空冷600MW-1200MW汽轮机比同功率亚临界空冷汽轮机减少了一只低压缸，降低了造价；汽轮机低压缸的设计采用了0.5MPa-0.7MPa的进汽压力和290℃-340℃的进汽温度，低压转子采用NiCrMoV钢不会发生回火脆性现象，提高了低压转子的安全性。
本发明的优点是机组热效率高、节水、造价低并提高了低压转子的安全性。
附图说明
图1为本发明高参数空冷900MW-1200MW汽轮机四缸四排汽整体结构示意图；
图2为本发明高参数空冷600MW-800MW汽轮机三缸两排汽整体结构示意图；
图3为本发明高参数空冷600MW-800MW汽轮机两缸两排汽整体结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
某型号高参数空冷1200MW汽轮机，汽轮机整体结构如图1所示，采用单轴四缸四排汽的整体结构；汽轮机高压缸1的进汽蒸汽压力设计为28MPa，进汽蒸汽温度设计为600℃，中压缸2的进汽温度设计为610℃，机组发电热效率与同功率亚临界空冷机组相比提高了5个百分点；汽轮机低压缸6的设计背压为15kPa，低压缸排汽采用直接空冷系统冷却，机组年耗水量为475万吨，为同功率湿冷机组的四分之一；汽轮机低压缸采用专用末级动叶片4的高度设计为925mm，设计采用了两只低压缸，与采用叶高为650mm专用末级动叶片的相同功率的空冷汽轮机的三只低压缸相比，减少了一只低压缸；高压缸与中压缸通流部分叶片级数设计为48级，汽轮机低压缸6的进口蒸汽的压力设计为0.5MPa，进口蒸汽温度设计为300℃，保证了低压转子5采用NiCrMoV钢不会发生回火脆化现象。该型号高参数空冷1200MW汽轮机的整体结构设计，达到了提高机组发电热效率、节水、降低造价和提高低压转子安全性的技术效果。
实施例2
某型号高参数空冷800MW汽轮机，汽轮机整体结构如图2所示，采用单轴三缸两排汽的整体结构；汽轮机高压缸1的进汽蒸汽压力设计为25MPa，进汽蒸汽温度设计为593℃，中压缸2的进汽温度设计为593℃，机组发电热效率与同功率亚临界空冷机组相比提高了4个百分点；汽轮机低压缸6的设计背压为15kPa，低压缸排汽采用直接空冷系统冷却，机组年耗水量为317万吨，为同功率湿冷机组的四分之一；汽轮机低压缸采用专用末级动叶片4的高度设计为950mm，设计采用了一只低压缸，与采用叶高为670mm专用末级动叶片的相同功率的空冷汽轮机的两只低压缸相比，减少了一只低压缸；高压缸与中压缸通流部分叶片级数设计为24级，汽轮机低压缸6的进口蒸汽的压力设计为0.55MPa，进口蒸汽温度设计为305℃，保证了低压转子5采用NiCrMoV钢不会发生回火脆化现象。该型号高参数空冷1200MW汽轮机的整体结构设计，达到了提高机组发电热效率、节水、降低造价和提高低压转子安全性的技术效果。
实施例3
某型号高参数空冷700MW汽轮机，汽轮机整体结构如图3所示，采用单轴两缸两排汽的整体结构；汽轮机高中压合缸3的进汽主蒸汽压力设计为27MPa，进汽主蒸汽温度设计为600℃，高中压合缸3的进汽再热蒸汽温度设计为620℃，机组发电热效率比同功率亚临界空冷机组提高5个百分点；汽轮机低压缸6的设计背压为15kPa，低压缸排汽采用直接空冷系统冷却，机组年耗水量为277万吨，为同功率湿冷机组的四分之一；汽轮机低压缸采用专用末级动叶片4的高度设计为930mm，设计采用了一只低压缸，与采用叶高为640mm专用末级动叶片的相同功率的空冷汽轮机的两只低压缸相比，减少了一只低压缸；高中压合缸的通流部分的叶片级数设计为22级，汽轮机低压缸6的进口蒸汽的压力设计为0.6MPa，进口蒸汽温度设计为310℃，保证了低压转子5采用NiCrMoV钢不会发生回火脆化现象。该型号高参数空冷700MW汽轮机，达到了提高机组发电热效率与汽轮机安全性，并实现了降低造价与节水的技术效果。
Claims (1)
1.一种高参数空冷汽轮机整体结构设计方法，所述的高参数空冷汽轮机的整体结构包括高压缸(1)、中压缸(2)或高中压合缸(3)、低压缸(6)，其特征在于，其整体结构设计方法为：
(a)，汽轮机高压缸(1)或高中压合缸(3)的主蒸汽采用超临界蒸汽参数，主蒸汽压力为24.2MPa-28MPa，主蒸汽温度为538℃-620℃；
(b)，汽轮机中压缸(2)或高中压合缸(3)进汽的再热蒸汽温度为566℃-650℃；
(c)，汽轮机低压缸(6)的排汽采用直接空冷系统或间接空冷系统冷却，设计背压为7kPa-29kPa；
(d)，汽轮机的功率设计为600MW-1200MW，单轴结构，将低压缸(6)中低压转子(5)上的末级动叶片(4)的高度设计为亚临界空冷汽轮机专用末级动叶片高度540mm-680mm的1.18-1.85倍；
(d-1)，对于600MW-800MW的高参数空冷汽轮机，采用两种整体结构：一种是高中压合缸(3)与低压缸(6)组成的两缸两排汽的整体结构，另一种是采用高压缸(1)、中压缸(2)和低压缸(6)组成的三缸两排汽的整体结构，与同功率的亚临界空冷汽轮机相比减少了一只低压缸(6)；
(d-2)，对于900MW-1200MW的高参数空冷汽轮机，采用高压缸(1)、中压缸(2)与两个低压缸(6)组成的四缸四排汽的整体结构；
(e)，通过增加高压缸(1)与中压缸(2)或高中压合缸(3)的通流部分叶片的级数，设计为15级至50级，把低压缸(6)的进口蒸汽压力设计为0.5MPa-0.7MPa，进口蒸汽温度设计为290℃-340℃，低压转子设计采用NiCrMoV钢。
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