CN101418705A - 300～400mw超临界两缸两排汽凝汽式汽轮机 - Google Patents
300～400mw超临界两缸两排汽凝汽式汽轮机 Download PDFInfo
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Abstract
一种300～400MW超临界两缸两排汽凝汽式汽轮机，包括前轴承箱、高中压缸、中间轴承箱、低压缸、盘车箱，高中压缸内有高中压转子，低压缸内有低压转子，所有转子是同轴结构；各转子都有多级动叶片，各汽缸内有与各级动叶片对应的隔板；中压缸出汽口与低压缸进汽口之间有连通管；前轴承箱有支承滑块，滑块与轴承箱轴向滑动配合；高压通流为反流，中压通流为顺流，低压通流双分流；中压转子进汽处设有叶轮冷却结构，冷却蒸汽引自高压缸；高温部件采用耐热温度大于570℃的高温合金钢制成；前轴承箱的支承滑块是自润滑滑块。它适用的蒸汽参数高，主蒸汽压力/温度/再热温度达到24.2MPa/566℃/566℃，热效率、经济性比同功率的亚临界汽轮机明显提高。
Description
技术领域
本发明涉及汽轮机，具体涉及一种300～400MW超临界两缸两排汽凝汽式汽轮机。
背景技术
以往，功率在400MW以下的汽轮机，都是亚临界两缸两排汽或者三缸两排汽汽轮机，适用的蒸汽参数低，热效率低，煤耗高，经济性差。
近年来，汽轮机制造业为贯彻国家的能源政策，围绕节能、降耗、增效研发汽轮机，通过增大单机功率、提高蒸汽参数来提高机组的热效率和经济性，两个技术手段是同时使用的，故均为单机功率在400MW以上的超临界汽轮机，而400MW以下的汽轮机，仍为蒸汽参数较低的亚临界汽轮机。然而，电厂配置400MW以上的大功率汽轮机，毕竟限制条件较多，很多电厂包括一些新建电厂，仍然只适合厂配置400MW以下的汽轮机，也就是说，功率在400MW以下的小功率汽轮机，还有很大的市场容量，因此，如何提高400MW以下的小功率汽轮机的热效率和经济性，也就成为汽轮机制造业面临的一项重要任务。
发明内容
本发明的目的，就是为了提供一种400MW以下的超临界汽轮机，适用的蒸汽参数高，主蒸汽压力/温度/再热温度达到24.2MPa/566℃/566℃，热效率、经济性比同功率的亚临界汽轮机明显提高。
要达到上述目的，须重点解决如下问题：
1.蒸汽的温度提高后，中压转子的前几级叶轮将处于过热环境中，特别是中压第一级叶轮，容易热疲劳，必须进行冷却。
2.400MW以下的亚临界汽轮机，高压部件是用普通耐热钢制成，本发明蒸汽的温度、压力参数提高后，需采用性能更好的材料方能满足强度要求。
另外，前轴承箱的支承滑块是用添加润滑剂润滑的，滑块上必须设置相应的润滑结构，使得滑块的结构比较复杂。
本发明解决上述问题的技术方案是：
一种300～400MW超临界两缸两排汽凝汽式汽轮机，包括顺序布置的前轴承箱、高中压缸、中间轴承箱、低压缸及盘车箱。所述高中压缸的是双层缸，所述低压缸是三层缸；所述高中压缸内布置有高中压转子，低压缸内布置有低压转子，所有转子是同轴结构；各转子都具有多级动叶片，各汽缸内有与各级动叶片对应的隔板；所述中压缸的出汽口与低压缸的进汽口之间有连通管；所述前轴承箱设有支承滑块，该滑块与轴承箱轴向滑动配合；该机高压通流为反流，中压通流为顺流，低压通流双分流；所述中压转子进汽处设有叶轮冷却结构，冷却蒸汽引自高压缸。
所述冷却蒸汽引自高压缸5级后蒸汽，通过调节冷却汽流管路上阀门开度对中压第一级叶轮进行冷却。
该机的通流级数为：高压一个调节级，10个压力级；中压6个压力级；低压2×7个压力级；总级数31级。
在中压第6级后，设有工业抽汽装置，抽汽压力0.9-1.1Mpa可调；抽汽流量400t/h。
或该机的通流级数为：高压一个调节级，9个压力级；中压7个压力级；低压2×5个压力级；总级数27级。
在中压7级后设有采暖抽汽装置，抽汽压力0.5Mpa；抽汽流量400t/h。
所述高中压缸、高中压转子、高压、中压隔板高温部分采用耐热温度大于570℃的高温合金钢制成。
所述前轴承箱的支承滑块是自润滑滑块。
通过采用上述技术手段，有效地解决了上述技术问题。此外，本汽轮机还有如下特点：
所述高压转子和中压转子的动叶片采用HV动叶片，级间隔板的导叶片采用SCH层流叶片。
所述连通管带压力平衡式波纹管膨胀节。
本发明的有益技术效果：
通过采用上述技术手段，成功地制造出300～400MW超临界两缸两排汽凝汽式汽轮机，各项经济、技术指标都达到设计要求，取得了预期的效果。与同功率的亚临界汽轮机相比，热效率提高了5％左右，机组结构紧凑，占地面积小，可降低基建投资，经济效果显著，并且可以在发电的同时向外提供工业蒸汽或采暖蒸汽。
下面以350MW机组为例，详细说明本发明。
附图说明
图1是本汽轮机的装配全图
图2是自润滑滑块结构及其装配关系示意图
图3是中压转子第一级叶轮冷却结构图
具体实施方式
参见图1：本机组为350MW超临界、一次中间再热、单轴、双缸双排汽、冲动式、凝汽式汽轮机机组。机组的蒸汽参数高，主蒸汽压力/温度/再热温度达到24.2MPa/566℃/566℃。
它主要由一个高中压缸2、一个低压缸4、前轴承箱1、中间轴承箱3、盘车箱5组成。
高中压部分采用合缸结构，高压部分为双层缸。主蒸汽、再热蒸汽分别从汽缸中部进入，前者流向机头，后者流向机尾。
低压缸采用双分流三层缸结构。全机有两个轴承箱，均为焊接结构。机组有两个死点，分设在中间轴承中心线偏机尾附近及低压进汽中心附近。
高压主汽调节阀布置于机头运行层以下，中压联合汽阀布置于机组两侧并座落在高中压基础框架之内。高压阀采用刚性吊架支承，中压联合汽阀采用浮动式支承。
通流部分：高压一个调节级，10个压力级；中压6个压力级；低压2×7个压力级。总级数31级。喷嘴室静叶自带冠，斜置叶片，上、下半由螺栓联结，高中压采用SCH层流导叶和HV动叶，低压采用CUC弯曲导叶和弯扭动叶。
高中压转子、低压转子均为整锻转子，支承在4个支持轴承上。推力轴承及中间轴承均布置在中间轴承箱内。
中低压联通管带压力平衡式波纹管膨胀节，有效地避免了连通管膨胀变形。
该机组采用高中压联合启动模式和中压缸启动模式，喷嘴配汽。
该机组采用三个高压加热器、一个除氧器、四个低压加热器共八级回热系统。
本发明主要有如下特点：
1.为了提高中压转子的热疲劳强度，中压转子进汽处采用叶轮冷却结构。参见图3：冷却蒸汽引自高压缸HP第5级后蒸汽，通过冷却汽流管路上针形阀K开度调节流量，冷却蒸汽与中压一级前高温蒸汽混和后形成低温冷却蒸汽，进入低压缸IP，对中压转子第一级叶轮L表面进行冷却。冷却蒸汽可使中压转子第一级叶轮表面温度不超过520℃，大大降低了转子的热应力，提高了中压转子的热疲劳强度。
2.为了保证高温部件在超临界参数下有足够的强度，高温部件分别采用了高温力学性能良好的铸钢件或锻件，这些铸钢件或锻件用耐热温度大于570℃的高温合金钢制成，使机组在高参数下能安全可靠地运行。
3.为了简化前轴承箱支承滑块的润滑结构，本发明采用自润滑滑块，参见图2，前轴承箱1支承于自润滑滑块6上，自润滑滑块6支承于钢台板基架7上。当汽缸膨胀时，前轴承箱1可在自润滑滑块6上滑动。自润滑滑块在机组运行时不需用添加其它任何润滑剂，既保证了机组膨胀顺畅，又简化了滑块结构。
另外，为了减小汽缸螺栓热应力，在汽缸法兰及法兰螺栓孔内设有蒸汽内流冷却流道，对汽缸螺栓加热，以缩小与气缸的温差，减小汽缸螺栓的热应力。
本机组可在发电的同时，向外界提供工业蒸汽，工业抽汽装置设在中压第6级后，抽汽压力0.9-1.1Mpa；抽汽流量400t/h。设计按照以热定电的原则，热负荷、电负荷关联调节，多发电则少抽汽，多抽汽则少发电。
对上述机组的通流部分稍加改进，可在发电的同时，向外界提供采暖蒸汽，通流部分的改进方案是：高压一个调节级，9个压力级；中压7个压力级；低压2×5个压力级；总级数27级。采暖抽汽仍按照以热定电的原则设计。
Claims (10)
1.一种300～400MW超临界两缸两排汽凝汽式汽轮机，包括顺序布置的前轴承箱、高中压缸、中间轴承箱、低压缸、盘车箱；所述高中压缸是双层缸，所述低压缸是三层缸；所述高中压缸内布置有高中压转子，低压缸内布置有低压转子，所有转子是同轴结构；各转子都具有多级动叶片，各汽缸内有与各级动叶片对应的隔板；所述中压缸的出汽口与低压缸的进汽口之间有连通管；所述前轴承箱设有支承滑块，该滑块与轴承箱轴向滑动配合；该机高压通流为反流，中压通流为顺流，低压通流双分流；其特征在于：所述高中压转子中压进汽处设有叶轮冷却结构，冷却蒸汽引自高压缸。
2.根据权利要求1所述的300～400MW超临界两缸两排汽凝汽式汽轮机，其特征在于：所述冷却蒸汽引自高压缸5级后蒸汽，通过调节冷却汽流管路上阀门开度对中压第一级叶轮进行冷却。
3.根据权利要求1所述的300～400MW超临界两缸两排汽凝汽式汽轮机，其特征在于：该机的通流级数为高压一个调节级，10个压力级；中压6个压力级；低压2×7个压力级；总级数31级。
4.根据权利要求3所述的300～400MW超临界两缸两排汽凝汽式汽轮机，其特征在于：在中压第6级后，设有工业抽汽装置，抽汽压力0.9-1.1Mpa可调；抽汽流量400t/h。
5.根据权利要求1所述的300～400MW超临界两缸两排汽凝汽式汽轮机，其特征在于：该机的通流级数为高压一个调节级，9个压力级；中压7个压力级；低压2×5个压力级；总级数27级。
6.根据权利要求5所述的300～400MW超临界两缸两排汽凝汽式汽轮机，其特征在于：在中压7级后设有采暖抽汽装置，抽汽压力0.5Mpa；抽汽流量400t/h。
7.根据权利要求1所述的300～400MW超临界两缸两排汽凝汽式汽轮机，其特征在于：所述高中压缸、高中压转子、高压、中压隔板高温部分采用耐热温度大于570℃的高温合金钢制成。
8.根据权利要求1所述的300～400MW超临界两缸两排汽凝汽式汽轮机，其特征在于：所述前轴承箱的支承滑块是自润滑滑块。
9.根据权利要求1所述的300～400MW超临界两缸两排汽凝汽式汽轮机，其特征在于：所述高压转子和中压转子的动叶片采用HV动叶片，级间隔板的导叶片采用SCH层流叶片。
10.根据权利要求1所述的300～400MW超临界两缸两排汽凝汽式汽轮机，其特征在于：所述连通管带压力平衡式波纹管膨胀节。
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