CN107023332A - 一种汽轮机内外缸的顺流冷却降温方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽轮机内外缸的顺流冷却降温方法，包括以下步骤：步骤A：将甲自动主汽阀和乙自动主汽阀并联，用于控制汽轮机进汽，并能在紧急状态下快速关闭、截断进汽；步骤B：将进气口、并联的甲自动主汽阀和乙自动主汽阀、疏水阀一、高压缸、排气口一和逆止阀一依次连通，疏水阀的基本作用是将蒸汽系统中的凝结水、空气和二氧化碳气体尽快排出；步骤C：将进气口、疏水阀二和中压缸依次连通；步骤D：将进气口、低压缸和真空破坏阀依次连通，真空破坏阀是一种安全阀。本发明顺流冷却时，传热温差大，有较大的进汽量，对转子、汽缸冷却比较均匀，进气口连接有多个进气通道，即进气区分级较多，便于监视和控制冷却速率。

Description

一种汽轮机内外缸的顺流冷却降温方法

技术领域

本发明涉及冷却系统，具体涉及一种汽轮机内外缸的顺流冷却降温方法。

背景技术

汽轮机是能将蒸汽热能转化为机械功的外燃回转式机械。来自锅炉的蒸汽进入汽轮机后，依次经过一系列环形配置的喷嘴和动叶，将蒸汽的热能转化为汽轮机转子旋转的机械能。蒸汽在汽轮机中，以不同方式进行能量转换，便构成了不同工作原理的汽轮机。汽轮机种类很多，根据结构、工作原理、热力性能、用途、气缸数目的不同有多种分类方法。按结构可分为单级汽轮机和多级汽轮机；各级装在一个汽缸内的单缸汽轮机，和各级分装在几个汽缸内的多缸汽轮机；各级装在一根轴上的单轴汽轮机，和各级装在两根平行轴上的双轴汽轮机等；按工作原理可分为蒸汽主要在各级喷嘴(或静叶)中膨胀的冲动式汽轮机；蒸汽在静叶和动叶中都膨胀的反动式汽轮机；以及蒸汽在喷嘴中膨胀后的动能在几列动叶上加以利用的速度级汽轮机；按热力特性可分为凝汽式、供热式、背压式、抽汽式和饱和蒸汽汽轮机等类型，凝汽式汽轮机排出的蒸汽流入凝汽器，排汽压力低于大气压力，因此具有良好的热力性能，是最为常用的一种汽轮机；供热式汽轮机既提供动力驱动发电机或其他机械，又提供生产或生活用热，具有较高的热能利用率；背压式汽轮机的排汽压力大于大气压力的汽轮机；抽汽式汽轮机是能从中间级抽出蒸汽供热的汽轮机；饱和蒸汽轮机是以饱和状态的蒸汽作为新蒸汽的汽轮机；按用途可分为电站汽轮机、工业汽轮机、船用汽轮机等；按汽缸数目可分为单缸汽轮机、双缸汽轮机和多缸汽轮机；另外还可按照蒸汽初压(低压、中压、高压、超高压、亚临界、超临界、超超临界)、排列方式(单轴、双轴)等进行分类。

现代高参数大容量机组汽轮机内外缸外部都具有绝热性能良好的保温层，这对加强汽轮机内外缸保温减少散热损失效果十分显著，但在检修停机后自然冷却过程中，由于汽轮机内外缸散热条件较差、蓄热量大、汽轮机内外缸壁温下降较慢，需要很长的冷却时间.随着电力技术的发展，自动化水平的提高，我国大型机组大都配置了功能强大的分散控制系统(DCS)和数字电液控制系统(DEH)，并且使用状况都非常好，在DEH给定值(即负荷、汽温、汽压)指令下都能均匀地调节汽温、汽压及机组出力.因此，现在很多电厂在大小修前都采用滑参数停机来降低汽轮机内外缸温度水平，使汽轮机内外缸温度降到最低，以便及时开工检修，缩短检修工期.但是，在滑参数停机过程中，汽轮机内外缸夹层冷却汽源如果选择不当，就达不到理想效果，严重时会使汽轮机内外缸金属壁温受到热冲击产生裂纹.现在滑参数停机，已经普遍应用于大容量汽轮机组.由于机组容量大、参数高、尺寸大，且普遍采用硅酸钙、硅酸铝等优质保温材料，由此带来了机组停机后，自然冷却速度减慢，延长了机组检修开缸时间等问题。除去机组正常大、小修需要停机冷却外，由于机组本身设备质量存在缺陷较多，因此临检亦较多，每次停机都让其自然冷却，势必使机组时可用率受到很大的影响，从而也影响了大机组优越性的正常发挥，故需要对气流极进行强制冷却。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是汽轮机内外缸自然冷却速度缓慢，影响工作效率的问题，目的在于提供一种汽轮机内外缸的顺流冷却降温方法，解决上述问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种汽轮机内外缸的顺流冷却降温方法，包括以下步骤：

步骤A：将甲自动主汽阀和乙自动主汽阀并联，甲自动主汽阀和乙自动主汽阀用于控制汽轮机进汽，并能在紧急状态下快速关闭、截断进汽，自动主汽阀的作用是在汽轮机保护装置动作后，迅速切断汽轮机的进汽并使汽轮机停止运行。因此，它是保护装置的执行元件。为了保证安全，要求自动主汽阀动作迅速，并关闭严密，对于高压汽轮机来说，在正常进汽参数和排汽压力的情况下，自动主汽阀关闭后，调节阀全开，汽轮机转速应能够降低到1000r/min以下。自汽轮机保护系统动作到主汽阀完全关闭的时间，通常要求不大于0.5～0.8s。通常主汽阀都是以油压开启，而以弹簧力来关闭，这样的设计是因为在任何事故情况下，包括在油源断绝时，自动主汽阀仍应能迅速关闭；

步骤B：将进气口、并联的甲自动主汽阀和乙自动主汽阀、疏水阀一、高压缸、排气口一和逆止阀一依次连通，疏水阀的基本作用是将蒸汽系统中的凝结水、空气和二氧化碳气体尽快排出；同时最大限度地自动防止蒸汽的泄漏。蒸汽疏水阀安装在蒸汽加热设备与凝结水回水集管之间。阀门全开时，凝结水进入疏水阀后充满阀体，然后通过全开阀门排至回水集管，蒸汽也进入疏水阀，产生浮力，直到完全关闭阀门。空气和二氧化碳气体聚集在疏水阀的顶部，都会因疏水阀的散热而凝结。凝结水位不断升高，直到能够克服压差，打开阀门。疏水阀阀门开始打开，作用在阀瓣上的压差就会减小，使阀门全开，积聚在疏水阀顶部的不凝性气体先排出，然后凝结水排出，凝结水排放的同时，蒸汽重新开始进入疏水阀，新的一个周期又开始了；逆止阀是指依靠介质本身流动而自动开、闭阀瓣，用来防止介质倒流的阀门，又称止回阀、单向阀、逆流阀、和背压阀，逆止阀属于一种自动阀门，其主要作用是防止介质倒流、防止泵及驱动电动机反转，以及容器介质的泄放，逆止阀还可用于给其中的压力可能升至超过系统压的辅助系统提供补给的管路上，逆止阀主要可分为依重心旋转的旋启式逆止阀与沿轴线移动的升降式逆止阀；

步骤C：将进气口、疏水阀二和中压缸依次连通；

步骤D：将进气口、低压缸和真空破坏阀依次连通，真空破坏阀是一种安全阀。主要用于容器或管道中，在管道或容器因系统运行或停止而产生负压或真空逐步升高时，该阀能自动开启，破坏真空效应，使管道及其它设备不至产生瘪、凹裂等现象，以保护设备的安全。通常安装在容器罐上或者管道上方起吸气破坏真空的作用，当容器或者管道的压力低于设计压力时，由于管道内真空作用下，安装在阀瓣上面的弹簧开始工作，阀瓣垂直往下打开，此时外面的大气进入容器中，破坏真空。

进一步地，所述逆止阀一为摇摆式逆止阀，摇摆式逆止阀常用在水泵出口，也就是阀芯悬挂在销轴上，当水泵启动后，水推动阀芯打开，向外供水。当水泵停泵后，逆止阀的阀芯在重力和管道内压力的作用下关闭，防止管道内的水倒回水泵内。

进一步地，所述疏水阀一和疏水阀二为四并一疏水阀。

进一步地，还包括设置在步骤D之后的步骤E，所述步骤E：将进气口、逆止阀二和排气口二依次连通。

进一步地，还包括设置在步骤E之后的步骤F，所述步骤F：将法兰混温箱、法兰、法兰集气箱、凝汽器一依次连接，并将凝汽器一连接在所述进气口与逆止阀二之间的管道上。

进一步地，还包括设置在步骤F之后的步骤G，所述步骤G：将汽缸加热混温箱和凝汽器二连接在所述甲自动主汽阀和乙自动主汽阀与所述疏水阀一之间的管道上。

进一步地，还包括设置在步骤D之后的步骤H，所述步骤H：将抽气器连接在低压缸上，大部分空气进入低压缸，经真空破坏阀放空气，必要时可开抽气器抽出，少部分空气经逆止阀二的排气口二排入大气。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明一种汽轮机内外缸的顺流冷却降温方法，顺流冷却时，传热温差大，有较大的进汽量，对转子、汽缸冷却比较均匀，进气口连接有多个进气通道，即进气区分级较多，便于监视和控制冷却速率。

2、本发明一种汽轮机内外缸的顺流冷却降温方法，采用压缩空气强迫冷却时，由于空气对流换热系数小且无相变换热，因而冷却过程比较和缓，空气人口处金属和空气温差较小，不易发生急剧冷却，不会造成较大的热应力，安全且易于控制。

3、本发明一种汽轮机内外缸的顺流冷却降温方法，进气点较多，不受抽气器容量的限制，空气流量大，冷却后期效果好，因此，转子轴封弹性槽受到热应力冲击减小，可以延长使用寿命。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-进气口，2-甲自动主汽阀，3-乙自动主汽阀，4-疏水阀一，5-高压缸，6-排气口一，7-逆止阀一，8-疏水阀二，9-中压缸，10-低压缸，11-真空破坏阀，12-抽气器，13-逆止阀二，14-排气口二，15-法兰混温箱，16-法兰，17-法兰集气箱，18-凝汽器一，19-汽缸加热混温箱，20-凝汽器二。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1所示，本发明一种汽轮机内外缸的顺流冷却降温方法，包括以下步骤：

步骤A：将甲自动主汽阀2和乙自动主汽阀3并联，甲自动主汽阀2和乙自动主汽阀3用于控制汽轮机进汽，并能在紧急状态下快速关闭、截断进汽，自动主汽阀的作用是在汽轮机保护装置动作后，迅速切断汽轮机的进汽并使汽轮机停止运行。因此，它是保护装置的执行元件。为了保证安全，要求自动主汽阀动作迅速，并关闭严密，对于高压汽轮机来说，在正常进汽参数和排汽压力的情况下，自动主汽阀关闭后，调节阀全开，汽轮机转速应能够降低到1000r/min以下。自汽轮机保护系统动作到主汽阀完全关闭的时间，通常要求不大于0.5～0.8s。通常主汽阀都是以油压开启，而以弹簧力来关闭，这样的设计是因为在任何事故情况下，包括在油源断绝时，自动主汽阀仍应能迅速关闭；

步骤B：将进气口1、并联的甲自动主汽阀2和乙自动主汽阀3、疏水阀一4、高压缸5、排气口一6和逆止阀一7依次连通，疏水阀的基本作用是将蒸汽系统中的凝结水、空气和二氧化碳气体尽快排出；同时最大限度地自动防止蒸汽的泄漏。蒸汽疏水阀安装在蒸汽加热设备与凝结水回水集管之间。阀门全开时，凝结水进入疏水阀后充满阀体，然后通过全开阀门排至回水集管，蒸汽也进入疏水阀，产生浮力，直到完全关闭阀门。空气和二氧化碳气体聚集在疏水阀的顶部，都会因疏水阀的散热而凝结。凝结水位不断升高，直到能够克服压差，打开阀门。疏水阀阀门开始打开，作用在阀瓣上的压差就会减小，使阀门全开，积聚在疏水阀顶部的不凝性气体先排出，然后凝结水排出，凝结水排放的同时，蒸汽重新开始进入疏水阀，新的一个周期又开始了；逆止阀是指依靠介质本身流动而自动开、闭阀瓣，用来防止介质倒流的阀门，又称止回阀、单向阀、逆流阀、和背压阀，逆止阀属于一种自动阀门，其主要作用是防止介质倒流、防止泵及驱动电动机反转，以及容器介质的泄放，逆止阀还可用于给其中的压力可能升至超过系统压的辅助系统提供补给的管路上，逆止阀主要可分为依重心旋转的旋启式逆止阀与沿轴线移动的升降式逆止阀；

步骤C：将进气口1、疏水阀二8和中压缸9依次连通；

步骤D：将进气口1、低压缸10和真空破坏阀11依次连通，真空破坏阀是一种安全阀。主要用于容器或管道中，在管道或容器因系统运行或停止而产生负压或真空逐步升高时，该阀能自动开启，破坏真空效应，使管道及其它设备不至产生瘪、凹裂等现象，以保护设备的安全。通常安装在容器罐上或者管道上方起吸气破坏真空的作用，当容器或者管道的压力低于设计压力时，由于管道内真空作用下，安装在阀瓣上面的弹簧开始工作，阀瓣垂直往下打开，此时外面的大气进入容器中，破坏真空。

顺流冷却时，传热温差大，进气口连接有多个进气通道，有较大的进汽量，对转子、汽缸冷却比较均匀，进气区分级较多，便于监视和控制冷却速率，采用压缩空气强迫冷却时，由于空气对流换热系数小且无相变换热，因而冷却过程比较和缓，空气人口处金属和空气温差较小，不易发生急剧冷却，不会造成较大的热应力，安全且易于控制。

实施例2

本实施例是在实施例1的基础上，对本发明作出进一步说明。

如图1所示，本发明一种汽轮机内外缸的顺流冷却降温方法，逆止阀一7为摇摆式逆止阀，摇摆式逆止阀常用在水泵出口，也就是阀芯悬挂在销轴上，当水泵启动后，水推动阀芯打开，向外供水。当水泵停泵后，逆止阀的阀芯在重力和管道内压力的作用下关闭，防止管道内的水倒回水泵内。

实施例3

本实施例是在实施例1的基础上，对本发明作出进一步说明。

如图1所示，本发明一种汽轮机内外缸的顺流冷却降温方法，还包括设置在步骤D之后的步骤E，步骤E：将进气口1、逆止阀二13和排气口二14依次连通，增加一个进气通道，使气缸冷却时有较大的进气量，分级进气便于监视和控制冷却速率。

实施例4

本实施例是在实施例1的基础上，对本发明作出进一步说明。

如图1所示，本发明一种汽轮机内外缸的顺流冷却降温方法，还包括设置在步骤E之后的步骤F，步骤F：将法兰混温箱15、法兰16、法兰集气箱17、凝汽器一18依次连接，并将凝汽器一18连接在进气口1与逆止阀二13之间的管道上，还包括设置在步骤F之后的步骤G，步骤G：将汽缸加热混温箱19和凝汽器二20连接在甲自动主汽阀2和乙自动主汽阀3与疏水阀一4之间的管道上。

法兰冷却气源从法兰混温箱15进入，经法兰16排人法兰集汽箱17，最后进入凝汽器一18：汽缸夹层冷却气源从汽缸加热混温箱19进入，经高压缸5前的甲自动主汽阀2和乙自动主汽阀3的管道进入汽缸夹层，部分气流通过疏水阀一4排人凝汽器二20，部分气流通过隔热环从高压缸5后的排气口一6排入大气。

实施例5

本实施例是在实施例1的基础上，对本发明作出进一步说明。

如图1所示，本发明一种汽轮机内外缸的顺流冷却降温方法，还包括设置在步骤D之后的步骤H，步骤H：将抽气器12连接在低压缸10上，大部分空气进入低压缸，经真空破坏阀放空气，必要时可开抽气器抽出，少部分空气经逆止阀二13的排气口二排入大气，在管道或容器因系统运行或停止而产生负压或真空逐步升高时，真空破坏阀11能自动开启，抽气器12辅助排出空气，破坏真空效应，使管道及其它设备不至产生瘪、凹裂等现象，以保护设备的安全。

以上的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种汽轮机内外缸的顺流冷却降温方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤A：将甲自动主汽阀(2)和乙自动主汽阀(3)并联；

步骤B：将进气口(1)、并联的甲自动主汽阀(2)和乙自动主汽阀(3)、疏水阀一(4)、高压缸(5)、排气口一(6)和逆止阀一(7)依次连通；

步骤C：将进气口(1)、疏水阀二(8)和中压缸(9)依次连通；

步骤D：将进气口(1)、低压缸(10)和真空破坏阀(11)依次连通。

2.根据权利要求1所述的一种汽轮机内外缸的顺流冷却降温方法，其特征在于，所述逆止阀一(7)为摇摆式逆止阀。

3.根据权利要求2所述的一种汽轮机内外缸的顺流冷却降温方法，其特征在于，所述疏水阀一(4)和疏水阀二(8)为四并一疏水阀。

4.根据权利要求1所述的一种汽轮机内外缸的顺流冷却降温方法，其特征在于，还包括设置在步骤D之后的步骤E，所述步骤E：将进气口(1)、逆止阀二(13)和排气口二(14)依次连通。

5.根据权利要求4所述的一种汽轮机内外缸的顺流冷却降温方法，其特征在于，还包括设置在步骤E之后的步骤F，所述步骤F：将法兰混温箱(15)、法兰(16)、法兰集气箱(17)、凝汽器一(18)依次连接，并将凝汽器一(18)连接在所述进气口(1)与逆止阀二(13)之间的管道上。

6.根据权利要求5所述的一种汽轮机内外缸的顺流冷却降温方法，其特征在于，还包括设置在步骤F之后的步骤G，所述步骤G：将汽缸加热混温箱(19)和凝汽器二(20)连接在所述甲自动主汽阀(2)和乙自动主汽阀(3)与所述疏水阀一(4)之间的管道上。

7.根据权利要求1所述的一种汽轮机内外缸的顺流冷却降温方法，其特征在于，还包括设置在步骤D之后的步骤H，所述步骤H：将抽气器(12)连接在低压缸(10)上。