CN110593968B - 一种汽轮机外置冷却装置及冷却装置中冷却管安装方法 - Google Patents

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Abstract

一种汽轮机外置冷却装置及冷却装置中冷却管安装方法,本发明涉及汽轮机冷却装置及冷却管安装方法,本发明的目的是为了解决现有技术汽轮机停机用内部通气式冷却系统的复杂性,而且对热空气或氮气温度要求控制精确,易出现热空气清洁度质量不合格、空气或氮气中水分清除不干净等问题使汽轮机内部件受到冲蚀或者腐蚀的问题,它包括汽轮机缸体保温层、管体支架、多个管体和多个管塞;管体支架安装在汽轮机缸体上,多对管体通过管体支架沿汽轮机缸体轴向方向依次安装在汽轮机缸体上保温层中和汽轮机缸体下保温层中,每个管体的每端分别安装有一个管塞,且每个管体的长度方向沿汽轮机缸体的周向设置。本发明用于汽轮机冷却时使用。

Description

一种汽轮机外置冷却装置及冷却装置中冷却管安装方法
技术领域
本发明涉及汽轮机冷却装置及冷却管安装方法,具体涉及一种汽轮机外置冷却装置及冷却装置中冷却管安装方法。
背景技术
现有技术中汽轮机设备利用高温蒸汽旋转,在停机后汽轮机内部依然处于高温状态,常规方式冷却到停盘车温度需要15天左右,这是一个漫长的过程,延误了机组重新启动时间。
目前采用向汽轮机内部冲热空气或热氮气的方式使汽轮机内部温度下降,但是系统复杂,对热空气或氮气温度要求控制精确,对热空气清洁度要求很高,对空气或氮气中的水分含量要求严格控制。实际运行中经常出现热空气清洁度质量不合格、空气或氮气中水分清除不干净等问题使汽轮机内部件受到冲蚀或者腐蚀,所以此方式很少采用。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术汽轮机停机用内部通气式冷却系统的复杂性,而且对热空气或氮气温度要求控制精确,易出现热空气清洁度质量不合格、空气或氮气中水分清除不干净等问题使汽轮机内部件受到冲蚀或者腐蚀的问题,进而提供一种汽轮机外置冷却装置及冷却装置中冷却管安装方法。
本发明为解决上述问题而采用的技术方案是:
它包括汽轮机缸体保温层、管体支架、多个管体和多个管塞;汽轮机缸体保温层包裹在汽轮机外壁上,汽轮机缸体保温层包括汽轮机缸体上保温层和汽轮机缸体下保温层,管体支架安装在汽轮机缸体上,多对管体通过管体支架沿汽轮机缸体轴向方向依次安装在汽轮机缸体上保温层中,多对管体通过管体支架沿汽轮机缸体轴向方向依次安装在汽轮机缸体下保温层中,多对管体是由两个相对设置的管体组成,每个管体的每端分别安装有一个管塞,且每个管体的长度方向沿汽轮机缸体的周向设置。
它包括汽轮机缸体保温层、管体支架、多个管体、多个管塞和多个电控阀门;汽轮机缸体保温层包裹在汽轮机外壁上,汽轮机缸体保温层包括汽轮机缸体上保温层和汽轮机缸体下保温层,管体支架安装在汽轮机缸体上,多对管体通过管体支架沿汽轮机缸体轴向方向依次安装在汽轮机缸体上保温层中,多对管体通过管体支架沿汽轮机缸体轴向方向依次安装在汽轮机缸体下保温层中,多对管体是由两个相对设置的管体组成,汽轮机缸体上保温层中每个管体的顶端安装有一个电控阀门,汽轮机缸体上保温层中每个管体的底端安装有一个管塞,汽轮机缸体下保温层中每个管体的顶端安装有一个管塞,汽轮机缸体下保温层中每个管体的底端安装有一个电控阀门,且每个管体的长度方向沿汽轮机缸体的周向设置。
它包括汽轮机缸体保温层、管体支架、多个鼓风机、多个管体、多个管塞和多个电控阀门;汽轮机缸体保温层包裹在汽轮机外壁上,汽轮机缸体保温层包括汽轮机缸体上保温层和汽轮机缸体下保温层,管体支架安装在汽轮机缸体上,多对管体通过管体支架沿汽轮机缸体轴向方向依次安装在汽轮机缸体上保温层中,多对管体通过管体支架沿汽轮机缸体轴向方向依次安装在汽轮机缸体下保温层中,多对管体是由两个相对设置的管体组成,汽轮机缸体上保温层中每个管体的顶端安装有一个电控阀门,汽轮机缸体上保温层中轴线每侧多个管体的底端通过管体与鼓风机出口端连接,汽轮机缸体下保温层中每个管体的顶端安装有一个管塞,汽轮机缸体下保温层中轴线每侧每个管体的底端安装有一个电控阀门,通过管体与鼓风机出口端连接。
所述方法是按照以下步骤实现的:
步骤一:按汽轮机金属温差小于110℃的要求,计算汽轮机外壁温度:根据公式
Figure GDA0003354523810000021
计算汽轮机每个位置分区上半位置的温度和每个位置分区下半的温度,式中D1为保温外径;D0为设备外径;t为设备外表温度;ta为环境温度;ts为保温层外表面温度;并根据对应温度数值设置管体入口与汽轮机缸体外壁的距离,按温度分区上半缸体外壁温度为324℃时,上半缸体外壁与管体入口距离大于111mm,温度分区上半缸体外壁温度为355℃时,上半缸体外壁与管体入口距离大于118mm,温度分区上半缸体外壁温度为380℃时,上半缸体外壁与管体入口距离大于122mm,温度分区上半缸体外壁温度为415℃时,上半缸体外壁与管体入口距离大于127mm,温度分区上半缸体外壁温度为425℃时,上半缸体外壁与管体入口距离大于130mm,按温度分区下半缸体外壁温度为324℃时,下半缸体外壁与管体入口距离大于134mm,按温度分区下半缸体外壁温度为355℃时,下半缸体外壁与管体入口距离大于142mm,按温度分区下半缸体外壁温度为380℃时,下半缸体外壁与管体入口距离大于148mm,按温度分区下半缸体外壁温度为415℃时,下半缸体外壁与管体入口距离大于154mm,按温度分区下半缸体外壁温度为425℃时,下半缸体外壁与管体入口距离大于156mm;
步骤二:安装管体:将两个管体相对设置组成一对管体,管体的长度方向沿汽轮机缸体的周向方向设置,并将多对管体通过管体支架沿汽轮机缸体轴向方向依次设置在汽轮机缸上保温层中,根据步骤一中算出分区上半温度对应汽轮机缸体外壁与管体底端管口的距离进而确定管体入口的位置,且管体出口紧贴汽轮机缸体外壁设置,将多对管体通过管体支架沿汽轮机缸体轴向方向依次设置在汽轮机缸上保温层中,根据步骤一中算出分区下半温度对应汽轮机缸体外壁与管体底端管口的距离进而确定管体底端管口的位置,且管体顶端的紧贴汽轮机缸体外壁设置。
步骤三:安装管体:将管体支架安装在汽轮机缸体外部,管体支架安装在汽轮机缸体外部的保温层中,管体支架位于汽轮机缸体上保温层中和汽轮机缸体下保温层中,将汽轮机缸体分区上半的多对管体安装在汽轮机缸体上保温层的管体支架上,将汽轮机缸体分区下半的多对管体安装在汽轮机缸体下保温层的管体支架上。
本发明的有益效果:
1、常规汽轮机内部在冷却到停盘车温度需要15天左右,延误了机组重新启动的时间。本发明主旨研制一种安全高效的汽轮机外置式快冷装置,缩短机组冷却时间。在汽轮机保温层内部布置冷却装置,由于汽轮机设备要求温差不超过110℃,以某350MW汽轮机组为例,根据公式
Figure GDA0003354523810000031
可以计算出各管入口位置,按温度分区上半温度为324℃时,上半缸体外壁与管体3入口距离大于111mm,温度分区上半温度为355℃时,上半缸体外壁与管体3入口距离大于118mm,温度分区上半温度为380℃时,上半缸体外壁与管体3入口距离大于122mm,温度分区上半温度为415℃时,上半缸体外壁与管体3入口距离大于127mm,温度分区上半温度为425℃时,上半缸体外壁与管体3入口距离大于130mm,按温度分区下半温度为324℃时,下半缸体外壁与管体3入口距离大于134mm,按温度分区下半温度为355℃时,下半缸体外壁与管体3入口距离大于142mm,按温度分区下半温度为380℃时,下半缸体外壁与管体3入口距离大于148mm,按温度分区下半温度为415℃时,下半缸体外壁与管体3入口距离大于154mm,按温度分区下半温度为425℃时,下半缸体外壁与管体3入口距离大于156mm。钢管位置逐渐接近缸体表面,在出口前与缸体表面接触,利用温度差产生密度差,从而产生空气流动动力,利用空气流动带走汽轮机热量,缩短冷却时间。另:中压缸正常运行时端部最大胀差为6mm,按冷却最大效果110℃温差计算,缸体线胀系数300℃时13×10^-6/℃,汽缸导致胀差为6mm,验算后符合胀差要求。
汽轮机在停机时,内部件存在大量的热量需要排散掉,如果此时的汽轮机直接与较冷气体接触的话,会造成金属热应力损害,严重时会产生裂纹。为减少汽轮机运行后停机时间,本发明在汽轮机外部设置快冷装置,对冷却用的空气没有水分含量、氧气含量、空气温度的限制,系统配置简单易行,安全可靠,只需要利用汽轮机原有测量原件和原有的检测系统监测即可。保温厚度按原设计进行敷设,保温效果等同于原设计,满足使用要求。
如:计算某350MW机组高中压缸运行停机后内部热量相对于室温情况热量约有27000MJ,相对于150℃热量约有18000MJ。在常规停机冷却的情况下,降到室温需要至少23天,降到150℃需要15天时间。增加本装置后,按基本设置自然流动管塞式见图3计算每天增加散热量约为1230MJ。汽轮机要求停盘车温度为150℃,按此温度计算,使用本装置后可以节约3-5天冷却时间。
国内煤电上网电价普遍大于0.36元/KWh,按照煤价804元/t计算350MW机组每天利润约为100万元。本装置每次解体检修可以节省3-5天时间,额外创造电厂利润300-500万元。采用本发明后机组在全寿命期中额外创造利润3000万元以上。
附图说明
图1是本发明汽轮机缸体上保温层安装管体3的示意图。
图2是本发明汽轮机缸体保温层2沿轴向截面安装管体3的示意图,图中管体3为自然流动管塞式示意图。
图3是本发明汽轮机缸体保温层2沿轴向截面安装管体3的示意图,图中管体3为自然流动阀门管塞式示意图。
图4是本发明汽轮机缸体保温层2沿轴向截面安装管体3的示意图,图中管体3为通过鼓风机进行强制流动式示意图。
图5为350MW汽轮机高中压合缸机组的高中压外缸温度分布示意图,图中外缸两侧最低温度为318.49℃,图中外缸最高温度为538.53℃。
具体实施方式
具体实施方式一:结合图1-图2说明本实施方式,本实施方式所述一种汽轮机外置冷却装置,它包括汽轮机缸体保温层2、管体支架5、多个管体3和多个管塞4;汽轮机缸体保温层2包裹在汽轮机外壁上,汽轮机缸体保温层2包括汽轮机缸体上保温层和汽轮机缸体下保温层,管体支架5安装在汽轮机缸体1上,多对管体3通过管体支架5沿汽轮机缸体轴向方向依次安装在汽轮机缸体上保温层中,多对管体3通过管体支架5沿汽轮机缸体轴向方向依次安装在汽轮机缸体下保温层中,多对管体3是由两个相对设置的管体3组成,每个管体3的每端分别安装有一个管塞4,且每个管体3的长度方向沿汽轮机缸体的周向设置。
具体实施方式二:结合图1-图2说明本实施方式,本实施方式所述一种汽轮机外置冷却装置,管体3为钢管,汽轮机缸体上保温层每个管体3管口的底端远离汽轮机缸体外壁设置,汽轮机缸体上保温层每个管体3管口的顶端紧贴汽轮机缸体外壁设置,汽轮机缸体下保温层每个管体3管口的顶端紧贴汽轮机缸体外壁设置,汽轮机缸体下保温层每个管体3管口的底端远离汽轮机缸体外壁设置,其它方法与具体实施方式一相同。
具体实施方式三:结合图3说明本实施方式,本实施方式所述一种汽轮机外置冷却装置,它包括汽轮机缸体保温层2、管体支架5、多个管体3、多个管塞4和多个电控阀门6;汽轮机缸体保温层2包裹在汽轮机外壁上,汽轮机缸体保温层2包括汽轮机缸体上保温层和汽轮机缸体下保温层,管体支架5安装在汽轮机缸体1上,多对管体3通过管体支架5沿汽轮机缸体轴向方向依次安装在汽轮机缸体上保温层中,多对管体3通过管体支架5沿汽轮机缸体轴向方向依次安装在汽轮机缸体下保温层中,多对管体3是由两个相对设置的管体3组成,汽轮机缸体上保温层中每个管体3的顶端安装有一个电控阀门6,汽轮机缸体上保温层中每个管体3的底端安装有一个管塞4,汽轮机缸体下保温层中每个管体3的顶端安装有一个管塞4,汽轮机缸体下保温层中每个管体3的底端安装有一个电控阀门6,且每个管体3的长度方向沿汽轮机缸体的周向设置。
具体实施方式四:结合图3说明本实施方式,本实施方式所述一种汽轮机外置冷却装置,管体3为钢管,汽轮机缸体上保温层每个管体3管口的底端远离汽轮机缸体外壁设置,汽轮机缸体上保温层每个管体3管口的顶端紧贴汽轮机缸体外壁设置,汽轮机缸体下保温层每个管体3管口的顶端紧贴汽轮机缸体外壁设置,汽轮机缸体下保温层每个管体3管口的底端远离汽轮机缸体外壁设置。其它方法与具体实施方式三相同。
具体实施方式五:结合图4说明本实施方式,本实施方式所述一种汽轮机外置冷却装置,它包括汽轮机缸体保温层2、管体支架5、多个鼓风机7、多个管体3、多个管塞4和多个电控阀门6;汽轮机缸体保温层2包裹在汽轮机外壁上,汽轮机缸体保温层2包括汽轮机缸体上保温层和汽轮机缸体下保温层,管体支架5安装在汽轮机缸体1上,多对管体3通过管体支架5沿汽轮机缸体轴向方向依次安装在汽轮机缸体上保温层中,多对管体3通过管体支架5沿汽轮机缸体轴向方向依次安装在汽轮机缸体下保温层中,多对管体3是由两个相对设置的管体3组成,汽轮机缸体上保温层中每个管体3的顶端安装有一个电控阀门6,汽轮机缸体上保温层中轴线每侧多个管体3的底端通过管体与鼓风机7出口端连接,汽轮机缸体下保温层中每个管体3的顶端安装有一个管塞4,汽轮机缸体下保温层中轴线每侧每个管体3的底端安装有一个电控阀门6,通过管体与鼓风机7出口端连接。
具体实施方式六:结合图4说明本实施方式,本实施方式所述一种汽轮机外置冷却装置,管体3为钢管,汽轮机缸体上保温层每个管体3管口的底端远离汽轮机缸体外壁设置,汽轮机缸体上保温层每个管体3管口的顶端紧贴汽轮机缸体外壁设置,汽轮机缸体下保温层每个管体3管口的顶端紧贴汽轮机缸体外壁设置,汽轮机缸体下保温层每个管体3管口的底端远离汽轮机缸体外壁设置。其它方法与具体实施方式五相同。
具体实施方式七:结合图1-图5说明本实施方式,本实施方式所述一种汽轮机外置冷却装置的冷却管安装方法,所述方法是按照以下步骤实现的:
步骤一:按汽轮机金属温差小于110℃的要求,计算汽轮机外壁温度:根据公式
Figure GDA0003354523810000061
计算汽轮机每个位置分区上半位置的温度和每个位置分区下半的温度,式中D1为保温外径;D0为设备外径;t为设备外表温度;ta为环境温度;ts为保温层外表面温度;并根据对应温度数值设置管体3入口与汽轮机缸体外壁的距离,按温度分区上半温度为324℃时,上半缸体外壁与管体3入口距离大于111mm,温度分区上半温度为355℃时,上半缸体外壁与管体3入口距离大于118mm,温度分区上半温度为380℃时,上半缸体外壁与管体3入口距离大于122mm,温度分区上半温度为415℃时,上半缸体外壁与管体3入口距离大于127mm,温度分区上半温度为425℃时,上半缸体外壁与管体3入口距离大于130mm,按温度分区下半温度为324℃时,下半缸体外壁与管体3入口距离大于134mm,按温度分区下半温度为355℃时,下半缸体外壁与管体3入口距离大于142mm,按温度分区下半温度为380℃时,下半缸体外壁与管体3入口距离大于148mm,按温度分区下半温度为415℃时,下半缸体外壁与管体3入口距离大于154mm,按温度分区下半温度为425℃时,下半缸体外壁与管体3入口距离大于156mm;
步骤二:安装管体:将两个管体3相对设置组成一对管体3,管体3的长度方向沿汽轮机缸体的周向方向设置,并将多对管体3通过管体支架5沿汽轮机缸体轴向方向依次设置在汽轮机缸上保温层中,根据步骤一中算出分区上半温度对应汽轮机缸体外壁与管体3底端管口的距离进而确定管体3入口的位置,且管体3出口紧贴汽轮机缸体外壁设置,将多对管体3通过管体支架5沿汽轮机缸体轴向方向依次设置在汽轮机缸下保温层中,根据步骤一中算出分区下半温度对应汽轮机缸体外壁与管体3底端管口的距离进而确定管体3底端管口的位置,且管体3顶端的紧贴汽轮机缸体外壁设置。
步骤三:安装管体:将管体支架5安装在汽轮机缸体1外部,管体支架5安装在汽轮机缸体外部的保温层2中,管体支架5位于汽轮机缸体上保温层中和汽轮机缸体下保温层中,将汽轮机缸体分区上半的多对管体3安装在汽轮机缸体上保温层的管体支架5上,将汽轮机缸体分区下半的多对管体3安装在汽轮机缸体下保温层的管体支架5上。
实施例
按照某一台350MW汽轮机高中压合缸机组(图5)计算高中压缸的停机时的总热容量,由于不同材料在不同温度下比热容不同,汽轮机的不同部位的停机温度不同,高中压外缸温度分布见图5,所以对所有部件按照温度分区计算分区热容,累加后的高中压热容为:相对于室温25℃情况热量约有27*10^6kJ需要排散,相对于150℃热量约有18*10^6kJ需要排散。同样高中压外缸温度各区不一致,在保温层的影响下各区散热量不同,根据公式
Figure GDA0003354523810000071
式中,D1为保温外径;D0为设备外径;t为设备外表温度;ta为环境温度;λ为保温材料导热率;α为保温外表面传热系数;计算各区外表面散热量,累加情况可以得到保温层外表面合计散热效果为13.28KW。根据总热量和散热量可以计算出这些热量如果正常排散计算分别至少需要23天和15天。
为了加快高中压缸的散热效果,本装置在汽轮机的保温层内部设置钢管,按照散热量需求布置钢管,在汽轮机组停机时打开钢管上下部的进排气口,让空气通过钢管带走保温层内的热量,从而加快整个汽缸的散热速度。由于汽缸外表面处于高温情况,钢管入口不能距离缸体过近,否则汽轮机缸体会出现温度梯度过大的情况,对汽轮机产生损害,汽轮机行业要求温差小于110℃。再根据公式
Figure GDA0003354523810000072
式中D1为保温外径;D0为设备外径;t为设备外表温度;ta为环境温度;ts为保温层外表面温度,按温度分区上半温度为324℃时,上半缸体外壁与管体3入口距离大于111mm,温度分区上半温度为355℃时,上半缸体外壁与管体3入口距离大于118mm,温度分区上半温度为380℃时,上半缸体外壁与管体3入口距离大于122mm,温度分区上半温度为415℃时,上半缸体外壁与管体3入口距离大于127mm,温度分区上半温度为425℃时,上半缸体外壁与管体3入口距离大于130mm,按温度分区下半温度为324℃时,下半缸体外壁与管体3入口距离大于134mm,按温度分区下半温度为355℃时,下半缸体外壁与管体3入口距离大于142mm,按温度分区下半温度为380℃时,下半缸体外壁与管体3入口距离大于148mm,按温度分区下半温度为415℃时,下半缸体外壁与管体3入口距离大于154mm,按温度分区下半温度为425℃时,下半缸体外壁与管体3入口距离大于156mm。管道距缸体的距离要求前部仅对空气进行预热,随着空气在管道中的流动,空气的温度会逐渐增加,在管道出口时温度可以增加到接近外缸温度,从而最大程度的带走汽轮机热量。此种敷设方式可以加大缸体上部的吸热量,使缸体内部上半的气体温度偏低,促进缸体内部气体的对流情况,提高缸体内部件的换热效果。
按本350MW机组缸体半径计算管道敷设长度约为1880mm,假设管道设置为Φ34×1.5的管道,可根据公式hg(ρ12)=ΔP1+ΔP2,其中
Figure GDA0003354523810000081
ρ=0.001293g/cm^3,钢管压损
Figure GDA0003354523810000082
,管道摩擦系数
Figure GDA0003354523810000083
,并假设雷诺数为2320,即
Figure GDA0003354523810000084
,可计算出压差为3.3478Pa,得到流速为1.725m/s,式中h为介质空气进出口高度差;g为重力加速度;ρ1为室温空气密度;ρ2为管内空气平均密度;ΔP1为外部空气阻力、ΔP2为内部空气阻力和ΔP为管道总压损,ρ为标态空气密度;αp为定压膨胀系数;ρt为t温度下空气密度;H为水银柱高度;ω为介质空气流速;ξt为总阻力系数,υ为介质比容;λ1为钢管摩擦系数;Re为雷诺数;μ为介质空气动力粘度;Di为钢管内径;将流速再次进行迭代,可以修正流速为1.5m/s。查出空气在运行温度下的平均定压比热容为1.02557kJ/kg℃,根据流速可以计算出单管换热量为0.357KJ/s,计算出最高散热量为28.56KW,最低散热量为7.46KW,平均散热量为18.01KW,刚停机时由于泊松效应,需要等待12小时左右涨差平稳到运行值,缸体总长约为4400mm,为了便于钢管和保温安装,钢管净间距可按大于150mm考虑,假设设置80根钢管,布置在上下半缸体,每半缸体单侧20根钢管,根据缸体尺寸计算出平均设置距离为210mm,根据温度分布情况和散热需求,计算出缸体中部钢管布置间距为190mm,缸体两端钢管布置间距为220mm,详见图2,综上采用外置冷却装置散热效果优于机组停机自然冷却,综合外置冷却装置散热和保温自然散热效果降温到150℃至少可以节省3-5天的散热时间。
再根据公式
Figure GDA0003354523810000085
可以计算出在原保温设计的情况下,增加快冷装置的局部保温层仍能够满足汽轮机保温要求,即外表面温度不高于50℃,并在室温20℃时温差不大于27℃。如果需要得到原保温效果,可以在增加快冷装置处局部加厚保温,达到原保温厚度。
一种外径为2400mm的高中压缸的冷却管入口3与汽轮机缸体外壁距离表格
Figure GDA0003354523810000091
Figure GDA0003354523810000101
Figure GDA0003354523810000111

Claims (4)

1.一种汽轮机外置冷却装置,其特征在于:它包括汽轮机缸体保温层(2)、管体支架(5)、多个管体(3)和多个管塞(4);汽轮机缸体保温层(2)包裹在汽轮机缸体外壁上,汽轮机缸体保温层(2)包括汽轮机缸体上保温层和汽轮机缸体下保温层,管体支架(5)安装在汽轮机缸体(1)上,第一组多对管体(3)通过管体支架(5)沿汽轮机缸体轴向方向依次安装在汽轮机缸体上保温层中,第二组多对管体(3)通过管体支架(5)沿汽轮机缸体轴向方向依次安装在汽轮机缸体下保温层中,多对管体(3)是由两个相对设置的管体(3)组成,每个管体(3)的每端分别安装有一个管塞(4),且每个管体(3)的长度方向沿汽轮机缸体的周向设置,管体(3)为钢管,汽轮机缸体上保温层每个管体(3)管口的底端远离汽轮机缸体外壁设置,汽轮机缸体上保温层每个管体(3)管口的顶端紧贴汽轮机缸体外壁设置,汽轮机缸体下保温层每个管体(3)管口的顶端紧贴汽轮机缸体外壁设置,汽轮机缸体下保温层每个管体(3)管口的底端远离汽轮机缸体外壁设置。
2.一种汽轮机外置冷却装置,其特征在于:它包括汽轮机缸体保温层(2)、管体支架(5)、多个管体(3)、多个管塞(4)和多个电控阀门(6);汽轮机缸体保温层(2)包裹在汽轮机缸体外壁上,汽轮机缸体保温层(2)包括汽轮机缸体上保温层和汽轮机缸体下保温层,管体支架(5)安装在汽轮机缸体(1)上,第一组多对管体(3)通过管体支架(5)沿汽轮机缸体轴向方向依次安装在汽轮机缸体上保温层中,第二组多对管体(3)通过管体支架(5)沿汽轮机缸体轴向方向依次安装在汽轮机缸体下保温层中,多对管体(3)是由两个相对设置的管体(3)组成,汽轮机缸体上保温层中每个管体(3)的顶端安装有一个电控阀门(6),汽轮机缸体上保温层中每个管体(3)的底端安装有一个管塞(4),汽轮机缸体下保温层中每个管体(3)的顶端安装有一个管塞(4),汽轮机缸体下保温层中每个管体(3)的底端安装有一个电控阀门(6),且每个管体(3)的长度方向沿汽轮机缸体的周向设置,管体(3)为钢管,汽轮机缸体上保温层每个管体(3)管口的底端远离汽轮机缸体外壁设置,汽轮机缸体上保温层每个管体(3)管口的顶端紧贴汽轮机缸体外壁设置,汽轮机缸体下保温层每个管体(3)管口的顶端紧贴汽轮机缸体外壁设置,汽轮机缸体下保温层每个管体(3)管口的底端远离汽轮机缸体外壁设置。
3.一种汽轮机外置冷却装置,其特征在于:它包括汽轮机缸体保温层(2)、管体支架(5)、多个鼓风机(7)、多个管体(3)、多个管塞(4)和多个电控阀门(6);汽轮机缸体保温层(2)包裹在汽轮机缸体外壁上,汽轮机缸体保温层(2)包括汽轮机缸体上保温层和汽轮机缸体下保温层,管体支架(5)安装在汽轮机缸体(1)上,第一组多对管体(3)通过管体支架(5)沿汽轮机缸体轴向方向依次安装在汽轮机缸体上保温层中,第二组多对管体(3)通过管体支架(5)沿汽轮机缸体轴向方向依次安装在汽轮机缸体下保温层中,多对管体(3)是由两个相对设置的管体(3)组成,汽轮机缸体上保温层中每个管体(3)的顶端安装有一个电控阀门(6),汽轮机缸体上保温层中轴线每侧每个管体(3)的底端与鼓风机(7)出口端连接,汽轮机缸体下保温层中每个管体(3)的顶端安装有一个管塞(4),汽轮机缸体下保温层中轴线每侧每个管体(3)的底端安装有一个电控阀门(6),通过管体与鼓风机(7)出口端连接,管体(3)为钢管,汽轮机缸体上保温层每个管体(3)管口的底端远离汽轮机缸体外壁设置,汽轮机缸体上保温层每个管体(3)管口的顶端紧贴汽轮机缸体外壁设置,汽轮机缸体下保温层每个管体(3)管口的顶端紧贴汽轮机缸体外壁设置,汽轮机缸体下保温层每个管体(3)管口的底端远离汽轮机缸体外壁设置。
4.一种汽轮机外置冷却装置的冷却管安装方法,其特征在于:所述方法是按照以下步骤实现的:
步骤一:按汽轮机金属温差小于110℃的要求,计算汽轮机缸体外壁温度:根据公式
Figure FDA0003528535130000021
计算汽轮机每个位置分区上半的温度和每个位置分区下半的温度,式中D1为保温层外径;D0为汽轮机缸体外径;t为汽轮机缸体外壁温度;ta为环境温度;ts为保温层外表面温度,λ为保温材料导热率;α为保温层外表面传热系数;并根据对应温度数值设置管体(3)底端管口与汽轮机缸体外壁的距离,按温度分区上半温度为324℃时,上半缸体外壁与管体(3)底端管口距离大于111mm,温度分区上半温度为355℃时,上半缸体外壁与管体(3)底端管口距离大于118mm,温度分区上半温度为380℃时,上半缸体外壁与管体(3)底端管口距离大于122mm,温度分区上半温度为415℃时,上半缸体外壁与管体(3)底端管口距离大于127mm,温度分区上半温度为425℃时,上半缸体外壁与管体(3)底端管口距离大于130mm,按温度分区下半温度为324℃时,下半缸体外壁与管体(3)底端管口距离大于134mm,按温度分区下半温度为355℃时,下半缸体外壁与管体(3)底端管口距离大于142mm,按温度分区下半温度为380℃时,下半缸体外壁与管体(3)底端管口距离大于148mm,按温度分区下半温度为415℃时,下半缸体外壁与管体(3)底端管口距离大于154mm,按温度分区下半温度为425℃时,下半缸体外壁与管体(3)底端管口距离大于156mm;
步骤二:安装管体:将两个管体(3)相对设置组成一对管体(3),管体(3)的长度方向沿汽轮机缸体的周向方向设置,并将第一组多对管体(3)通过管体支架(5)沿汽轮机缸体轴向方向依次设置在汽轮机缸体上保温层中,根据步骤一中算出位置分区上半的温度对应汽轮机缸体外壁与管体(3)底端管口的距离进而确定管体(3)底端管口的位置,且管体(3)顶端管口紧贴汽轮机缸体外壁设置,将第一组多对管体(3)通过管体支架(5)沿汽轮机缸体轴向方向依次设置在汽轮机缸体下保温层中,根据步骤一中算出位置分区下半的温度对应汽轮机缸体外壁与管体(3)底端管口的距离进而确定管体(3)底端管口的位置,且管体(3)顶端紧贴汽轮机缸体外壁设置;
步骤三:安装管体:将管体支架(5)安装在汽轮机缸体(1)外部,管体支架(5)安装在汽轮机缸体外部的保温层(2)中,管体支架(5)位于汽轮机缸体上保温层中和汽轮机缸体下保温层中,将汽轮机缸体上保温层的第一组多对管体(3)安装在汽轮机缸体上保温层的管体支架(5)上,将汽轮机缸体下保温层的第二组多对管体(3)安装在汽轮机缸体下保温层的管体支架(5)上。
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