CN110986615A - 一种低压内缸落地汽轮机组凝汽器喉部结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低压内缸落地汽轮机组凝汽器喉部结构，属于火力发电厂汽轮机的技术领域，包括两端开口且呈中空结构的梯形台外壳，所述梯形台外壳的小端端口连接有喉部顶板，喉部顶板的另一侧连接有低压缸排汽接口，且梯形台外壳的内部设有与其相匹配的井架结构；所述井架结构的侧部连接至梯形台外壳的内侧壁，井架结构的一端与喉部顶板连接，另一端连接有承载架，且该承载架与梯形台外壳的内侧壁连接；还包括贯穿于梯形台外壳和井架结构的通道，该通道用于布置低压加热器，以达到在满足强度要求的同时，具有结构简单和良好的气动性能的目的。

Description

一种低压内缸落地汽轮机组凝汽器喉部结构

技术领域

本发明属于火力发电厂汽轮机的技术领域，涉及火力发电厂汽轮机凝汽器结构设计，具体而言，涉及一种低压内缸落地汽轮机组凝汽器喉部结构。

背景技术

传统的火电汽轮机低压模块落地方式为低压轴承座落于低压外缸，低压外缸直接落于汽轮机运行平台基础。随着汽轮机技术的发展，保证汽轮机轴系稳定和降低汽轮机运行平台承受的低压外缸真空载荷，减轻汽轮发电机混凝土基座的载荷，越来越多的机型低压缸采用了内缸落地，低压外缸与凝汽器喉部刚性连接。

在机组运行中凝汽器喉部内处于真空状态，低压外缸重量和低压外缸的真空载荷承载到凝汽器喉部上。由于低压缸排汽口较大，以660MW两排汽机组为例，低压缸重力载荷和真空力合力可达7450kN；巨大的大气压力对凝汽器喉部的结构强度提出了更高的要求，如果仍采用传统的凝汽器喉部结构，为满足内缸落地机型带来的高强度要求，则需要采用更粗壮的支撑杆和增加额外的支撑杆进行加强，不仅结构复杂，重量较重，在运行中应力分布不合理，凝汽器喉部的气动性能也较差。

发明内容

鉴于此，为了解决现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种低压内缸落地汽轮机组凝汽器喉部结构以达到在满足强度要求的同时，具有结构简单和良好的气动性能的目的。

本发明所采用的技术方案为：一种低压内缸落地汽轮机组凝汽器喉部结构，包括两端开口且呈中空结构的梯形台外壳，所述梯形台外壳的小端端口连接有喉部顶板，喉部顶板的另一侧连接有低压缸排汽接口，且梯形台外壳的内部设有与其相匹配的井架结构；所述井架结构的侧部连接至梯形台外壳的内侧壁，井架结构的一端与喉部顶板连接，另一端连接有承载架，且该承载架与梯形台外壳的内侧壁连接；还包括贯穿于梯形台外壳和井架结构的通道，该通道用于布置低压加热器。

进一步地，所述梯形台外壳通过两外壳侧板和两外壳端板围成。

进一步地，所述井架结构包括多个呈平行设置的主撑杆，各所述主撑杆的两端分别与所述承载架和喉部顶板连接。

进一步地，所述井架结构还包括多个结构撑杆，各所述结构撑杆构成多层网格状结构且各层网格状结构沿所述主撑杆轴线方向平行分布，所述梯形台外壳的内侧壁与各层网格状结构中各对应结构撑杆的端部连接。

进一步地，所述梯形台外壳上对称开设有第一圆孔；所述井架结构还包括多个平行布置的方形肋板，各所述方形肋板上开设有与第一圆孔相对应的第二圆孔，第一圆孔和第二圆孔构成所述通道；各所述方形肋板的侧边与所述结构撑杆连接。

进一步地，所述梯形台外壳布置有多个肋板，各个肋板位于各所述支撑杆在梯形台外壳内的投影线上，且各个肋板均与其对应的结构撑杆连接。

进一步地，相邻两所述肋板所在直线方向之间还设有中间肋板，且中间肋板与肋板相平行。

进一步地，各所述主撑杆沿所述喉部顶板所在的周向方向呈均匀分布。

进一步地，所述承载架呈网格状结构，该网格状结构包括多个H型钢和多个水平撑杆，所述水平撑杆贯穿于所述H型钢内，且各所述H型钢和各所述水平撑杆的端部均与梯形台外壳的内侧壁连接。

进一步地，各所述水平撑杆与所述结构撑杆连接，各所述H型钢与所述主撑杆连接且主撑杆的中心线、低压缸排汽接口的侧板和H型钢的几何中心线相重合。

本发明的有益效果为：

1.采用本发明所提供的低压内缸落地汽轮机组凝汽器喉部结构，能够将低压缸内缸落地机型的排汽口大载荷，通过优化设计的喉部结构进行有效的分解，并进一步通过承载架分解到凝汽器壳体内数量众多的中间管板上，改善凝汽器喉部结构的受力情况，具有结构简单、满足强度要求的同时兼有优异的气动性能的优点，进一步提升了汽轮机组的安全稳定的运行能力。

附图说明

图1是本发明提供的低压内缸落地汽轮机组凝汽器喉部结构的整体结构示意图；

图2是本发明提供的低压内缸落地汽轮机组凝汽器喉部结构的内部局部结构示意图；

图3是图2的局部剖视示意图；

附图中标注如下：

1—低压外缸，2—凝汽器喉部，3—凝汽器壳体，4—低压加热器，5—外壳侧板，6—外壳端板，7—H型钢，8—主撑杆，9—结构撑杆，10—中间肋板，11—肋板，12—方形肋板，13—喉部顶板，14—低压缸排汽接口，15—凝汽器壳体侧板，16—凝汽器壳体端板，17—凝汽器中间管板，18—水平撑杆。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义；实施例中的附图用以对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

实施例1

在本实施例中具体提供了一种低压内缸落地汽轮机组凝汽器喉部2结构，其适用于汽轮机低压缸内缸落地机型，如图1所示，从上部往下部依次布置，低压外缸1、凝汽器喉部2、凝汽器壳体3，在凝汽器喉部2上布置有低压加热器4。

上述凝汽器喉部2包括两端开口且呈中空结构的梯形台外壳，所述梯形台外壳通过两外壳侧板5和两外壳端板6围成，且外壳侧板5与外壳端板6的连接边采用焊接连接的方式。所述梯形台外壳的小端端口连接有喉部顶板13，喉部顶板13相当于构成该小端端口的内沿，喉部顶板13的另一侧连接有低压缸排汽接口14，低压缸排汽接口14由多个低压缸排汽接口侧板围成，低压缸排汽接口14与低压外缸1连接，通过低压缸排汽接口14将凝汽器喉部2与低压外缸1连通。当机组运行中低压缸内外缸间及凝汽器内部都处于真空状态，低压外缸1的真空力和低压外缸1的重量载荷通过低压缸排汽接口14传递给梯形台外壳。在梯形台外壳的内部设有与其相匹配的井架结构，即井架结构的外围形状与所述梯形台外壳的内部形状相匹配，井架结构将上述的低压外缸1的真空力和低压外缸1的重量载荷进行有效分解。

为实现对受力的有效分解，上述井架结构的侧部连接至梯形台外壳的内侧壁，井架结构的一端与喉部顶板13连接，另一端连接有承载架，且该承载架与梯形台外壳的内侧壁连接，承载架对受力提供支撑作用；还包括贯穿于梯形台外壳和井架结构的通道，该通道用于布置低压加热器4，即在凝汽器喉部2贯穿安装有低压加热器4。

为实现井架结构能够有效的分解受力以及同时具备良好的强度，所述井架结构包括多个呈平行设置且位于竖向方向上的主撑杆8，各所述主撑杆8的一端均与承载架连接，另一端连接至喉部顶板13，同时，各所述主撑杆8沿所述喉部顶板13所在的周向方向均匀分布，以实现各个主撑杆8能够均匀受力，防止出现受力不均的情况而影响整体结构的强度。

为进一步提升该井架结构在横向方向上的受力强度，各所述结构撑杆9构成多层网格状结构，各层网格状结构均与主撑杆8连接且各层网格状结构沿所述主撑杆8轴线方向平行分布，所述梯形台外壳的内侧壁与各层网格状结构中各对应结构撑杆9的端部连接，以进一步提升井架结构的整体强度，同时，各层网格状结构中位于同一竖直方向上的各个结点通过一呈竖直的结构撑杆9连接，或者，相邻两层网格状结构中位于同一竖直方向上的两个结点通过一呈竖直的结构撑杆9连接。在本实施例中，各所述结构撑杆9沿所述主撑杆8的轴线方向分布有四层，具体包括：结构撑杆9连接于相邻两主撑杆8之间、结构撑杆9与结构撑杆9连接、结构撑杆9与承载架连接以及结构撑杆9与梯形台外壳的内侧壁连接，以实现由结构撑杆9和主撑杆8共同构成井架结构，在实际应用过程中，结构撑杆9的长度根据其安装位置所需进行适应性的设置，主撑杆8采用厚壁管，而结构撑杆9相对主撑杆8壁厚薄，规格小。为进一步实现主撑杆8和结构撑杆9能够对低压外缸1的真空力和低压外缸1的重量载荷进行最佳分解，将主撑杆8的中心线、低压缸排汽接口侧板及H型钢7的几何中心线相重合设置，以提供最佳的作用力传递。

所述梯形台外壳布置有多个肋板11，各个肋板11布置在外壳侧板5和外壳端板6上，各个肋板11呈相互平行排布，各个肋板11位于各所述支撑杆在梯形台外壳内的投影线上，且各个肋板11均与其对应的结构撑杆9连接，以加强结构撑杆9在外壳侧板5或外壳端板6上的连接强度。为进一步提升外壳端板6和外壳侧板5的强度，在相邻两所述肋板11所在直线方向之间还设有中间肋板10，且中间肋板10与肋板11相平行，以通过中间肋板10进一步加强梯形台外壳的整体结构强度。

所述梯形台外壳上对称开设有第一圆孔，第一圆孔开设于外壳端板6上，两个外壳端板6上的第一圆孔位于同一圆心线上；所述井架结构还包括多个平行布置的方形肋板12，各所述方形肋板12上开设有与第一圆孔相对应的第二圆孔，第一圆孔和第二圆孔构成所述通道，第一圆孔和第二圆孔均与低压加热器4相匹配，将低压加热器4穿过该通道并实现对低压加热器4的安装和布置；各所述方形肋板12的侧边与所述结构撑杆9连接，即在安装方形肋板12的位置空间由各个所述结构撑杆9围成，同时，当方形肋板12位于所述主撑杆8的轴线方向上时，将该主撑杆8分为两段，位于上段的支撑杆分别与方形肋板12和喉部顶板13连接，位于下段的支撑杆分别与方形肋板12和承载架连接。

为进一步提升承载架的承载作用，所述承载架位于梯形台外壳的底部，且承载架呈网格状结构，该网格状结构包括多个H型钢7和多个水平撑杆18，各个H型钢7位于所述喉部顶板13的投影位置处，以实现在H型钢7与喉部顶板13之间能够连接各所述主撑杆8，各个H型钢7主要是用于对各所述主撑杆8提供底部承载作用，而在没有H型钢7的位置处则贯穿有水平撑杆18，以水平撑杆18作为辅助承载且水平撑杆18主要是为各所述结构撑杆9提供承载作用，所述水平撑杆18贯穿于所述H型钢7内，且各所述H型钢7和各所述水平撑杆18的端部均与梯形台外壳的内侧壁连接。

还包括与所述梯形台外壳连接的凝汽器壳体3，该凝汽器壳体3是与凝汽器喉部2相配套的结构，该凝汽器壳体3包括凝汽器壳体侧板15和凝汽器壳体端板16，由凝汽器壳体侧板15和凝汽器壳体端板16围成该凝汽器壳体3，在凝汽器壳体3的内部布置有多个凝汽器中间管板17，凝汽器中间管板17所述凝汽器中间管板17与所述承载架连接，各个凝汽器中间管板17呈均匀分布在凝汽器壳体3的内部空间，以保证对H型钢7提供均匀的支撑力。

本实施例所提供的低压内缸落地汽轮机组凝汽器喉部2结构的工作状态如下：

(1)在机组正常运行中，汽轮机排汽通过低压缸排汽接口14排入凝汽器喉部2扩容，再排入凝汽器壳体3与内部的换热管换热冷凝蒸汽；

(2)机组在运行中低压缸内外缸间及凝汽器内部均处于真空状态，低压外缸1的真空力和低压外缸1的重量载荷通过低压缸排汽接口14传递给凝汽器喉部2，凝汽器喉部2通过外壳侧板5、外壳端板6、H型钢7、主撑杆8、结构撑杆9、中间肋板10、肋板11、方形肋板12、喉部顶板13以及水平撑杆18将力进行分解，并传递到凝汽器壳体侧板15、凝汽器壳体端板16及凝汽器中间管板17，整个凝汽器喉部2结构的强度高且所有结构组件的载荷均处于许用载荷内，保证了机组及凝汽器的安全运行。

本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种低压内缸落地汽轮机组凝汽器喉部结构，其特征在于，包括两端开口且呈中空结构的梯形台外壳，所述梯形台外壳的小端端口连接有喉部顶板，喉部顶板的另一侧连接有低压缸排汽接口，且梯形台外壳的内部设有与其相匹配的井架结构；所述井架结构的侧部连接至梯形台外壳的内侧壁，井架结构的一端与喉部顶板连接，另一端连接有承载架，且该承载架与梯形台外壳的内侧壁连接；还包括贯穿于梯形台外壳和井架结构的通道，该通道用于布置低压加热器。

2.根据权利要求1所述的低压内缸落地汽轮机组凝汽器喉部结构，其特征在于，所述梯形台外壳通过两外壳侧板和两外壳端板围成。

3.根据权利要求1所述的低压内缸落地汽轮机组凝汽器喉部结构，其特征在于，所述井架结构包括多个呈平行设置的主撑杆，各所述主撑杆的两端分别与所述承载架和喉部顶板连接。

4.根据权利要求3所述的低压内缸落地汽轮机组凝汽器喉部结构，其特征在于，所述井架结构还包括多个结构撑杆，各所述结构撑杆构成多层网格状结构且各层网格状结构沿所述主撑杆轴线方向平行分布，所述梯形台外壳的内侧壁与各层网格状结构中各对应结构撑杆的端部连接。

5.根据权利要求4所述的低压内缸落地汽轮机组凝汽器喉部结构，其特征在于，所述梯形台外壳上对称开设有第一圆孔；所述井架结构还包括多个平行布置的方形肋板，各所述方形肋板上开设有与第一圆孔相对应的第二圆孔，第一圆孔和第二圆孔构成所述通道；各所述方形肋板的侧边与所述结构撑杆连接。

6.根据权利要求4所述的低压内缸落地汽轮机组凝汽器喉部结构，其特征在于，所述梯形台外壳布置有多个肋板，各个肋板位于各所述支撑杆在梯形台外壳内的投影线上，且各个肋板均与其对应的结构撑杆连接。

7.根据权利要求6所述的低压内缸落地汽轮机组凝汽器喉部结构，其特征在于，相邻两所述肋板所在直线方向之间还设有中间肋板，且中间肋板与肋板相平行。

8.根据权利要求3所述的低压内缸落地汽轮机组凝汽器喉部结构，其特征在于，各所述主撑杆沿所述喉部顶板所在的周向方向呈均匀分布。

9.根据权利要求4所述的低压内缸落地汽轮机组凝汽器喉部结构，其特征在于，所述承载架呈网格状结构，该网格状结构包括多个H型钢和多个水平撑杆，所述水平撑杆贯穿于所述H型钢内，且各所述H型钢和各所述水平撑杆的端部均与梯形台外壳的内侧壁连接。

10.根据权利要求9所述的低压内缸落地汽轮机组凝汽器喉部结构，其特征在于，各所述水平撑杆与所述结构撑杆连接，各所述H型钢与所述主撑杆连接且主撑杆的中心线、低压缸排汽接口的侧板和H型钢的几何中心线相重合。

Images