CN1136131A - 一种汽轮机停机以后快速冷却的方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种汽轮机停机以后快速冷却的方法。它的目的就是汽轮机停机以后安全、快速、方便地冷却汽轮机，缩短冷却时间，尽早开工检修提前工期，多发电。

本发明有高温介质和低温介质，它们在喷射式混合器里混合后进到汽轮机进行冷却，改变混合物中高温介质和低温介质的比例就可以改变混合器出口混合物的温度，使冷却用的混合物的温度与汽轮机金属温度相匹配，喷射式混合器它是由喷管、混合室、扩压管等组成。

Description

一种汽轮机停机以后快速冷却的方法

本发明是一种汽轮机停机以后快速冷却的方法。它涉及火电厂汽轮机运行与检修，特别是运行。现代汽轮机往高参数大容量方向发展，机体热容量大且保温良好，所以停机后机体自然冷却很慢，如100兆瓦机组额定参数停机以后，自然冷却需要的时间为90小时，160兆瓦机组需要的时间为144小时或更长，温降速度每分种才0.1℃，汽轮机停机捡修时机体金属温度降到150℃方可开工，这样温度降到这个水平需好几天，影响了检修开工，增加了停机时间，降低了设备利用率，200兆瓦机组晚一天并网发电影响杜会效益1200万元。实际上，汽缸金属允许温降速度每分钟可达1℃，这说明加快汽缸冷却速度大有潜力。

现代汽轮机是非常庞大又非常精密的设备，汽轮机停机以后冷却太快会产生有害的热应力、热变形，容易发生动静部分碰撞和磨损，冷却太慢，影响整个冷却时间，影响发电，所以保证机组安全可靠性的前提下，缩短冷却时间，提高设备利用率和经济性是一项重要的研究课题。人们为了解决这个问题，缩短冷却时间，尽早开工检修，进行了大量的试验研究工作，研究出了许多方法，诸如滑参数冷却，带低负荷冷却，用减温减压器冲洗冷却，用邻机低参数蒸汽冷却，压缩空气冷却，真空法冷却等。但是这些方法都有明显的缺点，如滑参数冷却，降温降压速度不易控制，蒸汽参数只能滑到一定程度，必须补助为其它冷却方法，冷却过程中多烧油。邻机低温蒸汽冷却，需几个汽源切换使用，系统复杂、操作麻烦、可靠性低，压缩空气冷却需有一套压缩空气气源，又装电加热器，把空气温度提高到一定水平，使之与机体金属温度相匹配，投资大、气源不足等。1987年10期《电力技术》“125MW汽轮机停机后强迫冷却的试验”；1990年1期《(华东电力》“300MW汽轮机停机后快速冷却的一种方法”；1993年6期《东北电力技术》“强制通风冷却汽缸的实践”等文献中介绍了以上不同的快冷方法。

快冷中关键技术是在整个冷却过程中，冷却介质的温度与机体金属温度相匹配，如果两者温差大，容易产生危险的热应力、热变形，如果温差小影响冷却速度，整个冷却是汽缸、转子、法兰等金属温度不断变化的过程，所以冷却介质的温度也应跟着变化，在已有技术中这一点不易作到，特别是用减温减压器的冲洗冷却方法中，弄不好蒸汽带水，这是决不允许的，因此有些电厂早已明文禁止使用。

本发明的目的就是克服已有技术的这些缺点，实现安全、方便、快速地冷却机体。本发明是这样的，它有高温介质和低温介质，它们在混合器里相混合后进到汽轮机进行冷却，冷却汽轮机用的混合物可以分几路分别到高中压缸和法兰加热装置。混合器是一种喷射式混合器，它是由喷管、混合室、扩压管等组成，当高温或低温介质在混合器的喷管内降压增速高速流动时，在其出口处抽吸另一种介质，使两者相混合，再经扩压管升压，把混合物送到机内进行冷却，只要改变混合物中高温介质和低温介质的比例，就可以达到改变冷却介质温度的目的，使之与被冷却的汽轮机机体金属之间温差在理想范围内。本发明中低温介质可以是空气也可以是蒸汽，若是空气可以是压缩空气，也可以直接来自大气，或两者切换使用。在已有文献资料中介绍的真空法冷却中都是用蒸汽或水力喷射器抽出汽轮机内的空气，达到空气流通的目的，这种方法的缺点是由于喷射器出力有限，抽出的空气量不多，影响冷却效果，而本方法中把混合器出口气汽混合物或汽汽混合物送到汽轮机进行冷却，冷却介质的流量足够，所以冷却效果好，温度也能匹配，真空法冷却是等到汽缸温度降到一定水平才能使用。本方法的特点是，很容易实现冷却介质的温度与机体金属之间的温度匹配随着机体温度下降容易调节冷却介质的温度，比已有技术中用电加热器加热压缩空气的方法比设备简单，投资少，与几种不同压力温度的蒸汽相切换的方法比系统简单，调节简便。本方法的又一个特点是充分利用已有的高温高压蒸汽的热能，实现不同压力的蒸汽和蒸汽，蒸汽和空气相混合，解决了压缩空气气源不足和耗能大的问题，过去采用的用减温水冷却高温蒸汽的方法的最大缺点是由于水汽化潜热大，发生相变，不易控制冷却蒸汽的温度，本方法中用低温介质气或汽冷却高温介质，由于不发生相变，不会使冷却介质的温度突变，所以安全、可靠、调节方便。本发明的一个实施例是，混合器的高温蒸汽来自主蒸汽管，在混合器里高温蒸汽经喷管降压增速，抽吸压缩空气或直接来自大气中的空气，使之相混合，混合后的冷却介质经混合器扩压管升压，然后经过混合器出口管、临时短管，由调速汽门前的防腐汽门进汽轮机进行冷却，另一股到法兰加热装置。在汽轮机里冷却介质的流向是顺流，混合物经高压缸后由排疏水门排地沟，混合物中空气的比例可以从零变化到100％。冷却介质的温度可用压缩空气入口门或来自大气中的空气门调正，刚停机后机体金属温度较高，这时关小空气入口门使混合物中空气的比例减少，冷却介质的温度就高，随着机体金属温度下降，可逐渐开大入口空气门降低冷却介质的温度，直至全开空气门。另一个实施例是，低温介质是蒸汽，在喷射式混合器里高温蒸汽和低温蒸汽混合后，进到汽轮机进行冷却，然后直接排入凝汽器，这时凝汽器可保持一定真空。冷却介质在机内的流向也可以逆流，冷却汽轮机用的混合介质中低温介质的含量，可以随机体金属温度高低进行自动调正，一般冷却介质的温度比机体温度低20～120℃范围内，根据机组大小混合器装一个或两个以上。

Claims (3)

1、一种汽轮机停机以后快速冷却的方法，它有低温介质和高温介质，其特征在于：低温介质和高温介质在喷射式混合器里相混合，使冷却汽轮机用的混合物的温度与汽轮机汽缸金属温度相匹配，当高温或低温介质在混合器喷管里降压增速高速流动时，在其出口处，抽吸另一种介质，使两者相混合，然后再通过混合器扩压管，提高混合物压力后，送到汽轮机进行冷却。

2、根据权利要求1所述的一种汽轮机停机以后快速冷却的方法，其特征在于：低温介质可以是空气，也可以是蒸汽，混合物中低温介质的比例可以从零变化到100％，改变混合物中低温介质和高温介质的比例，就可以政变混合器出口冷却介质的温度，从而保持冷却介质与汽轮机汽缸金属之间温差在理想范围内。

3、根据权利要求2所述的一种汽轮机停机以后快速冷却的方法，其特征在于：低温介质若是空气，它可以是压缩空气，也可以直接来自大气或两者切换使用。