CN1632291A - 非严密、高温用汽轮机旋转隔板 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于135MW可调整工业抽汽凝汽式汽轮机的非严密、高温用汽轮机旋转隔板。包括导叶片、汽封体、转动环、罩环及其平衡室通道安装在旋转隔板上，隔板体上装配的72只导叶片相互排列形成一个整环，共形成72条通道，每两条通道与隔板体上的一个窗口相对应，隔板体，转动环及罩环均开有两圈相对应的窗口，每圈18个，共36个，罩环和隔板体窗口尺寸一致，转动环与隔板体、罩环相互对应的窗口尺寸按50％重叠度设计，隔板体和转动环外圈窗口在全关状态时，预留有2.5°不关严窗孔面积。隔板体和转动环采用耐高温的合金材料，旋转隔板体相互运动表面进行氮化处理。旋转隔板运行灵活，油动机阻力小，无卡涩现象，能满足各项设计要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种带有旋转隔板的可调整工业抽汽凝汽式汽轮机，特别是135MW可调整工业抽汽凝汽式汽轮机采用旋转隔板调整抽汽流量的改进结构。
背景技术
申请人原设计的的带有旋转隔板的可调整工业抽汽凝汽式汽轮机，额定工况下抽汽压力为0.785MPa，抽汽温度为250℃，最高抽汽温度不超过320℃，旋转隔板体材料为ZG20CrMo，转动环材料为球墨铸铁QT400，由于工作温度较低，旋转隔板相互运动表面未采用表面强化处理，该旋转隔板最高使用温度不应超过370℃。原设计的旋转隔板采用传统设计的平衡通道通过最小冷却流量，由于需要的最小冷却流量值较小，平衡通道能够满足最小冷却流量的要求(见图1平衡通道室)。而新设计的135MW可调整工业抽汽凝汽式汽轮机，由于抽汽温度较高和旋转隔板全关时，旋转隔板后低压部分及低加运行所需的最小冷却流量较大，采用传统技术和结构设计已不能满足现在工作条件的要求。
发明内容
本发明的目的在于克服原设计的常规汽轮机旋转隔板无法解决的两个技术问题：受结构尺寸限制，旋转隔板全关位置时，采用常规结构通过最小冷却流量的流通面积过小，需要补充流通面积；在高温工作条件下，旋转隔板的材料选择和提高相互运动表面耐磨性的措施。
本发明的目的是通过下述技术解决方案实现：包括导叶片、汽封体、转动环、罩环及其平衡室通道安装在旋转隔板上，即隔板体上装配的72只导叶片相互排列形成一个整环，共形成72条通道，每两条通道与隔板体上的一个窗口相对应，隔板体，转动环及罩环均开有上下两圈相互对应的窗口，每圈18个，共36个，罩环和隔板体窗口尺寸一致，转动环与隔板体、罩环相互对应的窗口尺寸按重叠度50％设计，隔板体和转动环外圈窗口在全关状态时，预留有2.5°不关严窗孔面积。
所述汽封体和罩环固定隔板体上，罩环与隔板体之间安装有转动环，转动环通过连接杆和花键轴与汽缸外面的包括油动机的执行机构连接。
所述导叶片内外环凸出部位与隔板体上凹槽相配合定位，在靠近中分面的两侧，隔板上下各安装有穿过导叶片的圆柱销与隔板体连接，汽封体和罩环用圆柱销和螺栓连接固定在隔板体上。
所述旋转隔板体材料和旋转隔板转动环材料均采用耐高温的合金材料。
所述旋转隔板体和转动环相互运动表面采取渗氮处理，其氮化层深≥0.3mm，维氏硬度HV≥650，表面粗糙度Ra3.2。
本发明的有益的积极效果是：其一，由于新开发的135MW可调整工业抽汽凝汽式汽轮机采用旋转隔板调整抽汽流量，额定工况下抽汽压力为1MPa，抽汽温度为420℃，部分抽汽工况下抽汽温度为500℃左右，旋转隔板后低压部分及低加运行所需的最小冷却流量较大，约为60T/h，受结构尺寸限制，平衡室通道的面积已不能再加大，故采用一部分冷却流量通过平衡室通道，其余部分冷却流量通过预留有2.5°不关严窗孔面积来实现。通过预留窗孔面积设计不仅解决通过最小冷却流量问题，同时由于旋转隔板前后腔室连通，还可以降低旋转隔板的阻力矩；其二，旋转隔板通过选择耐高温用材料及相互运动的表面上采用氮化技术措施，解决旋转隔板在高温工作条件下的运行。本发明旋转隔板通过在某电厂试用，运行压力1MPa，运行温度500℃左右，运行时由于在旋转隔板相互运动的表面采取了氮化处理，使得旋转隔板运行灵活，油动机阻力小，无卡涩现象，同时，旋转隔板在全关位置时，由于预留的旋转隔板窗口面积加上平衡室通道面积通过的最小冷却流量，使旋转隔板后各压力级运行温度正常，从而达到了本发明的目的。
附图说明
图1是原设计平衡室通道示意图。
图2是本发明的旋转隔板相互运动部位氮化部位示意图。
图3是本发明的旋转隔板A向视图。
图4是图3中的旋转隔板A-A剖视图。
图5是全开时，转动环2与隔板体3间的相对位置图。
图6是全关时，转动环2与隔板体3间的相对位置图。
具体实施方式
参照图2-图6，本发明新开发的135MW可调整工业抽汽凝汽式汽轮机采用旋转隔板调整抽汽流量。包括导叶片5、汽封体4、转动环2、罩环1及其平衡室通道6安装在旋转隔板体3上，隔板体3上装配的72只导叶片相互排列形成一个整环，共形成72条通道，每两条通道与隔板体3上的一个窗口相对应，隔板体3，转动环2及罩环1均开有上下两圈相互对应的窗口，每圈18个，共36个，罩环1和隔板体3窗口尺寸一致，转动环2和隔板体3、罩环1相互对应的窗口尺寸按50％重叠度设计。旋转隔板为了保证在全关状态下，级后部分不产生鼓风，特在全关状态时，在外圈预留有2.5°(不关严)窗孔面积加上平衡室通道面积来通过冷却流量。汽封体4和罩环1固定在隔板体3上，罩环1与隔板体3之间安装有转动环2，转动环2通过连接杆和花键轴与汽缸外面的包括油动机的执行机构(图中未表示)连接，油动机由汽轮机的控制系统控制，根据汽轮机供热抽汽量的要求带动转动环2沿转子中心旋转。导叶片5内外环凸出部位与隔板体3上凹槽相配合定位，在靠近中分面的两侧，隔板上下各安装有穿过导叶片5的圆柱销与隔板体3连接，汽封体4和罩环1用圆柱销和螺栓连接固定在隔板体3上。旋转隔板体3材料和旋转隔板转动环2材料均采用耐高温的合金材料，如ZG15Cr2Mo1或ZG15Cr1Mo1。旋转隔板体3和转动环2相互运动表面采取渗氮处理，其氮化层深≥0.3mm，维氏硬度HV≥650，表面粗糙度Ra3.2。
转动环2上的窗口在转动环2旋转过程中，通过遮挡或打开隔板体3上的窗口，来实现对通过旋转隔板的蒸汽流量的无级控制。平衡室通道6一方面是为了在全关状态下，减小转动环2前后压差，减小转动时所需要的力矩，另一方面通过冷却流量。
Claims (5)
1.一种用于135MW可调整工业抽汽凝汽式汽轮机的非严密、高温用汽轮机旋转隔板，包括导叶片、汽封体、转动环、罩环及其平衡室通道安装在旋转隔板上，其特征在于：隔板体上装配的72只导叶片相互排列形成一个整环，共形成72条通道，每两条通道与隔板体上的一个窗口相对应，隔板体，转动环及罩环均开有上下两圈相互对应的窗口，每圈18个，共36个，罩环和隔板体窗口尺寸一致，转动环与隔板体、罩环相互对应的窗口尺寸按50％重叠度设计，隔板体和转动环外圈窗口在全关状态时，预留有2.5°不关严窗孔面积。
2.根据权利要求1所述的非严密、高温用汽轮机旋转隔板，其特征在于：汽封体和罩环固定隔板体上，罩环与隔板体之间安装有转动环，转动环通过连接杆和花键轴与汽缸外面的包括油动机的执行机构连接。
3.根据权利要求1所述的非严密、高温用汽轮机旋转隔板，其特征在于：导叶片内外环凸出部位与隔板体上凹槽相配合定位，在靠近中分面的两侧，隔板上下各安装有穿过导叶片的圆柱销与隔板体连接，汽封体和罩环用圆柱销和螺栓连接固定在隔板体上。
4.一种非严密、高温用汽轮机旋转隔板，其特征在于：旋转隔板体材料和旋转隔板转动环材料均采用耐高温的合金材料。
5.根据权利要求1或4所述的非严密、高温用汽轮机旋转隔板，其特征在于：旋转隔板体和转动环相互运动表面采取渗氮处理，其氮化层深≥0.3mm，维氏硬度HV≥650，表面粗糙度Ra3.2。
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