CN216342349U - 一种汽轮机冷却用汽量控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了汽轮机冷却技术领域的一种汽轮机冷却用汽量控制系统，包括汽缸；转子，转子可转动地设置于汽缸内，转子与汽缸之间形成有待冷却区域和蒸汽腔室；蒸汽输入管，蒸汽输入管与蒸汽腔室连通；冷却蒸汽管，冷却蒸汽管与待冷却区域中部连通；压差检测单元，压差检测单元设置于蒸汽输入管和冷却蒸汽管之间；调节阀，调节阀设置于冷却蒸汽管上。本实用新型通过压差检测单元实时测量向汽轮机输送的低温高压蒸汽与高温中压蒸汽的压力差值，并依据该压力差值控制冷却蒸汽管上的调节阀的开度，实现对冷却蒸汽管向汽轮机输送的冷却蒸汽汽量的控制，以减少冷却蒸汽的泄漏量，同时防止转子过冷却，有效提升汽轮机的性能。

Description

一种汽轮机冷却用汽量控制系统

技术领域

本实用新型涉及汽轮机冷却技术领域，具体涉及一种汽轮机冷却用汽量控制系统。

背景技术

在汽轮机的使用过程中，由于来自锅炉的高温中压蒸汽温度很高，可达到500℃-600℃，汽轮机转子长期处于如此高温环境下容易发生蠕变、持久及屈服强度下降，且随着温度升高下降幅度急剧增大，使得转子寿命大幅降低，对汽轮机的长期安全运行不利。

如图2所示，目前常用的汽轮机转子2冷却方法是：将冷却蒸汽管6与汽缸1连通，通过向待冷却区域3中部输送压力值为P2的低温高压蒸汽，由于待冷却区域3两端的蒸汽压力分别为P3和P4，P2﹥P3﹥P4，输送至待冷却区域3中部的低温高压蒸汽向待冷却区域3的两端流动并在流动过程中完成转子2的冷却。

经过长期生产实践发现，上述冷却方式存在以下不足之处：

1、向汽轮机的待冷却区域3输送的高压低温蒸汽汽量过多，容易导致转子2过冷却以及冷却蒸汽的泄漏浪费，进而导致汽轮机出力明显降低。

2、向汽轮机的待冷却区域3输送的高压低温蒸汽汽量过少，容易导致转子2的冷却效果不好，影响转子2的使用寿命。

发明内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种汽轮机冷却用汽量控制系统，以解决现有汽轮机的冷却结构存在冷却蒸汽泄露浪费的技术问题。

本实用新型所采用的技术方案为：一种汽轮机冷却用汽量控制系统，包括：

汽缸；

转子，所述转子可转动地设置于汽缸内，所述转子与汽缸之间形成有待冷却区域和蒸汽腔室；

蒸汽输入管，所述蒸汽输入管与蒸汽腔室连通，用于向所述蒸汽腔室输送高温中压蒸汽；

冷却蒸汽管，所述冷却蒸汽管与待冷却区域中部连通，用于向所述待冷却区域输送低温高压蒸汽；

压差检测单元，所述压差检测单元设置于蒸汽输入管和冷却蒸汽管之间，用于检测输送至待冷却区域的低温高压蒸汽与输送至蒸汽腔室的高温中压蒸汽的压力差值△P；

调节阀，所述调节阀设置于冷却蒸汽管上，用于调节冷却蒸汽管输送至待冷却区域的低温高压蒸汽的压力值P2。

优选的，所述压差检测单元包括第一压力测量装置、第二压力测量装置和控制器，所述第一压力测量装置设置于冷却蒸汽管与汽缸相连的一端，用于实时测量冷却蒸汽管向待冷却区域输送的低温高压蒸汽的压力值P2；所述第二压力测量装置设置于蒸汽输入管与汽缸相连的一端，用于实时测量蒸汽输入管向蒸汽腔室输送的高温中压蒸汽的压力值P3；△P＝P2-P3。

优选的，所述控制器分别与第一压力测量装置、第二压力测量装置电连接，用于接收所述第一压力测量装置检测到的低温高压蒸汽的压力值P2和第二压力测量装置检测到的高温中压蒸汽的压力值P3，并得出压力差值△P。

优选的，所述控制器与调节阀电连接，所述控制器依据压力差值△P控制调节阀的开度，实现冷却蒸汽管向待冷却区域输送的低温高压蒸汽压力值P2的调节。

优选的，所述待冷却区域包括第一汽封组和第二汽封组，所述第一汽封组和第二汽封组分别设置于冷却蒸汽管与汽缸连通位置的两侧。

优选的，所述转子和汽缸之间还形成有第三汽封组，所述第三汽封组位于待冷却区域远离蒸汽腔室的一端。

本实用新型的有益效果：

本实用新型通过设置在冷却蒸汽管和蒸汽输入管之间的压差检测单元实时测量向汽轮机输送的低温高压蒸汽与高温中压蒸汽的压力差值，并依据该压力差值控制冷却蒸汽管上的调节阀的开度，实现对冷却蒸汽管向汽轮机输送的冷却蒸汽汽量的控制，以减少冷却蒸汽的泄漏量，同时防止转子过冷却，有效提升汽轮机的性能。

附图说明

图1为本实用新型的汽轮机冷却用汽量控制系统的结构示意图；

图2为现有技术汽轮机的冷却结构示意图。

图中附图标记说明：

1-汽缸；

2-转子；

3-待冷却区域；31-第一汽封组；32-第二汽封组；

4-蒸汽腔室；

5-蒸汽输入管；

6-冷却蒸汽管；

7-压差检测单元；71-第一压力测量装置；72-第二压力测量装置；73-控制器；

8-调节阀；

9-第三汽封组。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“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；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

实施例，如图1所示，一种汽轮机冷却用汽量控制系统，该系统可以实现对冷却蒸汽管6向汽轮机输送的冷却蒸汽汽量的控制，以减少冷却蒸汽的泄漏量，同时防止转子2过冷却，有效提升汽轮机性能。该系统包括：

汽缸1；

转子2，转子2可转动地设置于汽缸1内，转子2与汽缸1之间形成有待冷却区域3和蒸汽腔室4；

蒸汽输入管5，蒸汽输入管5与蒸汽腔室4连通，用于向蒸汽腔室4输送高温中压蒸汽，蒸汽腔室4中的高温中压蒸汽向右流动过程中可以驱动转子2上的动叶片转动，实现汽轮机转子2的转动；

冷却蒸汽管6，冷却蒸汽管6与待冷却区域3中部连通，用于向待冷却区域3输送低温高压蒸汽，该低温高压蒸汽用于对汽轮机转子2进行冷却；

压差检测单元7，压差检测单元7设置于蒸汽输入管5和冷却蒸汽管6之间，用于检测输送至待冷却区域3的低温高压蒸汽与输送至蒸汽腔室4的高温中压蒸汽的压力差值△P；

调节阀8，调节阀8设置于冷却蒸汽管6上，用于调节冷却蒸汽管6输送至待冷却区域3的低温高压蒸汽的压力值P2，实现对冷却蒸汽管6向待冷却区域3输送的冷却蒸汽汽量的控制。

本申请通过设置在冷却蒸汽管6和蒸汽输入管5之间的压差检测单元7实时测量向汽轮机输送的低温高压蒸汽与高温中压蒸汽的压力差值△P，并依据该压力差值△P控制冷却蒸汽管6上的调节阀8的开度，实现对冷却蒸汽管6向汽轮机输送的冷却蒸汽汽量大小的控制，以减少冷却蒸汽的泄漏量，同时防止转子2过冷却，有效提升汽轮机性能。

在一具体实施例中，如图1所示，压差检测单元7包括第一压力测量装置71、第二压力测量装置72和控制器73；第一压力测量装置71设置于冷却蒸汽管6与汽缸1相连的一端，第一压力测量装置71用于实时测量冷却蒸汽管6向待冷却区域3输送的低温高压蒸汽的压力值P2；第二压力测量装置72设置于蒸汽输入管5与汽缸1相连的一端，第二压力测量装置72用于实时测量蒸汽输入管5向蒸汽腔室4输送的高温中压蒸汽的压力值P3。控制器73分别与第一压力测量装置71、第二压力测量装置72电连接，用于接收第一压力测量装置71检测到的低温高压蒸汽的压力值P2和第二压力测量装置72检测到的高温中压蒸汽的压力值P3，并得出压力差值△P。如此设置，通过第一压力测量装置71实时测量冷却蒸汽管6向待冷却区域3输送的低温高压蒸汽的压力值P2，通过第二压力测量装置72实时测量蒸汽输入管5向蒸汽腔室4输送的高温中压蒸汽的压力值P3，便于得出压力差值△P；同时具有结构简单，成本低廉的优点。

在一具体实施例中，如图1所示，控制器73与调节阀8电连接，控制器73依据压力差值△P控制调节阀8的开度，实现冷却蒸汽管6向待冷却区域3输送的低温高压蒸汽压力值P2的调节。如此设置，通过控制器73与调节阀8的电连接，实现控制器73对调节阀8的自动控制，用于实时控制调节阀8的开合程度，实现冷却蒸汽管6向汽轮机输送的冷却蒸汽汽量大小的实时控制。

在一具体实施例中，如图1所示，待冷却区域3包括第一汽封组31和第二汽封组32，第一汽封组31和第二汽封组32分别设置于冷却蒸汽管6与汽缸1连通位置的两侧，第一汽封组31和第二汽封组32可以为一体成型关系，也可以为间隔设置关系；且第一汽封组31设置在待冷却区域3靠近蒸汽腔室4的一端，第二汽封组32设置在待冷却区域3远离蒸汽腔室4的一端。如此设置，输送至汽轮机待冷却区域3中部的低温高压蒸汽分别沿第一汽封组31和第二汽封组32向左右两侧移动过程中完成汽轮机转子2的冷却，同时通过第一汽封组31和第二汽封组32使待冷却区域3中部与两端保持压力差。

在一具体实施例中，如图1所示，转子2和汽缸1之间还形成有第三汽封组9，第三汽封组9位于待冷却区域3远离蒸汽腔室4的一端。如此设置，通过第三汽封组9对过量冷却蒸汽的汽封作用，可以减少冷却蒸汽的泄漏量。

与现有技术相比，本申请至少具有以下有益技术：

1、本申请便于监测及控制汽轮机的冷却蒸汽泄漏量；控制或监测冷却蒸汽管6的流量大小时，压力差值△P增大表明冷却蒸汽汽量增加，压力差值△P减小时表明冷却蒸汽汽量减小。

2、本申请可减小冷却蒸汽泄漏量并增大汽轮机功率。

3、本申请只需监测压力差值△P并使压力差值△P维持在阈值范围内即可实现不同工况下漏汽量的自适应调整，有效提升了汽轮机功率，避免了过冷却。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种汽轮机冷却用汽量控制系统，其特征在于，包括：

汽缸(1)；

转子(2)，所述转子(2)可转动地设置于汽缸(1)内，所述转子(2)与汽缸(1)之间形成有待冷却区域(3)和蒸汽腔室(4)；

蒸汽输入管(5)，所述蒸汽输入管(5)与蒸汽腔室(4)连通，用于向所述蒸汽腔室(4)输送高温中压蒸汽；

冷却蒸汽管(6)，所述冷却蒸汽管(6)与待冷却区域(3)中部连通，用于向所述待冷却区域(3)输送低温高压蒸汽；

压差检测单元(7)，用于检测输送至待冷却区域(3)的低温高压蒸汽与输送至蒸汽腔室(4)的高温中压蒸汽的压力差值△P；

调节阀(8)，所述调节阀(8)设置于冷却蒸汽管(6)上，用于调节冷却蒸汽管(6)输送至待冷却区域(3)的低温高压蒸汽的压力值P2。

2.根据权利要求1所述的一种汽轮机冷却用汽量控制系统，其特征在于，所述压差检测单元(7)包括第一压力测量装置(71)、第二压力测量装置(72)和控制器(73)，所述第一压力测量装置(71)设置于冷却蒸汽管(6)与汽缸(1)相连的一端，用于实时测量冷却蒸汽管(6)向待冷却区域(3)输送的低温高压蒸汽的压力值P2；所述第二压力测量装置(72)设置于蒸汽输入管(5)与汽缸(1)相连的一端，用于实时测量蒸汽输入管(5)向蒸汽腔室(4)输送的高温中压蒸汽的压力值P3；△P＝P2-P3。

3.根据权利要求2所述的一种汽轮机冷却用汽量控制系统，其特征在于，所述控制器(73)分别与第一压力测量装置(71)、第二压力测量装置(72)电连接，用于接收所述第一压力测量装置(71)检测到的低温高压蒸汽的压力值P2和第二压力测量装置(72)检测到的高温中压蒸汽的压力值P3，并得出压力差值△P。

4.根据权利要求3所述的一种汽轮机冷却用汽量控制系统，其特征在于，所述控制器(73)与调节阀(8)电连接，所述控制器(73)依据压力差值△P控制调节阀(8)的开度，实现冷却蒸汽管(6)向待冷却区域(3)输送的低温高压蒸汽压力值P2的调节。

5.根据权利要求1所述的一种汽轮机冷却用汽量控制系统，其特征在于，所述待冷却区域(3)包括第一汽封组(31)和第二汽封组(32)，所述第一汽封组(31)和第二汽封组(32)分别设置于冷却蒸汽管(6)与汽缸(1)连通位置的两侧。

6.根据权利要求5所述的一种汽轮机冷却用汽量控制系统，其特征在于，所述转子(2)和汽缸(1)之间还形成有第三汽封组(9)，所述第三汽封组(9)位于待冷却区域(3)远离蒸汽腔室(4)的一端。

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