專利名稱：熱電聯(lián)供汽輪機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及大型熱電聯(lián)供汽輪機，是一種250 400麗等級三抽可調(diào)供熱抽 汽凝汽式汽輪機。
背景技術：
既發(fā)電又向外界熱網(wǎng)用戶提供蒸汽的汽輪機稱為熱電聯(lián)供汽輪機。根據(jù)結(jié) 構(gòu)和運行方式的不同，熱電聯(lián)供汽輪機可以分為調(diào)節(jié)抽汽凝汽式汽輪機和背 壓式汽輪機；根據(jù)熱用戶性質(zhì)不同，供熱抽汽大致有供暖抽汽和工業(yè)抽汽兩 種。
目前，大型供熱抽汽凝汽式汽輪機僅有單抽或雙抽可調(diào)整供熱抽汽凝汽式 汽輪機，只能提供最多兩種壓力參數(shù)的蒸汽，需用三種壓力蒸汽的熱用戶， 通常由一臺雙抽可調(diào)整供熱抽汽凝汽式汽輪機加上一臺小型背壓式汽輪機 (或小鍋爐)組合來實現(xiàn)。這種配置占甩電廠的土地面積相對較大，增加了 電廠的建設,費用，而且，配用的小型背壓式汽輪機(或小鍋爐)的經(jīng)濟性 差，環(huán)境污染大。另外，兩臺機組同時運行，也增加了電廠的管理成本。有 些電廠在一臺供熱抽汽凝汽式汽輪機上，采用兩級可調(diào)整抽汽，再加上一級 非調(diào)整抽汽來滿足用戶的要求，非調(diào)整抽汽的蒸汽壓力不能保證為穩(wěn)定值， 降低了供熱蒸汽的品質(zhì)。
本發(fā)明的目的，是提供一種無需另配小型背壓式汽輪機或小鍋爐，就可 以直接提供三種壓力參數(shù)蒸汽的熱電聯(lián)供汽輪機，該機具有三級可調(diào)整抽 汽，且為凝汽式汽輪機。
本發(fā)明的技術解決方案是
一種熱電聯(lián)供汽輪機，包括順序布置的前軸承箱、高壓缸、高中壓間軸 承箱、中壓缸、中低壓間軸承箱、低壓缸及盤車箱，缸內(nèi)布置有轉(zhuǎn)子；高中 壓間軸承箱內(nèi)布置油推力軸承；中壓缸排汽口與低壓缸進汽口之間有連通管 連接；低壓缸的出口設有凝汽器；中壓缸上設有供熱抽汽口；所述供熱抽汽 口共有三個供熱抽汽級，每一供熱抽汽級都設有抽汽調(diào)節(jié)裝置。
所述三個抽汽級都是工業(yè)抽汽，抽汽壓力分別為 一級工業(yè)抽汽壓力3.5 MPa, 二級工業(yè)抽汽壓力2. 5MPa,三級工業(yè)抽汽壓力l. 5MPa;或
所述三個抽汽級中，兩個是工業(yè)抽汽級，抽汽壓力為3.5 MPa、 2.5 MPa、 L5MPa中任意兩種，另一抽汽級是供暖抽汽級，抽汽壓力O. 5MPa。
所述抽汽調(diào)節(jié)裝置分別為 一級工業(yè)抽汽采用中壓調(diào)節(jié)閥，二級工業(yè)抽 汽采用供熱抽汽調(diào)節(jié)閥，三級工業(yè)抽汽采用旋轉(zhuǎn)隔板，供暖抽汽級采用供熱 碟閥。
上述技術方案可實現(xiàn)三級抽汽，但因抽汽流量大增，也帶來一系列新的 問題，必須采取相應技術手段解決，這些問題及技術解決方案是
-因抽汽流量增大，低壓缸部件及其中的葉片將產(chǎn)生過熱現(xiàn)象；技術解決 方案是，將中壓調(diào)節(jié)閥、供熱抽汽調(diào)節(jié)閥、旋轉(zhuǎn)隔板、供熱碟閥的漏氣間隙 加大，使該漏汽間隙的通流面積滿足如下要求
最小冷卻蒸汽流量^設計工況蒸汽流量10% 。
-因抽汽流量增大，轉(zhuǎn)子的軸向推力增大；技術解決方案是，高中壓間軸 承箱內(nèi)的推力軸承，采用主、負推力面面積相同的軸承。
-實現(xiàn)三級抽汽之后，抽汽管道的總?cè)莘e很大，當機組甩負荷時，管道內(nèi) 的余汽倒流進入汽輪機，將引起超速事故；技術解決方案是，抽汽管道上增 設止逆閾、快關閥、安全閥。
-因抽汽流量增大，系統(tǒng)的補水量很大，帶進大量溶解氧，僅靠現(xiàn)有的高 壓除氧器不能勝任，氧含量將超標；技術解決方案是，在凝汽器的喉部增設 真空除氧裝置。-抽汽熱負荷變化大，對應抽汽口的前一級或兩級的汽缸隔板和葉片受力
增大；技術解決方案是，該一級或兩級的汽缸隔板、葉片采用加強型隔板、 葉片。
-因抽汽流量增大，中壓缸應力增大，強度、剛性不足；技術解決方案 是，中壓缸用CrMoV材料替代CrMo鋼制成。 本發(fā)明的有益技術效果是
(1) 在一臺汽輪機上實現(xiàn)了3級可調(diào)整供熱抽汽，結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積 小、效率高、經(jīng)濟性好、環(huán)境污染小、電廠操作管理方便、電廠建設費用
lk、 o
(2) 3級供熱抽汽集中布置在汽輪機中壓部分，高、低壓部分通用250 400MW汽輪機，機組通用性好，通過中壓部分不同的設計方法，可以實現(xiàn)3級 工業(yè)抽汽或者2級工業(yè)抽汽加1級采暖抽汽，工業(yè)抽汽有三種壓力等級，分別 為3.5 MPa, 2.5 MPa， 1.5 MPa，采暖抽汽壓力為0.5 MPa。根據(jù)上述供熱 抽汽壓力任意組合成三級抽汽，可以實現(xiàn)4種抽汽供熱方案，滿足各種用戶的
需要o
(3) 采用以熱定電的原則設計，即將純冷凝工況作為設計工況，使機組在 非供熱抽汽運行工況時熱效率高，電廠設備與同容量同型式的凝汽式汽輪機 在結(jié)構(gòu)上有很大的通用性，有利于組織生產(chǎn)和管理，可縮短設計、制造和建 設周期，降低造價，且主輔機配管也可通用。
下面以330MW汽輪機為例，詳細說明本發(fā)明。 關鵬


圖1是330MW汽輪機的一種結(jié)構(gòu)圖(抽汽口為中壓供熱抽汽、低壓供熱抽 汽、采暖抽汽)。
圖2是330麗汽輪機的另一種結(jié)構(gòu)圖(抽汽口為高壓供熱抽汽、低壓供熱 抽汽、采暖抽汽)；圖2-1是圖2的A向視圖。圖3是330MW汽輪機的再一種結(jié)構(gòu)圖(抽汽口為高壓供熱抽汽、中壓供熱 抽汽、低壓供熱抽汽)；圖3-1是圖3的A向視圖。
圖4是330MW汽輪機的又一種結(jié)構(gòu)圖(抽汽口為高壓供熱抽汽、中壓供熱 抽汽、采暖抽汽)；圖4-l是圖4的A向視圖。
圖中代號含義l一前軸承箱；2—高壓缸；3—高中壓間軸承箱；4一中 壓缸；5—中低壓間軸承箱；6—低壓缸；7—盤車箱；8—連通管；9一凝汽 器；IO—工業(yè)抽汽調(diào)節(jié)閥；ll一旋轉(zhuǎn)隔板；12—供熱碟閥；13—中壓聯(lián)合汽 閥。
具體實施方式
實例一
本汽輪機采用以熱定電、熱電分調(diào)原則設計，多供熱則少發(fā)電，純冷凝 工況作為設計工況或額定工況。隨著熱負荷增加，電功率相應下降，當抽汽 量為最大時，機組電功率為最小值，熱負荷為零時，機組按純冷凝工況運 行，機組出力為額定功率。
本汽輪機為亞臨界或超臨界、 一次中間再熱、三缸雙排汽、單軸、三級 可調(diào)整供熱抽汽凝汽式汽輪機，冷端可以是濕冷，也可以是空冷。
參見圖l:該汽輪機主要由順序布置的前軸承箱l、高壓缸2、高中壓間軸 承箱3、中壓缸4、中低壓間軸承箱5、低壓缸6、盤車箱7構(gòu)成，中壓缸4的排 汽口通過連通管8與低壓缸6的進汽口連接，低壓缸6出口設有凝汽器9。
本汽輪機共有28級，其中高壓l+8級、中壓7級、低壓2X6級。中壓缸4 上設有三級抽汽口，其中兩個是工業(yè)抽汽級，另一個是采暖抽汽級。l級工業(yè) 抽汽設置在中壓第l級后，抽汽壓力為2.5 MPa左右，由工業(yè)抽汽調(diào)節(jié)閥10調(diào) 節(jié)控制抽汽壓力和抽汽量；2級工業(yè)抽汽設置在中壓第3級后，抽汽壓力為1.5 MPa左右，由旋轉(zhuǎn)隔板ll調(diào)節(jié)控制供熱抽汽壓力和抽汽量；采曖抽汽設置在中 壓排汽口，由安裝在連通管8上的供熱碟閥12調(diào)節(jié)抽汽壓力和抽汽量，抽汽壓 力為0.5 MPa左右。 機組配有調(diào)速系統(tǒng)和3個調(diào)壓系統(tǒng)，調(diào)速系統(tǒng)和調(diào)壓系統(tǒng)采用獨立分調(diào)不 牽連調(diào)節(jié)。
供熱抽汽凝汽式汽輪機在最大供熱抽汽時，低壓缸6的進汽量減小到最 小，部分葉片將進入鼓風狀態(tài)，為防止低壓缸部件和動葉片產(chǎn)生過熱現(xiàn)象， 低壓缸6必須保證有一定冷卻蒸汽流量通過。低壓缸6的最小冷卻流量與排汽 面積有關，末級葉片愈長，摩擦鼓風損失愈大。由于本汽輪機的抽汽流量 大，低壓缸部件和動葉片過熱將更為顯著，故將最小冷卻蒸汽流量提高到設 計工況蒸汽流量10%。
為了保證供熱調(diào)節(jié)閥門、旋轉(zhuǎn)隔板、供熱碟閥處于全關位置時能通過上 述冷卻流量，加大了它們漏汽間隙的通流面積，具體措施是供熱調(diào)節(jié)閥是 在進汽腔室開有12-C)40孔；旋轉(zhuǎn)隔板11設有平衡室通道和預留2.5°窗口面 積不關嚴；供熱碟閥12則采用機械限位保留一定縫隙來滿足最小冷卻流量通 過。
為了保證在各種供熱抽汽工況下，轉(zhuǎn)子最大軸向推力在允許范圍內(nèi)，將 推力軸承的主負推力面積設計為相同的面積。 ~
三抽汽抽汽管道容積很大，機組甩負荷后，管道中的余汽倒流進入汽輪 機，將引起超速，為此，在抽汽管道上加裝抽汽逆止閥、快關閥以及安全 閥，防止余h倒流。
三抽汽的抽汽量大，就要大量補水，如何去除水中的溶解氧，滿足高壓 除氧器對給水含氧量的要求，成為新的問題。本發(fā)明是在凝汽器9的喉部增設 真空除氧器進行預處理。真空除氧器是通過安裝在凝汽器9喉部的平面膜式噴 嘴將水噴入凝汽器9蒸汽空間，用調(diào)節(jié)閥控制噴嘴前后壓差，利用汽輪機排汽 加熱除氧，使補水溶氧析出。排汽冷卻放出的熱量足夠?qū)⒀a水加熱到除氧溫 度、使凝汽器9出口含氧量滿足大補充水量除氧的要求。這樣可以省掉低壓除 氧器，降低土建投資。
當供熱抽汽熱負荷發(fā)生變化時，抽汽前l(fā)級(或2級)隔板和動葉片受力 要增大，為了保證機組安全運行，各級隔板和動葉片按最大應力工況進行設
計，抽汽口前附近的隔板和動葉片采用加強型隔板和動葉片，并設置相應的 自動保護系統(tǒng)，對最低抽汽壓力和最高抽汽壓力值進行限制。
抽汽流量增大后，中壓缸應力增大，強度、剛性不足；本發(fā)明中壓缸4采 用耐高溫的CrMoV材料，替代常規(guī)的CrMo鋼，并優(yōu)化結(jié)構(gòu)設計，增加加強措 施，保證中壓缸4具有足夠的強度和剛性。
實例二
參見圖2、圖2-l: 1級工業(yè)抽汽設置在再熱段中壓聯(lián)合汽閥13前，抽汽壓 力為3.5MPa，由中壓聯(lián)合汽閥13調(diào)節(jié)控制供熱抽汽壓力和抽汽量；2級工業(yè) 抽汽設置在中壓第4級后，抽汽壓力為1.5MPa，由旋轉(zhuǎn)隔板ll調(diào)節(jié)控制供熱 抽汽壓力和抽汽量；采暖抽汽設置在中壓排汽口，由安裝在連通管8上的供熱 碟閥12調(diào)節(jié)抽汽壓力和抽汽量，抽汽壓力為0.5MPa。其余與實例一相同。
實例三
參見圖3、圖3-l: 1級工業(yè)抽汽設置在再熱段中壓聯(lián)合汽閥13前，抽汽壓 力為3.5Mpa，由中壓聯(lián)合汽閥13調(diào)節(jié)控制供熱抽汽壓力和抽汽量；2級工業(yè) 抽汽設置在中壓第l級后，抽汽壓力為2.5MPa，由工業(yè)抽汽調(diào)節(jié)閥10調(diào)節(jié)控 制抽汽壓力和抽汽量；3級工業(yè)抽汽設置在中壓第3級后，抽汽壓力為1.5 Mpa,由旋轉(zhuǎn)隔板ll調(diào)節(jié)控制供熱抽汽壓力和抽汽量。其余與實例一相同。
實例四
參見圖4、圖4-l: 1級工業(yè)抽汽設置在再熱段中壓聯(lián)合汽閥13前，由中壓 聯(lián)合調(diào)節(jié)閥13調(diào)節(jié)控制供熱抽汽壓力和抽汽量，抽汽壓力為3.5 Mpa。 2級工 業(yè)抽汽設置在中壓第l級后，抽汽壓力為2.5MPa，由工業(yè)抽汽調(diào)節(jié)閥10調(diào)節(jié) 控制抽汽壓力和抽汽量。采暖抽汽設置在中壓排汽口，由安裝在連通管8上的 供熱碟閥12調(diào)節(jié)抽汽壓力和抽汽量，抽汽壓力為0.5 Mpa。其余與實例一相 同。
權利要求
1.一種熱電聯(lián)供汽輪機，包括順序布置的前軸承箱、高壓缸、高中壓間軸承箱、中壓缸、中低壓間軸承箱、低壓缸及盤車箱，缸內(nèi)布置有轉(zhuǎn)子；高中壓間軸承箱內(nèi)布置油推力軸承；中壓缸排汽口與低壓缸進汽口之間有連通管連接；低壓缸的出口設有凝汽器；中壓缸上設有供熱抽汽口；其特征在于所述供熱抽汽口共有三個供熱抽汽級，每一供熱抽汽級都設有抽汽調(diào)節(jié)裝置；所述三個抽汽級都是工業(yè)抽汽，抽汽壓力分別為，一級工業(yè)抽汽壓力3.5MPa，二級工業(yè)抽汽壓力2.5MPa，三級工業(yè)抽汽壓力1.5MPa；或所述三個抽汽級中，兩個是工業(yè)抽汽級，抽汽壓力為3.5MPa、2.5.MPa、1.5MPa中任意兩種，另一抽汽級是供暖抽汽級，抽汽壓力0.5MPa。
2. 根據(jù)權利要求l所述的熱電聯(lián)供汽輪機，其特征在于所述抽汽調(diào)節(jié) 裝置分別為一級工業(yè)抽汽采用中壓調(diào)節(jié)閥、二級工業(yè)抽汽采用供熱抽汽調(diào)節(jié) 閥、三級工業(yè)抽汽采用旋轉(zhuǎn)隔板，供暖抽汽級采用供熱碟閥。
3. 根據(jù)權利要求2所述的熱電聯(lián)供汽輪機，其特征在于所述中壓調(diào)節(jié) 閥、供熱抽汽調(diào)節(jié)閥、旋轉(zhuǎn)隔板、供熱碟閥具有漏氣間隙，該漏汽間隙的通 流面積滿足如下要求,最小冷卻蒸汽流量≈設計工況蒸汽流量10%。
4. 根據(jù)權利要求l所述的熱電聯(lián)供汽輪機，其特征在于所述中壓缸用 CrMoV材料制成。
5. 根據(jù)權利要求l所述的熱電聯(lián)供汽輪機，其特征在于所述推力軸承的主、負推力面的面積相同。
6. 根據(jù)權利要求l所述的熱電聯(lián)供汽輪機，其特征在于所述各級抽汽 的抽汽管道上設有止逆閥、快關閥、安全閥。
7. 根據(jù)權利要求l所述的熱電聯(lián)供汽輪機，其特征在于所述中壓缸內(nèi) 有級間隔板，其中對應抽汽口的前一級或前兩級隔板采用加強型隔板。
8. 根據(jù)權利要求l所述的熱電聯(lián)供汽輪機，其特征在于所述轉(zhuǎn)子上有 多級動葉片，其中對應抽汽口的前一級或前兩級動葉片采用加強型葉片。
9. 根據(jù)權利要求l所述的熱電聯(lián)供汽輪機，其特征在于所述凝汽器的 喉部設有真空除氧器。
全文摘要
本發(fā)明公開一種250～400MW等級三抽可調(diào)供熱抽汽凝汽式熱電聯(lián)供汽輪機，包括順序布置的前軸承箱、高壓缸、高中壓間軸承箱、中壓缸、中低壓間軸承箱、低壓缸及盤車箱，缸內(nèi)布置有轉(zhuǎn)子，中壓缸排汽口與低壓缸進汽口之間有連通管連接，低壓缸的出口設有凝汽器，中壓缸上設有抽汽口，該抽汽口共有三個抽汽級，每一抽汽級都設有抽汽調(diào)節(jié)裝置，三個抽汽級的抽汽壓力是3.5MPa、2.5MPa、1.5MPa、0.5MPa中的任意三個，可滿足需要三種壓力等級供熱蒸汽熱用戶的要求。
文檔編號F01D25/16GK101344019SQ20081004565
公開日2009年1月14日 申請日期2008年7月24日 優(yōu)先權日2008年7月24日
發(fā)明者余宏才, 周永東, 禮 唐, 唐清舟, 徐瓊鷹, 宇 方, 楊曉燕, 梁崇治, 樊小平, 王建偉, 袁朝興, 趙世全, 陳曉明, 陳煜華, 果 黃 申請人:東方電氣集團東方汽輪機有限公司