超超临界660MW汽轮机设计特点

超超临界660MW汽轮机设计特点

超超临界６６０ＭＷ汽轮机设计特点

袁永强

（东方汽轮机有限公司）

籀要：简要介绍东方引进型６６０ＭＷ超超临界汽轮机的结构以及在可靠性设计方面的技术特点，针对超超临界机组的特点做了特别设计．说明该机是采用当今先进技术开发的具有效率高．安全可靠，运行灵活和维护方便的新一代超超临界汽轮机．

国内常用的评价指标和日立的评价方法。

关键词：超超临界、结构、设计、可靠性

０前言

由于环境压力加重以及提高能源利用率的经济效益双重驱动。新建燃煤发电站逐步向高参数、大容量方向发展。并主要以超临界、超超临界参数的６００ＭＷ等级以上机型为发展目标．东方引进型超超临界６６０Ｍｗ汽轮机采用了初参数２５好ａ／６００℃／６００℃的机型，就是采用当今先进技术开发的具有效率高．安全可靠，运行灵活和维护方便等特点的新一代超超临界汽轮机。

本文就该机型的总体结构、针对高参数、大容量汽轮机可靠性设计的要点等作一概貌性介绍．１总体结构

东方超超临界６６０ＭＷ汽轮机为单轴三缸四排汽型式．从机头到机尾依次串联高中压缸（逆流高压缸、顺流中压缸）及两个双流低压缸．高压缸呈反向布置（头对中压缸），由一个单流调节级与７个单流压力级组成．中压缸共有６个压力级。两个低压缸压力级总数为２Ｘ２Ｘ７级。末级叶片高度为ｌＯｌ６ｍｍ（４０”），采用一次中间再热，汽轮机总长为２７．７０ｍ，汽轮发电机组总长４１．３ｍ。其纵剖面图如图Ｉ所示。

该机型高中压模块采用日立苫东厚真超超临界７００９Ｗ模块，已于２００２年６月投运，曾创造日本火电机组最商热效率记录：低压模块采用６００唧等级超临界机组成熟的４０“低压模块，并已在国内常熟、阜阳、首阳山等工程成功投运。该机型已在国内安徽芜湖工程中使用并投入运行，因此东方引进型超超临界６６０９Ｗ汽轮机具有机型继承性好、技术先进、成熟可靠等特点。

图ｉ东方引进型超超临界６６０ＭＷ汽轮机纵剖面图

２汽轮机的设计和结构特点

２．Ｉ总体特点

该机型具有超群的热力性能；优越的产品运行业绩及可靠性：高效、高可用率、容易维护、检修所花时间少、运行灵活、快速启动及调峰能力。

超超临界660MW汽轮机设计特点

汽轮机三根转子各由两只径向轴承来支承，属予传统成熟结构；安装维护方便，轴承跨距小。转子刚度高，厂内高速动平衡状态的动力特性与现场转子工作状基本相同．减少现场动平衡量；而且轴承工作比压相对较低。在一般轴承比压设计范围内，联轴器螺栓受力较小．汽机转子能平稳安全运行．

该机型采用以下在多台相近蒸汽参数和相同容量的机组得到验证的设计和结构特征。来保证机组具有高的可靠性和运行高效率。

●模块设计●采用成熟可靠结构

●选用合适的材料来适应高蒸汽参数

●可靠的防止固体微粒腐蚀的技术●高效率冲动式叶型●对高温部件作特殊精心设计

●高中压缸为双层缸结构●汽缸采用水平中分面、窄高法兰，并采用合理的螺栓冷却加热系统●中心线支承方式●汽缸和隔板精确的同心度

■经过验证的叶片固定方式

●对轴系稳定性进行了慎密校核●每个转子配有独立的双轴承支撑●实心整锻转子，轮盘式转子结构

●低压缸为三层虹结构，防止热变形●铁素体不锈钢汽封

●径向汽封，动静间隙合理

●结构上有足够的疏水槽

●先进的低压缸喷水系统●全部隔板采用焊接结构●钢台板支撑●测温元件可在线更换

●转子厂内高速动平衡和超速试验，将不平衡量降到晟小

●高效、高可靠性的阀门

２．２高中压模块●面向用户的设计、检修维护方便

该机型为冲动式汽轮机，具有通流级数少。采用静叶强度很好的隔板结构。动叶刚度大，叶片强度安全裕度大等特点；采用高中合缸结构，如图２所示．其优点如下：

图２高中压缸纵剖面

●缩短汽轮机的总长度，有利于机组的启动过程中的顺利膨胀，缩短启动时间，节约启动费用。减小基建及厂房投资。

●减少了支持轴承个数，可降低轴承损失，提高效率并减少维护费用。３Ｓ

超超临界660MW汽轮机设计特点

超超临界660MW汽轮机设计特点

超超临界660MW汽轮机设计特点

超超临界660MW汽轮机设计特点

超超临界660MW汽轮机设计特点

超超临界660MW汽轮机设计特点

所有这些关键部套的结构与选材都经过多年的实验室试验验证与数台机组多年的电厂运行考验，各主要部件材料见图１６．

图１６高中压主要部件材料

超超临界机组低压缸进汽温度因再热温度的提高而随之提高，达到３９３℃ 原先允许的材料最高使用温度为３５０＂Ｃ．已远不能满足要求．为此须改用高纯度（尽可能降低Ｐ、Ｓｎ、Ｓｂ等杂质含量）、低合金Ｍｎ、Ｓｉ含量的ＮｉＣｒＭｏＶ锻钢，牌号为３０Ｃｒ２Ｎｉ４ＭｏＶ 它可以在保持很低的脆性转变温度（ＦＡＴＴ）同时防止等温回火脆化．

其与６００ＭＷ超临界汽轮机材料对比见表１

表１

序号

ｌ

２

３

４

５６００ＭＷ等级汽轮机材料对比主要零部件高中压转子超超临界１２Ｃｒ钢超临界改良型Ｃｒ－Ｍｏ－ｖＮｉ－ｃｒ－Ｍｏ－Ｙ钢Ｃｒ－Ｍｏ－Ｖ钢ＣｒＭｏ．ｖ钢Ｃｒ－Ｍｏ—Ｖ钢

ＣｒＭ０１．ｖ钢

１２Ｃｒ钢

Ｃｒ．Ｍｏ叫钢

Ｃｒ－Ｍｏ－Ｖ钢低压转子高中压外缸Ｎｉ—ｃｒ嘲ｏ－ｖ钢（超纯净）Ｃｒ．Ｍｏ—Ｖ钢１２Ｃｒ钢１２Ｃｒ钢ＣｒｌＩｏ－｝４ｂ—Ｖ—Ｗ－Ｎ高中压内缸喷嘴室１３１４１５１６汽缸高温螺栓高压主汽阀壳高压调节阀壳联合汽阉壳１２Ｃｒ钢１２Ｃｒ钢１２Ｃｒ钢

４．２高中压进汽部分冷却

高、中压外缸在进汽区段的冷却结构见图４，在外缸靠近主汽管处有一小口，引入一小股冷却蒸４１

超超临界660MW汽轮机设计特点

汽，流经外缸与导汽管之间及外缸与内缸之间形成的狭小间隙，对外缸内壁进行隔离与冷却．冷却蒸汽来自高压１段回热抽汽。

４．３防止汽流激振措施

随着机组单机容量的增大、蒸汽参数的提高，轴系转子和轴承数目也增多，因此在机组设计阶段不仅对轴系要进行常规的横向振动特性和扭转振动特性分析。而且对“汽流激振”也要进行分析研究，并在考虑汽流力的前提下，进行轴系稳定性计算，保证最佳的汽封结构设计和优良的轴系稳定性。

汽流激振对轴系稳定性的影响取决于汽封的类型和汽封的结构尺寸。以及运行状态和蒸汽参数。汽封的动特性系数与压降、汽封齿宽度（齿数和节距）成正比，与转子汽封间隙、汽封齿高度成反比．

对于该机在避免汽流激振方面主要有以下几项设计准则。

△鼗王剧廑途让蕉则；

当转子的重量较轻，刚度较小（挠度大）时，通过转子动静汽封间的汽流激励容易引起转子的激振。因些在设计时，通过限制。强迫挠度系数”方法来避免产生气流激振。强迫挠度系数是由每根转子的重量、挠度和出力确定的．其定义如下：

强迫挠度＝转子静挠度×转子输出力矩

转子重量×动叶平均半径

设计时．使各转子的强迫挠度系数在允许范围内．

垒垄捶金墨笪遗越回隧

为了避免汽流激振，选择适当的汽封问隙是极为重要的 …… 此处隐藏：3382字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……