东方1000mw超超临界汽轮机冷却系统设计

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1、2O10年第2期圣言乞扮胀11DoNGFANGTURBINE周永东袁永强(东方汽轮机有限公司，四川德阳，618000)摘要：介绍了东方一日立1000M1Ⅳ超超临界汽轮机冷却结构的设计特点，对该机组冷却参数的选取、调节和冷却效果也进行了介绍，说明了采用蒸汽冷却技术，可以提高材料的使用等级，从而使材料性能得到充分合理的使用，并确保机组的安全运行。关键词：超超临界汽轮机；高温材料；冷却系统TheDesignoftheCoolingSystemofDongfang·—Hitachi1000MWUltra—supercriticalSteamTu

2、rbineZhouYongdong，YuanYongqiang(DongfangTurbineCo．，Ltd．DeyangSichuan618000)Abstract：ThispaperintroducesthedesignfeaturesofcoolingstructureofDongfang··Hitachi1000MWUltra·supercriticalsteamturbineanditalsointroducestheselectionandadjustmentofcoolingparametersaswellasthecoo

3、lingefectofthisunit，whichimprovestheusinggradeofmaterialsthroughtheuseofsteamcoolingtechnology,thuswecanmakefulluseofmaterialpropertiesandensurethesafeoperationoftheunit．Keywords：ultra—supercriticalsteamturbine，hightemperaturematerials，coolingsystem超临界汽轮机的启动、停机和负荷变动的过程0引

4、言中，汽轮机部件承受相当大的热应力，最大热应力通常位于汽轮机部件的高温区域的应力集中部随着科学技术的进步和材料技术的发展，为位。采用蒸汽冷却技术可以降低超超临界汽轮机提高汽轮发电机组的热效率，汽轮机的主蒸汽温高温部件的工作温度和部件的温度差，在其它条度和再热蒸汽温度不断提高。随着蒸汽温度的升件相同的情况下可以降低这些部件的热应力，从高，材料的力学性能有所下降，为了保证超超临而延长部件的设计寿命。培件的蒸汽冷却技术现界IO00MW汽轮机的部件有足够的强度和寿命，除已成为超超临界汽轮机设计的关键技术之一，也采用高温强度好的钢材之外，还应采用

5、蒸汽冷却是保证超超临界汽轮机安全运行的重要技术手段技术和冷却结构设计。蒸汽冷却是采用温度比较之一。低的蒸汽来冷却汽轮机的高温部件，以降低汽轮对于东方一日立IO00MW超超临界汽轮机来说，机高温部件的工作温度，确保其安全运行。在超主蒸汽温度和再热蒸汽温度均为600℃，因此在主作者简介：周永东(1974一)，男，工程师，1998年毕业于西安交通大学热力发动机专业，现从事汽轮机主机的设计研究工作。袁永强(1962一)，男，1984年毕业于西安交通大学，工学硕士，教授级高工，现任副总设计师，主要从事汽轮机结构、轴系设计研究工作。12l圣言沌扮嵌

6、2010年第2期lDONGFANGTURBINE蒸汽、再热蒸汽进汽管、喷嘴室及中压转子采用蒸汽冷却技术，既可以提高现有材料使用等级，充分利用材料的机械性能，又可以延长这些部件的设计寿命。本文主要以东方一日立1000MW超超临界汽轮机为例，对冷却系统进行简述介绍。1冷却系统的设计冷却系统的设计主要是对冷却部位的选择及冷却参数的设计。东方一日立1000MW超超临界汽轮机的冷却系统53312Design600~2DesignSXA—D2—576分为内部冷却和外部控制冷却两部分。内部冷却图1主蒸汽进汽管(与超临界机组结构比较)就是不需要外部管道

7、和阀门，采用内部自流对部件进行冷却；而外部冷却需要外部管道和阀门，对冷却参数进行控制。内部冷却主要是对喷嘴室和中压缸中分面螺栓进行冷却，在这里就不做介绍。本文主要对外部控制冷却进行介绍。1．1冷却部位(1)主蒸汽和再热蒸汽进汽管1000MW超超临界汽轮机高压缸和中压缸都是双层缸，主蒸汽和再热蒸汽都是通过进汽管穿过外缸，外缸除与进汽管联接处温度较高外，其余温度相对较低，因些对进汽管采用冷却技术，将温图2再热蒸汽进汽管(与超临界机组结构比较)度相对较低的蒸汽通入到进汽管高温区域，使得高、中压外缸与高温蒸汽相隔离，降低外缸的工作温度，从而提高

8、材料的使用强度。这样高、中压外缸可以采用Cr-Mo-V钢就可以满足设计要求。其结构见图1和图2。(2)中压转子由于中压第一级叶片较长，因些该处转子应力较高，加之中压第一级焓降和温度下降相对较小，为了提高中压