邹县电厂四期超超临界1000mw汽轮机本体特点介绍ppt课件.ppt

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邹县电厂四期超超临界1000MW汽轮机本体特点介绍 一、总体结构我厂超超临界1000MW汽轮机为单轴三缸四排汽型式，从机头到机尾依次串联一个单流高压缸、一个双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），由一个双流调节级与8个单流压力级组成。中压缸共有2×6个压力级。两个低压缸压力级总数为2×2×6级。末级叶片高度为43″,采用一次中间再热。其立体图如图1所示，纵剖面图见图2 图1单轴1000MW汽轮发电机组立体图 图2东方超超临界100MW汽轮机纵剖面图 主蒸汽从高压外缸上下对称布置的4个进汽口进入汽轮机，通过高压9级作功后去锅炉再热器。再热蒸汽由中压外缸中部下半的2个进汽口进入汽轮机的中压部分，通过中压双流6级作功后的蒸汽经一根异径连通管分别进入两个双流6级的低压缸，作功后的乏汽排入两个不同背压的凝汽器。我厂1000MW功率机组技术先进、成熟、安全可靠；所有的最新技术近期均有成功的应用业绩，通过这些技术的最优组合，使该机型的总体性能达到了世界一流的先进水平。 二、母型机组全部高、中、低压三个汽缸另部件都经过运行考验，均有相应的应用业绩；证明是成熟可靠结构。三缸四排汽参数与本工程相同或相近。机组功率（型式）电厂（投运时间）取用的部套参数1000MW（CC4F-41）原町2#Haramachi（1998.7）高压缸、中压缸24.5Mpa,600℃/600℃背压4.27KPa1000MW（CC4F-41）常陆那珂1#Hitachi-Naka（2003.1）24.5Mpa,600℃/600℃背压5.09KPa700MW（TC4F-43）苫东厚真4#Tomato-Atsuma(2002.6)低压缸25.0Mpa,600℃/600℃(背压为3.33kPa) 上述日立公司700MW机组创造了日本电厂最高热效率记录。其设计热耗为7226kJ/kW.h（1726kcal/kW.h），实测值为7194kJ/kW.h（1718.2kcal/kW.h），实测热效率达到50%。 高中压部分：材料、功率、进汽参数、结构与1998年投运的原町2#机和2003年投运的常陆那珂1#机基本相同；运行业绩表明我厂两台机组所采用的高压高温结构是成熟结构，很好的解决了超超临界机组在高温部分所面临的关键技术：材料、热部件结构、热应力热变形和汽流激振等问题。低压部分：本次投标机组低压缸末级叶片采用43英吋，因此低压模块与2002年投运的苫东厚真4#相同。所以高、中、低压缸模块结构都有运行业绩，为成熟结构。 因此，我厂两台机组设计机型无论是单轴、四缸的总体布置、轴系特性，还是超超临界高压缸及中压缸的参数、材料、结构形式，低压缸43英吋长叶片等都同时具有运行业绩；现在主要的设计工作仅为对通流进行优化设计。 三、汽轮机的设计和结构特点1、总体特点我厂两台1000MW机组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。机组采用一只高压缸、一只中压缸和二只低压缸串联布置。汽轮机四根转子各由两只径向轴承来支承。这种支承方式不仅安装维护方便，属于传统结构；相对于单支承轴承跨距小，转子刚度较高，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。 本机组采用以下，并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。L模块设计L采用成熟可靠结构L高效率冲动式叶型L选用合适的材料来适应高蒸汽参数L对高温部件作特殊精心设计L可靠的防止固体微粒腐蚀的技术L高压、中压缸为双层缸结构 L汽缸采用水平中分面、窄高法兰，并采用合理的螺栓冷却系统L中心线支承方式L汽缸和隔板精确的同心度L经过验证的叶片固定方式L每个转子配有独立的双轴承支撑L对轴系稳定性进行了慎密校核L实心合金钢整锻转子，轮盘式转子结构L低压缸为三层缸结构，防止热变形L铁素体不锈钢汽封L径向汽封，动静间隙合理 L全部隔板采用焊接结构L结构上有足够的疏水槽L钢台板L先进的低压缸喷水系统L测温元件可在线更换L转子厂内高速动平衡和超速试验，将不平衡量降到最小L高效、高可靠性的阀门L面向用户的设计、检修维护方便 2、高压模块（HP汽缸）高压缸为单流式，包括1个双向流冲动式调节级和8个冲动式压力级。高压汽缸采用双层缸结构，内缸和外缸之间的夹层只接触高压排汽，可以使缸壁设计较薄，高压排汽占据内外缸空间，从而使汽缸结构可靠性提高，见图3。 图3高压缸纵剖面 汽缸设计采用合理的结构和支撑方式，保证热态时热变形对称和自由膨胀，降低扭曲变形。高压内、外缸是由Cr-Mo-V合金钢铸件制成。精确加工或手工研磨水平中分面达到严密接触，防止漏汽。内缸支撑在外缸内，允许零件根据温度变化自由膨胀和收缩。内缸下部由支撑垫块支撑，通过调整支撑垫块上的调整垫片来确保内缸垂直对中的准确性。该垫片表面进行硬化，以减少内缸膨胀和收缩时的相对运动产生的磨损。高压汽缸的外缸由延伸到轴承箱上的汽缸猫爪支撑。压力级采用具有良好的空气动力效率的全三维设计冲动式叶片。 3、中压模块（IP汽缸）中压采用双分流，每个流向包括全三维设计的6个冲动式压力级；见图4。由于再热蒸汽温度600℃，为减小热应力，中压汽缸与高压部分一样采用双层缸结构。这样中压高温进汽仅局限于内缸的进汽部分,而中压外缸只承受较低压力和较低温度，汽缸的法兰部分就可以设计得较小。为了降低中压外缸所承受的汽流温度，下半进汽部分结构特殊设计，使再热蒸汽不通过外缸缸体，直接进入内缸进汽室（参见图5）。 图4中压缸纵剖面 图5中压进汽管冷却结构示意图 中压转子采用整锻结构，选用改良12Cr锻钢。为了提高中压转子热疲劳强度，减轻正反第一级间的热应力，从一抽引入低温蒸汽与中压阀后引入的一股蒸汽混合后形成冷却蒸汽进入中压第一级前（参见图6），通过正反第一、二级轮缘叶根处的间隙，起到冷却中压转子高温段轮毂及轮面的目的，并大大降低第一级叶片槽底热应力。 图6中压转子冷却结构示意图 4、低压模块（LP汽缸）低压分ALP、BLP两个缸,均为双流，每个低压缸叶片正、反向对称布置。每个流向包括6个冲动式压力级，低压末级为43英寸（1092mm）钢叶片；见图7。低压缸为减小热应力，采用三层缸结构以避免进汽部分膨胀不畅引起内缸变形。内外缸均采用缸板拼焊结构，低压转子采用整锻结构，选用超纯净Ni-Cr-Mo-V钢锻件。低压缸在结构上有足够的疏水槽，见图8。低压汽缸上备有安全大气阀和人孔。靠近发电机的低压缸在发电机端备有盘车装置。 图7低压缸纵剖面 图8低压缸疏水 5、滑销系统机组共设有三个绝对死点，分别位于中压缸和A低压缸之间的中间轴承箱下及低压缸（A）和低压缸（B）的中心线附近（见图9），死点处的横键限制汽缸的轴向位移，同时，在前轴承箱及两个低压缸的纵向中心线前后设有纵向键，它引导汽缸沿轴向自由膨胀而限制横向跑偏。机组在运行工况下膨胀和收缩时，1号和2号轴承箱可沿轴向自由滑动；见图10。 图9死点布置图 6、喷嘴室喷嘴室特殊的结构大大地减少了汽缸高压区的挠曲和热应力。喷嘴室是薄壁容器，装有调节级喷嘴，喷嘴组与喷嘴室组焊为一体，刚性好，热膨胀性能好，见图11。喷嘴室与汽轮机汽缸装配在一起，但有键组控制喷嘴室相对汽缸的自由膨胀。负荷改变时，喷嘴室吸收调节级喷嘴区的热冲击，这样只有很少的冲击能够传到汽缸。特殊的喷嘴室结构与复合调节进汽相结合，减少了汽缸出现裂纹的可能性并减少维修工作量。 图11双流喷嘴室示意图 7、汽轮机阀门及布置a、主汽调节阀：四个高压主汽阀与四个独立的高压调节阀连为一体，四个高压主汽阀腔室互相连通。每个主汽阀和调节阀均带有自己的油动机和操纵机构，主汽调节阀以及油动机操纵机构一体布置在汽轮机机头前运行层下方，具有充足的检修空间，便于机组维护；见图12。 图12高压主汽调节阀外形及布置图 b、中压联合阀：两个中压联合阀均由液压操作，具有独立阀壳。中压调压阀为球型阀，而中压主汽阀是一个套阀，两阀共用一个阀座。正常工况下中压主汽阀和中压调节阀全开，因此每个阀杆上都有堆焊司太利合金的密封反阀座，减小阀杆漏汽。中压联合阀布置在中压缸中部两侧下方。其重量由汽缸和两侧支架分担。 图13中压联合阀外形及布置图 8、轴承双可倾瓦式（见图14）1#-4#轴承为双可倾瓦块式，有六块钢制可倾瓦块，上下各三块，其轴瓦表面有巴氏合金层。可倾瓦支承在轴承座上，在运行期间随转子方向自由摆动，以获取适应每一瓦块的最佳油楔。装在轴瓦套上的（螺纹）挂销用松配合的形式固定着可倾瓦块，防止它们旋转。双可倾瓦式轴承可使每个可倾瓦块自动找中，不论在径向还是在轴向，都可以获得最佳位置。具有较好自位能力和较高的稳定性。 图14可倾瓦轴承 上瓦开槽椭圆型（见图15）5#-8#轴承为椭圆型，为的是提供运行转速所要求的正常的轴承稳定性。该种型式轴承是经过大量机组运行证明具有较高稳定性和可靠性。 图15椭圆轴承 推力轴承（见图16）推力轴承采用斜面式推力轴承。该轴承结构装配简单，占据空间小，轴承刚度很好，具有较高的承载能力，具有较长的使用寿命。同时外部采用球面配合，具有较好的自位能力。 9、盘车装置盘车装置是用于机组起动时，带动转子低速旋转，以便使转子均匀加热，减小转子变形的可能性，也用在停机后转子冷却阶段以及转子检查时驱动转子低速转动。本装置安装在汽轮机和发电机之间，由电动机和齿轮系组成。在齿轮箱中的一个可移动小齿轮与套在汽轮机转子联轴器法兰上的齿圈啮合，冲转时，可移动的小齿轮借助于碰击齿轮在没有冲击的情况下立即脱开，并闭锁，不再投入。该装置为日立传统结构，具有结构简单可靠等特点。 图17盘车装置 10、轴系设计稳定性高在轴系动力特性设计方面具有以下特点：采用被证明成塾可靠的设计计算分析方法和设计准则；选用稳定性比较好的轴承-可倾瓦轴承和椭圆轴承；每根转子双支承，转子跨度明显小于其他机型，转子刚性高，临界转速高；转子厂内高速动平衡动力状态与现场运行状态基本相同采用有利于轴系稳定性的高压进汽阀门开启顺序，彻底消除汽隙激振源。轮盘式转子结构，汽封直径小，有利于减少汽隙激振。 11、检修维护方便我厂超超临界1000MW汽轮机在设计上充分考虑了从电站设计到检修维护各环节向使用者提供方便，具体如下：总图、系统图工程化设计，方便设计工作；钢台板，可调垫铁方便机组的现场安装；汽缸采用中分平结构，并配有中分平顶开平台；解体前可向结合部位注入润滑、松动剂，方便检修；测量元件自带接线盒，可在线更换，方便维护；高中压转子和低压转子均可不开缸进行现场动平衡；转子采用双支承结构，方便轴系找中和联接；低压缸设有观察孔，可不开缸对末级叶片进行检查。