本發(fā)明涉及汽輪機，尤其涉及一種超臨界超高溫單缸再熱凝汽式汽輪機。

背景技術(shù)：

1、鋼鐵在工藝生產(chǎn)中伴生大量的高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣和焦爐煤氣，扣除工藝生產(chǎn)自用后，尚剩有大量富余煤氣。鋼鐵工業(yè)應(yīng)充分利用高爐煤氣和轉(zhuǎn)爐煤氣等可燃氣體和各類蒸汽，以自備電站為主要集成手段，推動鋼鐵企業(yè)節(jié)能降耗。通過新上高參數(shù)高效節(jié)能發(fā)電機組或針對原有老舊機組的升級換新，可實現(xiàn)鋼鐵企業(yè)資源優(yōu)化配置，降低企業(yè)綜合能耗和生產(chǎn)成本，增加企業(yè)的經(jīng)濟效益和市場競爭能力，同時也降低廢氣排放，實現(xiàn)環(huán)保生產(chǎn)的目的。

2、近年來，由于節(jié)能減排以及裝備升級改造任務(wù)日益緊迫，以往應(yīng)用于大型燃煤機組的超高壓中間再熱技術(shù)逐漸向小型化發(fā)展。2017年冶金行業(yè)推出了小型亞臨界煤氣發(fā)電(80mw-135mw)應(yīng)用項目，目前國內(nèi)80mw、100mw、120mw、135mw的小型亞臨界煤氣發(fā)電機組已有80多臺套業(yè)績，已投產(chǎn)的有20多臺套。隨著國產(chǎn)電力裝備制造技術(shù)的進步，2020年來，冶金行業(yè)開始推出高效超臨界煤氣發(fā)電技術(shù)(135mw-150mw)，目前國內(nèi)135mw、145mw高效超臨界機組已有4臺業(yè)績，目前均在建設(shè)中。

3、目前國內(nèi)在役或在建的中小型余熱利用機組均采用雙缸布置方案，普遍具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、安裝空間大、生產(chǎn)維護成本高等難題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、占用空間小、成本低的超臨界超高溫單缸再熱凝汽式汽輪機。

2、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明提供一種超臨界超高溫單缸再熱凝汽式汽輪機，包括外缸和穿設(shè)于外缸內(nèi)的轉(zhuǎn)子，外缸與轉(zhuǎn)子之間從前至后依次布置有高壓通流模塊和中低壓通流模塊，主蒸汽通過高壓主調(diào)節(jié)聯(lián)合汽閥進入高壓通流模塊的高壓進汽口，高壓通流模塊內(nèi)部在靠近高壓進汽口處設(shè)有用于實現(xiàn)主蒸汽焓降的調(diào)節(jié)級，高壓通流模塊的高壓排汽口連接再熱器的入口，再熱器的出口通過再熱主調(diào)節(jié)聯(lián)合汽閥連接中低壓通流模塊的進汽口。

4、優(yōu)選地，高壓通流模塊通過噴嘴配汽實現(xiàn)主蒸汽焓降。

5、優(yōu)選地，高壓通流模塊和中低壓通流模塊采用雙向反流形式布置。

6、優(yōu)選地，高壓通流模塊包括高壓內(nèi)缸，高壓內(nèi)缸的前端和后端分別設(shè)有第一平衡活塞汽封和第二平衡活塞汽封；中低壓通流模塊包括從前至后依次布置的中壓內(nèi)缸和多個靜葉持環(huán)。

7、優(yōu)選地，轉(zhuǎn)子包括從前至后依次相連接的高溫區(qū)段、超高溫區(qū)段和低溫區(qū)段，超高溫區(qū)段位于高壓通流模塊的后端部和中低壓通流模塊的前端部，高溫區(qū)段、超高溫區(qū)段和低溫區(qū)段的材質(zhì)分別根據(jù)各自所在的通流區(qū)域的溫度分布確定。

8、優(yōu)選地，高溫區(qū)段與超高溫區(qū)段焊接，超高溫區(qū)段與低溫區(qū)段焊接。

9、優(yōu)選地，外缸包括相連通的前汽缸和排汽缸，前汽缸的后端與排汽缸的前端相連接形成一體式的外缸。

10、優(yōu)選地，排汽缸與轉(zhuǎn)子之間設(shè)有末級空心靜葉大隔板。

11、優(yōu)選地，外缸的前側(cè)設(shè)有落地滑移式的前軸承座，前軸承座內(nèi)設(shè)有徑向推力聯(lián)合軸承，外缸的后端設(shè)有固定的后軸承座，后軸承座內(nèi)設(shè)有徑向軸承，轉(zhuǎn)子的前端和后端分別由徑向推力聯(lián)合軸承和徑向軸承支承。

12、優(yōu)選地，高壓主調(diào)節(jié)聯(lián)合汽閥設(shè)有兩組，兩組高壓主調(diào)節(jié)聯(lián)合汽閥分別布置于外缸的兩側(cè)，每組高壓主調(diào)節(jié)聯(lián)合汽閥均包括一高壓主汽門和兩個高壓調(diào)節(jié)汽閥，各高壓調(diào)節(jié)汽閥均與高壓通流模塊的高壓進汽口相連接。

13、優(yōu)選地，再熱主調(diào)節(jié)聯(lián)合汽閥設(shè)有一組，再熱主調(diào)節(jié)聯(lián)合汽閥布置于外缸的一側(cè)，再熱主調(diào)節(jié)聯(lián)合汽閥包括一再熱主汽門和一再熱調(diào)節(jié)汽閥，再熱調(diào)節(jié)汽閥與中低壓通流模塊的進汽口相連接。

14、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有顯著的進步：

15、本發(fā)明的超臨界超高溫單缸再熱凝汽式汽輪機，在同等級同參數(shù)機組中首次采用單缸布置形式，將高壓通流模塊和中低壓通流模塊整合于同一外缸內(nèi)，相較現(xiàn)有的雙缸布置機組，大幅縮短了機組的軸向跨距，能使整機長度縮短4米-5米，并節(jié)省一套中軸承座及支撐軸承以及中軸承座附件油檔、汽封等，使得整機成本大幅降低，制造成本可降低25％以上，并且機組結(jié)構(gòu)也更加緊湊，設(shè)備軸向占地空間縮小，使得廠房建設(shè)成本也大幅降低，同時顯著減少了機組安裝及維護的工作量。本發(fā)明的超臨界超高溫單缸再熱凝汽式汽輪機，采用在高壓通流模塊的高壓進汽口處設(shè)置調(diào)節(jié)級實現(xiàn)主蒸汽一定程度焓降的進汽方式，具有靈活性高的優(yōu)點，可以適應(yīng)寬負荷運行需求，保證機組在低負荷或者大抽汽需求時仍保持高效。

技術(shù)特征：

1.一種超臨界超高溫單缸再熱凝汽式汽輪機，其特征在于，包括外缸(1)和穿設(shè)于所述外缸(1)內(nèi)的轉(zhuǎn)子(2)，所述外缸(1)與所述轉(zhuǎn)子(2)之間從前至后依次布置有高壓通流模塊和中低壓通流模塊，主蒸汽通過高壓主調(diào)節(jié)聯(lián)合汽閥(3)進入所述高壓通流模塊的高壓進汽口，所述高壓通流模塊內(nèi)部在靠近所述高壓進汽口處設(shè)有用于實現(xiàn)所述主蒸汽焓降的調(diào)節(jié)級(4)，所述高壓通流模塊的高壓排汽口連接再熱器的入口，所述再熱器的出口通過再熱主調(diào)節(jié)聯(lián)合汽閥(5)連接所述中低壓通流模塊的進汽口。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超臨界超高溫單缸再熱凝汽式汽輪機，其特征在于，所述高壓通流模塊通過噴嘴配汽實現(xiàn)所述主蒸汽焓降。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超臨界超高溫單缸再熱凝汽式汽輪機，其特征在于，所述高壓通流模塊和所述中低壓通流模塊采用雙向反流形式布置。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超臨界超高溫單缸再熱凝汽式汽輪機，其特征在于，所述高壓通流模塊包括高壓內(nèi)缸(6)，所述高壓內(nèi)缸(6)的前端和后端分別設(shè)有第一平衡活塞汽封(9)和第二平衡活塞汽封(10)；所述中低壓通流模塊包括從前至后依次布置的中壓內(nèi)缸(7)和多個靜葉持環(huán)(8)。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超臨界超高溫單缸再熱凝汽式汽輪機，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子(2)包括從前至后依次相連接的高溫區(qū)段(2.1)、超高溫區(qū)段(2.2)和低溫區(qū)段(2.3)，所述超高溫區(qū)段(2.2)位于所述高壓通流模塊的后端部和所述中低壓通流模塊的前端部，所述高溫區(qū)段(2.1)、所述超高溫區(qū)段(2.2)和所述低溫區(qū)段(2.3)的材質(zhì)分別根據(jù)各自所在的通流區(qū)域的溫度分布確定。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超臨界超高溫單缸再熱凝汽式汽輪機，其特征在于，所述高溫區(qū)段(2.1)與所述超高溫區(qū)段(2.2)焊接，所述超高溫區(qū)段(2.2)與所述低溫區(qū)段(2.3)焊接。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超臨界超高溫單缸再熱凝汽式汽輪機，其特征在于，所述外缸(1)包括相連通的前汽缸(1.1)和排汽缸(1.2)，所述前汽缸(1.1)的后端與所述排汽缸(1.2)的前端相連接形成一體式的外缸(1)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的超臨界超高溫單缸再熱凝汽式汽輪機，其特征在于，所述排汽缸(1.2)與所述轉(zhuǎn)子(2)之間設(shè)有末級空心靜葉大隔板(12)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超臨界超高溫單缸再熱凝汽式汽輪機，其特征在于，所述外缸(1)的前側(cè)設(shè)有落地滑移式的前軸承座(15)，所述前軸承座(15)內(nèi)設(shè)有徑向推力聯(lián)合軸承(16)，所述外缸(1)的后端設(shè)有固定的后軸承座(17)，所述后軸承座(17)內(nèi)設(shè)有徑向軸承(18)，所述轉(zhuǎn)子(2)的前端和后端分別由所述徑向推力聯(lián)合軸承(16)和所述徑向軸承(18)支承。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超臨界超高溫單缸再熱凝汽式汽輪機，其特征在于，所述高壓主調(diào)節(jié)聯(lián)合汽閥(3)設(shè)有兩組，兩組所述高壓主調(diào)節(jié)聯(lián)合汽閥(3)分別布置于所述外缸(1)的兩側(cè)，每組所述高壓主調(diào)節(jié)聯(lián)合汽閥(3)均包括一高壓主汽門和兩個高壓調(diào)節(jié)汽閥，各所述高壓調(diào)節(jié)汽閥均與所述高壓通流模塊的高壓進汽口相連接。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超臨界超高溫單缸再熱凝汽式汽輪機，其特征在于，所述再熱主調(diào)節(jié)聯(lián)合汽閥(5)設(shè)有一組，所述再熱主調(diào)節(jié)聯(lián)合汽閥(5)布置于所述外缸(1)的一側(cè)，所述再熱主調(diào)節(jié)聯(lián)合汽閥(5)包括一再熱主汽門和一再熱調(diào)節(jié)汽閥，所述再熱調(diào)節(jié)汽閥與所述中低壓通流模塊的進汽口相連接。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及汽輪機技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種超臨界超高溫單缸再熱凝汽式汽輪機，包括外缸和穿設(shè)于外缸內(nèi)的轉(zhuǎn)子，外缸與轉(zhuǎn)子之間從前至后依次布置有高壓通流模塊和中低壓通流模塊，主蒸汽通過高壓主調(diào)節(jié)聯(lián)合汽閥進入高壓通流模塊的高壓進汽口，高壓通流模塊內(nèi)部在靠近高壓進汽口處設(shè)有用于實現(xiàn)主蒸汽焓降的調(diào)節(jié)級，高壓通流模塊的高壓排汽口連接再熱器的入口，再熱器的出口通過再熱主調(diào)節(jié)聯(lián)合汽閥連接中低壓通流模塊的進汽口。將高壓通流模塊和中低壓通流模塊整合于同一外缸內(nèi)，大幅縮短了機組的軸向跨距，成本大幅降低，結(jié)構(gòu)更加緊湊，占地空間縮小。采用設(shè)置調(diào)節(jié)級實現(xiàn)主蒸汽一定程度焓降的進汽方式，可適應(yīng)寬負荷運行需求。

技術(shù)研發(fā)人員：朱紅磊,李文福,蔡小燕,袁燕,王星星,王雪飛
受保護的技術(shù)使用者：上海汽輪機廠有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2