一種低參數大流量雙分流背壓式汽輪機的制作方法
【專利摘要】一種低參數大流量雙分流背壓式汽輪機，包括前后支座、前后徑向軸承、前后排汽缸、汽缸、進汽室和轉子，所述的汽缸與進汽室鑄為一體，汽缸內對稱裝配有噴嘴持環(huán)和導葉持環(huán)，所述導葉持環(huán)與轉子上分別安裝有靜葉片和動葉片，所述汽缸、進汽室、排汽缸及內部通流采用完全對稱布置。進汽室上連接有進汽管道，進汽管道上設有調節(jié)汽閥和速關閥。這種背壓式汽輪機采用雙分流噴嘴調節(jié)的通流結構，可以保證機組效率在負荷的劇烈變化過程中平緩的變化，使得機組運行安全穩(wěn)定；且采用此類通流結構可以大大縮小汽輪機組在寬度和高度上的尺寸；另外，采用雙分流結構可以縮小轉子尺寸，避免焊接轉子，可直接采用整體鍛造轉子來降低制造成本。
【專利說明】
一種低參數大流量雙分流背壓式汽輪機
技術領域
[0001 ]本發(fā)明涉及汽輪機，尤其是一種低參數大流量雙分流背壓式汽輪機。
【背景技術】
[0002]300MW火力發(fā)電站大機組在我國北方冬季常有供熱需求，供熱方式是從四抽引出壓力等級0.4?0.6Mpa、流量150?400t/h(噸/小時)的蒸汽，通過將其轉化為0.2Mpa左右的蒸汽對水進行加熱供暖。目前常用的蒸汽等級轉換方式為減溫減壓，這種轉換方式不可避免的會造成能量等級損失，而最為理想經濟的方式則是通過后置背壓式汽輪機發(fā)電來完成相應蒸汽品質的轉換。
[0003]用于上述蒸汽品質轉換的汽輪機新汽汽源為主機抽汽，具有參數低、流量大、焓降小的特點。蒸汽壓力受主機負荷影響較大，相同熱負荷下汽輪機容積流量變化大。同時，供熱負荷也在大范圍內變化，這將導致汽輪機的負荷變化劇烈且頻繁，且會長期處于低負荷工況下運行。如此苛刻多變的運行條件對配套汽輪機的性能要求極高，如果采用常規(guī)單缸背壓式汽輪機，則機組結構尺寸大、布置困難、基建成本和制造成本高、安全性與穩(wěn)定性難以保證。
[0004]綜上所述，為此考慮采用一種雙分流背壓式汽輪機來完成此類場合的蒸汽品質轉換。需要解決以下技術問題
1.由于運行條件苛刻多變，在劇烈的負荷變化過程中會給汽輪機的工作效率、運行安全性與穩(wěn)定性帶來極其不利的影響；
2.由于新蒸汽品質不高，壓力損失較大，使得進汽結構對流道的順暢性要求較高，常規(guī)的單缸背壓式汽輪機所采用的單調節(jié)級結構無法滿足要求；
3.進汽參數壓力低，流量大，為合理控制壓損，需要大口徑的速關閥、調節(jié)汽閥來適應運行要求，使得調節(jié)汽閥與汽缸無法合缸設計，而單獨設計裝配的大尺寸調節(jié)汽閥與進排汽管道產生的重量與熱應力對機組的安全運行會產生潛在的風險；
4.蒸汽容積流量大，焓降小，與常規(guī)參數汽輪機相比，在輸出功率相同的前提下低參數汽輪機整體結構尺寸較大，且發(fā)電機組尺寸相對偏小，從而給汽輪發(fā)電機組的布置帶來一定的困難；
5.汽輪機排汽壓力低、比容大、排汽缸尺寸大，若采用常規(guī)的整體鑄造式排汽缸，則生產準備時間較長，鑄造難度大，成本高，鑄造質量難以保證；
6.由于蒸汽參數低、通流面積大，若采用常規(guī)的單缸背壓式汽輪機，則轉子直徑會非常大，從而不可避免的要使用焊接轉子，但焊接技術復雜，焊接轉子對材料的焊接性能要求高，焊后探傷難度較大，導致生產制造成本高，轉子質量難以保證。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供運行安全可靠，壓力損失小、蒸汽壓力容積流量大的一種低參數大流量雙分流背壓式汽輪機，其單機容量可達25MW。
[0006]本發(fā)明解決上述問題的技術方案是:
一種低參數大流量雙分流背壓式汽輪機，包括前后支座、前后徑向軸承、前后排汽缸、汽缸、進汽室和轉子，所述的汽缸與進汽室鑄為一體，汽缸內對稱裝配有噴嘴持環(huán)和導葉持環(huán)，所述導葉持環(huán)與轉子上分別安裝有靜葉片和動葉片，所述汽缸、進汽室、排汽缸及內部通流采用完全對稱布置。進汽室上連接有進汽管道，進汽管道上設有調節(jié)汽閥和速關閥。
[0007]所述進汽缸的圓周上均布有四個獨立的進汽接口，四個進汽接口通過外接四根進汽管道與四個獨立的速關閥-調節(jié)汽閥組合結構相連，四個速關閥-調節(jié)汽閥組合結構則分別通過支撐結構固定在底盤上。
[0008]所述的進汽室采用雙分流噴嘴調節(jié)全周進汽的噴嘴持環(huán)結構，并與汽缸一體鑄造而成，與噴嘴持環(huán)為分離式結構，進汽室外緣中部均勻開設有四個進汽流道，兩側各開設有四個均勻對稱分布的噴嘴流道。
[0009]所述的噴嘴持環(huán)為兩個，在汽缸內對稱設置，噴嘴持環(huán)圓周上均勻對稱布置有四組獨立的噴嘴組。
[0010]所述的前排汽缸和后排汽缸為焊接背壓式結構，且排汽缸的外端部與轉子之間設有汽封體，所述的轉子是整鍛轉鼓式結構。
[0011]所述的汽缸、噴嘴持環(huán)、進汽室、前導葉持環(huán)、后導葉持環(huán)、前排汽缸、后排汽缸沿中分面分為上下兩半，均采用螺栓固定連接;且汽缸與前排汽缸、后排汽缸連接處設有垂直法蘭結合面，并通過螺栓連接。
[0012]轉子安裝在前排汽缸、后排汽缸、汽缸、進汽室和軸承座內并設有液壓頂軸裝置，轉子通過前徑向軸承和后徑向軸承支撐，轉子的軸向位移通過推力軸承來限制，所述的兩個徑向軸承設通過軸承座設置在支座內，支座固定在底盤上，所述的推力軸承設置在前支座內。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:
1.采用雙分流噴嘴調節(jié)的通流結構，可以保證機組效率在負荷的劇烈變化過程中平緩的變化，使得機組運行安全穩(wěn)定;且采用此類通流結構可以大大縮小汽輪機組在寬度和高度上的尺寸，在節(jié)省了基建成本的同時使其與發(fā)電機能夠合理的布置;另外，采用雙分流結構可以縮小轉子尺寸，避免焊接轉子，可直接采用整體鍛造轉子來降低制造成本，同時可以相應縮小前后承載支座和軸承的尺寸，并解決了單缸背壓式汽輪機存在的軸向推力過大的問題。
[0014]2.采用雙調節(jié)級噴嘴持環(huán)全周進汽的進汽室結構，非常適用于大流量的蒸汽流動，順暢高效的流道可有效解決新汽參數品質低、壓損大對裝置效率的影響;且采用單獨裝配的噴嘴持環(huán)來安裝調節(jié)級靜葉片的進汽室型式可以適用于不同的噴嘴結構，對于類似領域應用的汽輪機具有結構通用性，減少設計成本;另外，將進汽室與噴嘴持環(huán)分開設計可以縮小進汽室結構尺寸，實現了進汽室結構的輕質量、高強度，可有效降低汽缸的負載，同時采用上下半的布置型式可確保良好的加工工藝性。
[0015]3.采用的低背壓焊接排汽缸，相比同等條件下使用的低背壓鑄造排汽缸壓損小，效率高，強度好，剛度大;上下半布置的型式能確保良好的加工工藝性和加工質量，制造成本低；同時，對于類似領域應用的低背壓式排汽缸具有結構通用性。
[0016]4.通過采取上述技術手段，有效的解決了上述技術問題，成功解決了熱電廠的能量梯級利用，提高了電廠在供暖時的經濟性。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明的裝配結構示意圖。
[0018]圖2是本發(fā)明的汽缸與進汽管道連接結構示意圖。
[0019]圖3是圖2 P向示意圖。
[0020]圖中:前支座1、推力軸承2、前徑向軸承3、前汽封體4、前排汽缸5、轉子6、前導葉持環(huán)7、汽缸8、噴嘴持環(huán)9、進汽室10、管道11、調節(jié)汽閥12、后導葉持環(huán)13、速關閥14、后排汽缸15、后汽封體16、后徑向軸承17、后支座18。
[0021]
【具體實施方式】
[0022]下面通過實施例結合附圖對本發(fā)明作進一步的描述。
[0023]實施例1。
[0024]參見圖1、圖2，本實施例描述的一種低參數大流量雙分流背壓式汽輪機，是用于300MW火力發(fā)電站大機后置發(fā)電用的雙分流背壓式汽輪機，所述汽輪機主要包括前支座1、推力軸承2、前徑向軸承3、前汽封體4、前排汽缸5、轉子6、前導葉持環(huán)7、汽缸8、噴嘴持環(huán)9、進汽室1、進汽管道11、調節(jié)汽閥12、后導葉持環(huán)13、速關閥14、后排汽缸15、后汽封體16、后徑向軸承17以及后支座18。汽缸通流部分的調節(jié)級采用沖動式設計，壓力級采用反動式設計，汽缸8、進汽室1、前排汽缸5、后排汽缸15及內部通流采用完全對稱布置。
[0025]所述的雙分流背壓式汽輪機的汽缸8上均勻開設有四個獨立的進汽接口，蒸汽經進汽接口從中間的進汽流道進入結構完全對稱的雙調節(jié)級進汽室10，接著通過噴嘴流道向兩邊均勻對稱布置在噴嘴持環(huán)9上的4對噴嘴組分流，然后分別通過調節(jié)級與六級壓力級膨脹作功，最后的乏汽經前排汽缸5、后排汽缸15供給熱用戶。
[0026]其中，前支座I上設有推力軸承2和前徑向軸承3，后支座18上設有后徑向軸承17，前徑向軸承3和后徑向軸承17上分別設有軸承座，轉子6安裝在前排汽缸5、后排汽缸15、汽缸8、進汽室10和軸承座內并設有液壓頂軸裝置，轉子6通過前徑向軸承3和后徑向軸承17支撐，轉子6的軸向位移通過推力軸承2來限制。
[0027]另外，汽缸8、噴嘴持環(huán)9、進汽室10、前導葉持環(huán)7、后導葉持環(huán)13、前排汽缸5和后排汽缸15沿中分面分為上、下兩半，用螺栓連接，且汽缸8與前排汽缸5、后排汽缸15交接處均有垂直結合面法蘭，通過螺栓連接。前后前排汽缸5、后排汽缸15外端與轉子6之間裝配有前汽封體4、后汽封體16，從而保證汽輪機的軸端蒸汽密封。汽缸通過前后貓爪采用中分面支撐形式。
[0028]參見圖2:進汽室10為噴嘴持環(huán)全周進汽室結構，進汽室10與噴嘴持環(huán)9分開設計，進汽室噴嘴安裝在與汽缸8單獨裝配的噴嘴持環(huán)9上，噴嘴持環(huán)9上均勻對稱布置了四個獨立的噴嘴組，進汽室噴嘴前的四個進汽流道均勻對稱布置在汽缸8上，四個進汽室進汽接口通過外接進汽管道11與四個獨立的調節(jié)汽閥12分別連通，從而可根據機組負荷變化及時調整調節(jié)汽閥12的開啟個數與開度大小。
[0029]另外，參見圖3，四個速關閥14-調節(jié)汽閥12組合結構分別通過支撐結構合理的固定在基礎上，能有效解決汽輪機本體外圍部件對機組運行的影響。
[0030]采用上述汽輪機能滿足基準工況發(fā)電量25MW，滿足供熱基本負荷在100t/h?330t/h之間變化的高效運行，極端熱負荷410t/h的安全運行。
【主權項】
1.一種低參數大流量雙分流背壓式汽輪機，它包括前支座(I)、推力軸承(2)、前徑向軸承(3)、前汽封體(4)、前排汽缸(5)、轉子(6)、前導葉持環(huán)(7)、汽缸(8)、噴嘴持環(huán)(9)、進汽室(10)、進汽管道(11)、后導葉持環(huán)(13)、后排汽缸(15)、后汽封體(16)、后徑向軸承(17)以及后支座(18)，其特征是:汽輪機的汽缸通流部分調節(jié)級采用沖動式結構，壓力級采用反動式結構，汽缸(8 )、進汽室(10)、噴嘴持環(huán)(9 )、前排汽缸(5 )、后排汽缸(15 )及內部通流采用完全對稱布置，進汽室(10)連接進汽管道(11)，進汽管道(11)上設置有調節(jié)汽閥(12)和速關闊(14 )。2.根據權利要求1所述的一種低參數大流量雙分流背壓式汽輪機，其特征是:所述汽缸(8)的圓周上均布有四個獨立的進汽接口，進汽接口通過四根進汽管道(11)與四個獨立的速關閥(14)-調節(jié)汽閥(12)組合結構連通，且速關閥(14)-調節(jié)汽閥(12)組合結構通過支撐結構固定在底盤上。3.根據權利要求2所述的一種低參數大流量雙分流背壓式汽輪機，其特征是:所述的進汽室(10)為雙調節(jié)級噴嘴持環(huán)全周進汽結構，并與汽缸(8)鑄為一體結構，與噴嘴持環(huán)(9)為分離結構，進汽室(1 )外緣中部均勻開設有四個進汽流道，兩側各開設有四個均勻對稱分布的噴嘴流道。4.根據權利要求3所述的一種低參數大流量雙分流背壓式汽輪機，其特征是:所述的噴嘴持環(huán)(9)為兩個，在汽缸(8)內對稱設置，噴嘴持環(huán)(9)圓周上均勻對稱布置有四組獨立的噴嘴組。5.根據權利要求1所述的一種低參數大流量雙分流背壓式汽輪機，其特征是:所述的前排汽缸(5)和后排汽缸(15)為焊接背壓式結構，且排汽缸的外端部與轉子(6)之間設有汽封體，所述的轉子(6)是整鍛轉鼓式結構。6.根據權利要求1所述的一種低參數大流量雙分流背壓式汽輪機，其特征是:汽缸(8)、噴嘴持環(huán)(9)、進汽室(10)、前導葉持環(huán)(7)、后導葉持環(huán)(13)、前排汽缸(5)、后排汽缸(15)沿中分面分為上下兩半，均采用螺栓固定連接;且汽缸(8)與前排汽缸(5)、后排汽缸(15)連接處設有垂直法蘭結合面，并通過螺栓連接。7.根據權利要求1-6任意一項所述的一種低參數大流量雙分流背壓式汽輪機，其特征是:轉子(6)安裝在前排汽缸(5)、后排汽缸(15)、汽缸(8)、進汽室(10)和軸承座內并設有液壓頂軸裝置，轉子(6)通過前徑向軸承(3)和后徑向軸承(17)支撐，轉子(6)的軸向位移通過推力軸承(2)來限制，所述的兩個徑向軸承設通過軸承座設置在支座內，支座固定在底盤上，所述的推力軸承(2)設置在前支座(I)內。
【文檔編號】F01D9/02GK106089307SQ201610605646
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年7月29日 公開號201610605646.1, CN 106089307 A, CN 106089307A, CN 201610605646, CN-A-106089307, CN106089307 A, CN106089307A, CN201610605646, CN201610605646.1
【發(fā)明人】馬曉飛, 張科, 李宏福, 張超, 黃保華, 陸晉, 郭則傳, 周林航, 魯桂明
【申請人】杭州汽輪機股份有限公司