專利名稱：一種汽輪機停機以后快速冷卻的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種汽輪機停機以后快速冷卻的方法。它涉及火電廠汽輪機運行與檢修，特別是運行。現(xiàn)代汽輪機往高參數(shù)大容量方向發(fā)展，機體熱容量大且保溫良好，所以停機后機體自然冷卻很慢，如100兆瓦機組額定參數(shù)停機以后，自然冷卻需要的時間為90小時，160兆瓦機組需要的時間為144小時或更長，溫降速度每分種才0.1℃，汽輪機停機撿修時機體金屬溫度降到150℃方可開工，這樣溫度降到這個水平需好幾天，影響了檢修開工，增加了停機時間，降低了設(shè)備利用率，200兆瓦機組晚一天并網(wǎng)發(fā)電影響杜會效益1200萬元。實際上，汽缸金屬允許溫降速度每分鐘可達1℃，這說明加快汽缸冷卻速度大有潛力。
現(xiàn)代汽輪機是非常龐大又非常精密的設(shè)備，汽輪機停機以后冷卻太快會產(chǎn)生有害的熱應(yīng)力、熱變形，容易發(fā)生動靜部分碰撞和磨損，冷卻太慢，影響整個冷卻時間，影響發(fā)電，所以保證機組安全可靠性的前提下，縮短冷卻時間，提高設(shè)備利用率和經(jīng)濟性是一項重要的研究課題。人們?yōu)榱私鉀Q這個問題，縮短冷卻時間，盡早開工檢修，進行了大量的試驗研究工作，研究出了許多方法，諸如滑參數(shù)冷卻，帶低負荷冷卻，用減溫減壓器沖洗冷卻，用鄰機低參數(shù)蒸汽冷卻，壓縮空氣冷卻，真空法冷卻等。但是這些方法都有明顯的缺點，如滑參數(shù)冷卻，降溫降壓速度不易控制，蒸汽參數(shù)只能滑到一定程度，必須補助為其它冷卻方法，冷卻過程中多燒油。鄰機低溫蒸汽冷卻，需幾個汽源切換使用，系統(tǒng)復(fù)雜、操作麻煩、可靠性低，壓縮空氣冷卻需有一套壓縮空氣氣源，又裝電加熱器，把空氣溫度提高到一定水平，使之與機體金屬溫度相匹配，投資大、氣源不足等。1987年10期《電力技術(shù)》“125MW汽輪機停機后強迫冷卻的試驗”；1990年1期《(華東電力》“300MW汽輪機停機后快速冷卻的一種方法”；1993年6期《東北電力技術(shù)》“強制通風冷卻汽缸的實踐”等文獻中介紹了以上不同的快冷方法。
快冷中關(guān)鍵技術(shù)是在整個冷卻過程中，冷卻介質(zhì)的溫度與機體金屬溫度相匹配，如果兩者溫差大，容易產(chǎn)生危險的熱應(yīng)力、熱變形，如果溫差小影響冷卻速度，整個冷卻是汽缸、轉(zhuǎn)子、法蘭等金屬溫度不斷變化的過程，所以冷卻介質(zhì)的溫度也應(yīng)跟著變化，在已有技術(shù)中這一點不易作到，特別是用減溫減壓器的沖洗冷卻方法中，弄不好蒸汽帶水，這是決不允許的，因此有些電廠早已明文禁止使用。
本發(fā)明的目的就是克服已有技術(shù)的這些缺點，實現(xiàn)安全、方便、快速地冷卻機體。本發(fā)明是這樣的，它有高溫介質(zhì)和低溫介質(zhì)，它們在混合器里相混合后進到汽輪機進行冷卻，冷卻汽輪機用的混合物可以分幾路分別到高中壓缸和法蘭加熱裝置。混合器是一種噴射式混合器，它是由噴管、混合室、擴壓管等組成，當高溫或低溫介質(zhì)在混合器的噴管內(nèi)降壓增速高速流動時，在其出口處抽吸另一種介質(zhì)，使兩者相混合，再經(jīng)擴壓管升壓，把混合物送到機內(nèi)進行冷卻，只要改變混合物中高溫介質(zhì)和低溫介質(zhì)的比例，就可以達到改變冷卻介質(zhì)溫度的目的，使之與被冷卻的汽輪機機體金屬之間溫差在理想范圍內(nèi)。本發(fā)明中低溫介質(zhì)可以是空氣也可以是蒸汽，若是空氣可以是壓縮空氣，也可以直接來自大氣，或兩者切換使用。在已有文獻資料中介紹的真空法冷卻中都是用蒸汽或水力噴射器抽出汽輪機內(nèi)的空氣，達到空氣流通的目的，這種方法的缺點是由于噴射器出力有限，抽出的空氣量不多，影響冷卻效果，而本方法中把混合器出口氣汽混合物或汽汽混合物送到汽輪機進行冷卻，冷卻介質(zhì)的流量足夠，所以冷卻效果好，溫度也能匹配，真空法冷卻是等到汽缸溫度降到一定水平才能使用。本方法的特點是，很容易實現(xiàn)冷卻介質(zhì)的溫度與機體金屬之間的溫度匹配隨著機體溫度下降容易調(diào)節(jié)冷卻介質(zhì)的溫度，比已有技術(shù)中用電加熱器加熱壓縮空氣的方法比設(shè)備簡單，投資少，與幾種不同壓力溫度的蒸汽相切換的方法比系統(tǒng)簡單，調(diào)節(jié)簡便。本方法的又一個特點是充分利用已有的高溫高壓蒸汽的熱能，實現(xiàn)不同壓力的蒸汽和蒸汽，蒸汽和空氣相混合，解決了壓縮空氣氣源不足和耗能大的問題，過去采用的用減溫水冷卻高溫蒸汽的方法的最大缺點是由于水汽化潛熱大，發(fā)生相變，不易控制冷卻蒸汽的溫度，本方法中用低溫介質(zhì)氣或汽冷卻高溫介質(zhì)，由于不發(fā)生相變，不會使冷卻介質(zhì)的溫度突變，所以安全、可靠、調(diào)節(jié)方便。本發(fā)明的一個實施例是，混合器的高溫蒸汽來自主蒸汽管，在混合器里高溫蒸汽經(jīng)噴管降壓增速，抽吸壓縮空氣或直接來自大氣中的空氣，使之相混合，混合后的冷卻介質(zhì)經(jīng)混合器擴壓管升壓，然后經(jīng)過混合器出口管、臨時短管，由調(diào)速汽門前的防腐汽門進汽輪機進行冷卻，另一股到法蘭加熱裝置。在汽輪機里冷卻介質(zhì)的流向是順流，混合物經(jīng)高壓缸后由排疏水門排地溝，混合物中空氣的比例可以從零變化到100％。冷卻介質(zhì)的溫度可用壓縮空氣入口門或來自大氣中的空氣門調(diào)正，剛停機后機體金屬溫度較高，這時關(guān)小空氣入口門使混合物中空氣的比例減少，冷卻介質(zhì)的溫度就高，隨著機體金屬溫度下降，可逐漸開大入口空氣門降低冷卻介質(zhì)的溫度，直至全開空氣門。另一個實施例是，低溫介質(zhì)是蒸汽，在噴射式混合器里高溫蒸汽和低溫蒸汽混合后，進到汽輪機進行冷卻，然后直接排入凝汽器，這時凝汽器可保持一定真空。冷卻介質(zhì)在機內(nèi)的流向也可以逆流，冷卻汽輪機用的混合介質(zhì)中低溫介質(zhì)的含量，可以隨機體金屬溫度高低進行自動調(diào)正，一般冷卻介質(zhì)的溫度比機體溫度低20～120℃范圍內(nèi)，根據(jù)機組大小混合器裝一個或兩個以上。
權(quán)利要求
1.一種汽輪機停機以后快速冷卻的方法，它有低溫介質(zhì)和高溫介質(zhì)，其特征在于低溫介質(zhì)和高溫介質(zhì)在噴射式混合器里相混合，使冷卻汽輪機用的混合物的溫度與汽輪機汽缸金屬溫度相匹配，當高溫或低溫介質(zhì)在混合器噴管里降壓增速高速流動時，在其出口處，抽吸另一種介質(zhì)，使兩者相混合，然后再通過混合器擴壓管，提高混合物壓力后，送到汽輪機進行冷卻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽輪機停機以后快速冷卻的方法，其特征在于低溫介質(zhì)可以是空氣，也可以是蒸汽，混合物中低溫介質(zhì)的比例可以從零變化到100％，改變混合物中低溫介質(zhì)和高溫介質(zhì)的比例，就可以政變混合器出口冷卻介質(zhì)的溫度，從而保持冷卻介質(zhì)與汽輪機汽缸金屬之間溫差在理想范圍內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種汽輪機停機以后快速冷卻的方法，其特征在于低溫介質(zhì)若是空氣，它可以是壓縮空氣，也可以直接來自大氣或兩者切換使用。
全文摘要
本發(fā)明是一種汽輪機停機以后快速冷卻的方法。它的目的就是汽輪機停機以后安全、快速、方便地冷卻汽輪機，縮短冷卻時間，盡早開工檢修提前工期，多發(fā)電。本發(fā)明有高溫介質(zhì)和低溫介質(zhì)，它們在噴射式混合器里混合后進到汽輪機進行冷卻，改變混合物中高溫介質(zhì)和低溫介質(zhì)的比例就可以改變混合器出口混合物的溫度，使冷卻用的混合物的溫度與汽輪機金屬溫度相匹配，噴射式混合器它是由噴管、混合室、擴壓管等組成。
文檔編號F01D25/08GK1136131SQ95105250
公開日1996年11月20日 申請日期1995年5月12日 優(yōu)先權(quán)日1995年5月12日
發(fā)明者吳義松 申請人:吳義松