一種低參數(shù)大流量雙分流背壓式汽輪機(jī)的制作方法
【專利摘要】一種低參數(shù)大流量雙分流背壓式汽輪機(jī)，包括前后支座、前后徑向軸承、前后排汽缸、汽缸、進(jìn)汽室和轉(zhuǎn)子，所述的汽缸與進(jìn)汽室鑄為一體，汽缸內(nèi)對稱裝配有噴嘴持環(huán)和導(dǎo)葉持環(huán)，所述導(dǎo)葉持環(huán)與轉(zhuǎn)子上分別安裝有靜葉片和動(dòng)葉片，所述汽缸、進(jìn)汽室、排汽缸及內(nèi)部通流采用完全對稱布置。進(jìn)汽室上連接有進(jìn)汽管道，進(jìn)汽管道上設(shè)有調(diào)節(jié)汽閥和速關(guān)閥。這種背壓式汽輪機(jī)采用雙分流噴嘴調(diào)節(jié)的通流結(jié)構(gòu)，可以保證機(jī)組效率在負(fù)荷的劇烈變化過程中平緩的變化，使得機(jī)組運(yùn)行安全穩(wěn)定；且采用此類通流結(jié)構(gòu)可以大大縮小汽輪機(jī)組在寬度和高度上的尺寸；另外，采用雙分流結(jié)構(gòu)可以縮小轉(zhuǎn)子尺寸，避免焊接轉(zhuǎn)子，可直接采用整體鍛造轉(zhuǎn)子來降低制造成本。
【專利說明】
一種低參數(shù)大流量雙分流背壓式汽輪機(jī)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及汽輪機(jī)，尤其是一種低參數(shù)大流量雙分流背壓式汽輪機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]300MW火力發(fā)電站大機(jī)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(shí))的蒸汽，通過將其轉(zhuǎn)化為0.2Mpa左右的蒸汽對水進(jìn)行加熱供暖。目前常用的蒸汽等級轉(zhuǎn)換方式為減溫減壓，這種轉(zhuǎn)換方式不可避免的會(huì)造成能量等級損失，而最為理想經(jīng)濟(jì)的方式則是通過后置背壓式汽輪機(jī)發(fā)電來完成相應(yīng)蒸汽品質(zhì)的轉(zhuǎn)換。
[0003]用于上述蒸汽品質(zhì)轉(zhuǎn)換的汽輪機(jī)新汽汽源為主機(jī)抽汽，具有參數(shù)低、流量大、焓降小的特點(diǎn)。蒸汽壓力受主機(jī)負(fù)荷影響較大，相同熱負(fù)荷下汽輪機(jī)容積流量變化大。同時(shí)，供熱負(fù)荷也在大范圍內(nèi)變化，這將導(dǎo)致汽輪機(jī)的負(fù)荷變化劇烈且頻繁，且會(huì)長期處于低負(fù)荷工況下運(yùn)行。如此苛刻多變的運(yùn)行條件對配套汽輪機(jī)的性能要求極高，如果采用常規(guī)單缸背壓式汽輪機(jī)，則機(jī)組結(jié)構(gòu)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(jī)來完成此類場合的蒸汽品質(zhì)轉(zhuǎn)換。需要解決以下技術(shù)問題
1.由于運(yùn)行條件苛刻多變，在劇烈的負(fù)荷變化過程中會(huì)給汽輪機(jī)的工作效率、運(yùn)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(zhì)不高，壓力損失較大，使得進(jìn)汽結(jié)構(gòu)對流道的順暢性要求較高，常規(guī)的單缸背壓式汽輪機(jī)所采用的單調(diào)節(jié)級結(jié)構(gòu)無法滿足要求；
3.進(jìn)汽參數(shù)壓力低，流量大，為合理控制壓損，需要大口徑的速關(guān)閥、調(diào)節(jié)汽閥來適應(yīng)運(yùn)行要求，使得調(diào)節(jié)汽閥與汽缸無法合缸設(shè)計(jì)，而單獨(dú)設(shè)計(jì)裝配的大尺寸調(diào)節(jié)汽閥與進(jìn)排汽管道產(chǎn)生的重量與熱應(yīng)力對機(jī)組的安全運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生潛在的風(fēng)險(xiǎn)；
4.蒸汽容積流量大，焓降小，與常規(guī)參數(shù)汽輪機(jī)相比，在輸出功率相同的前提下低參數(shù)汽輪機(jī)整體結(jié)構(gòu)尺寸較大，且發(fā)電機(jī)組尺寸相對偏小，從而給汽輪發(fā)電機(jī)組的布置帶來一定的困難；
5.汽輪機(jī)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(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間較長，鑄造難度大，成本高，鑄造質(zhì)量難以保證；
6.由于蒸汽參數(shù)低、通流面積大，若采用常規(guī)的單缸背壓式汽輪機(jī)，則轉(zhuǎn)子直徑會(huì)非常大，從而不可避免的要使用焊接轉(zhuǎn)子，但焊接技術(shù)復(fù)雜，焊接轉(zhuǎn)子對材料的焊接性能要求高，焊后探傷難度較大，導(dǎo)致生產(chǎn)制造成本高，轉(zhuǎn)子質(zhì)量難以保證。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供運(yùn)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(shù)大流量雙分流背壓式汽輪機(jī)，其單機(jī)容量可達(dá)25MW。
[0006]本發(fā)明解決上述問題的技術(shù)方案是:
一種低參數(shù)大流量雙分流背壓式汽輪機(jī)，包括前后支座、前后徑向軸承、前后排汽缸、汽缸、進(jìn)汽室和轉(zhuǎn)子，所述的汽缸與進(jìn)汽室鑄為一體，汽缸內(nèi)對稱裝配有噴嘴持環(huán)和導(dǎo)葉持環(huán)，所述導(dǎo)葉持環(huán)與轉(zhuǎn)子上分別安裝有靜葉片和動(dòng)葉片，所述汽缸、進(jìn)汽室、排汽缸及內(nèi)部通流采用完全對稱布置。進(jìn)汽室上連接有進(jìn)汽管道，進(jìn)汽管道上設(shè)有調(diào)節(jié)汽閥和速關(guān)閥。
[0007]所述進(jìn)汽缸的圓周上均布有四個(gè)獨(dú)立的進(jìn)汽接口，四個(gè)進(jìn)汽接口通過外接四根進(jìn)汽管道與四個(gè)獨(dú)立的速關(guān)閥-調(diào)節(jié)汽閥組合結(jié)構(gòu)相連，四個(gè)速關(guān)閥-調(diào)節(jié)汽閥組合結(jié)構(gòu)則分別通過支撐結(jié)構(gòu)固定在底盤上。
[0008]所述的進(jìn)汽室采用雙分流噴嘴調(diào)節(jié)全周進(jìn)汽的噴嘴持環(huán)結(jié)構(gòu)，并與汽缸一體鑄造而成，與噴嘴持環(huán)為分離式結(jié)構(gòu)，進(jìn)汽室外緣中部均勻開設(shè)有四個(gè)進(jìn)汽流道，兩側(cè)各開設(shè)有四個(gè)均勻?qū)ΨQ分布的噴嘴流道。
[0009]所述的噴嘴持環(huán)為兩個(gè)，在汽缸內(nèi)對稱設(shè)置，噴嘴持環(huán)圓周上均勻?qū)ΨQ布置有四組獨(dú)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(jié)構(gòu)，且排汽缸的外端部與轉(zhuǎn)子之間設(shè)有汽封體，所述的轉(zhuǎn)子是整鍛轉(zhuǎn)鼓式結(jié)構(gòu)。
[0011]所述的汽缸、噴嘴持環(huán)、進(jìn)汽室、前導(dǎo)葉持環(huán)、后導(dǎo)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(shè)有垂直法蘭結(jié)合面，并通過螺栓連接。
[0012]轉(zhuǎn)子安裝在前排汽缸、后排汽缸、汽缸、進(jìn)汽室和軸承座內(nèi)并設(shè)有液壓頂軸裝置，轉(zhuǎn)子通過前徑向軸承和后徑向軸承支撐，轉(zhuǎn)子的軸向位移通過推力軸承來限制，所述的兩個(gè)徑向軸承設(shè)通過軸承座設(shè)置在支座內(nèi)，支座固定在底盤上，所述的推力軸承設(shè)置在前支座內(nèi)。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:
1.采用雙分流噴嘴調(diào)節(jié)的通流結(jié)構(gòu)，可以保證機(jī)組效率在負(fù)荷的劇烈變化過程中平緩的變化，使得機(jī)組運(yùn)行安全穩(wěn)定;且采用此類通流結(jié)構(gòu)可以大大縮小汽輪機(jī)組在寬度和高度上的尺寸，在節(jié)省了基建成本的同時(shí)使其與發(fā)電機(jī)能夠合理的布置;另外，采用雙分流結(jié)構(gòu)可以縮小轉(zhuǎn)子尺寸，避免焊接轉(zhuǎn)子，可直接采用整體鍛造轉(zhuǎn)子來降低制造成本，同時(shí)可以相應(yīng)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(jī)存在的軸向推力過大的問題。
[0014]2.采用雙調(diào)節(jié)級噴嘴持環(huán)全周進(jìn)汽的進(jìn)汽室結(jié)構(gòu)，非常適用于大流量的蒸汽流動(dòng)，順暢高效的流道可有效解決新汽參數(shù)品質(zhì)低、壓損大對裝置效率的影響;且采用單獨(dú)裝配的噴嘴持環(huán)來安裝調(diào)節(jié)級靜葉片的進(jìn)汽室型式可以適用于不同的噴嘴結(jié)構(gòu)，對于類似領(lǐng)域應(yīng)用的汽輪機(jī)具有結(jié)構(gòu)通用性，減少設(shè)計(jì)成本;另外，將進(jìn)汽室與噴嘴持環(huán)分開設(shè)計(jì)可以縮小進(jìn)汽室結(jié)構(gòu)尺寸，實(shí)現(xiàn)了進(jìn)汽室結(jié)構(gòu)的輕質(zhì)量、高強(qiáng)度，可有效降低汽缸的負(fù)載，同時(shí)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(qiáng)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(zhì)量，制造成本低；同時(shí)，對于類似領(lǐng)域應(yīng)用的低背壓式排汽缸具有結(jié)構(gòu)通用性。
[0016]4.通過采取上述技術(shù)手段，有效的解決了上述技術(shù)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(shí)的經(jīng)濟(jì)性。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明的裝配結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2是本發(fā)明的汽缸與進(jìn)汽管道連接結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)子6、前導(dǎo)葉持環(huán)7、汽缸8、噴嘴持環(huán)9、進(jìn)汽室10、管道11、調(diào)節(jié)汽閥12、后導(dǎo)葉持環(huán)13、速關(guān)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(shí)施方式】
[0022]下面通過實(shí)施例結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0023]實(shí)施例1。
[0024]參見圖1、圖2，本實(shí)施例描述的一種低參數(shù)大流量雙分流背壓式汽輪機(jī)，是用于300MW火力發(fā)電站大機(jī)后置發(fā)電用的雙分流背壓式汽輪機(jī)，所述汽輪機(jī)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(zhuǎn)子6、前導(dǎo)葉持環(huán)7、汽缸8、噴嘴持環(huán)9、進(jìn)汽室1、進(jìn)汽管道11、調(diào)節(jié)汽閥12、后導(dǎo)葉持環(huán)13、速關(guān)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(diào)節(jié)級采用沖動(dòng)式設(shè)計(jì)，壓力級采用反動(dòng)式設(shè)計(jì)，汽缸8、進(jìn)汽室1、前排汽缸5、后排汽缸15及內(nèi)部通流采用完全對稱布置。
[0025]所述的雙分流背壓式汽輪機(jī)的汽缸8上均勻開設(shè)有四個(gè)獨(dú)立的進(jìn)汽接口，蒸汽經(jīng)進(jìn)汽接口從中間的進(jìn)汽流道進(jìn)入結(jié)構(gòu)完全對稱的雙調(diào)節(jié)級進(jìn)汽室10，接著通過噴嘴流道向兩邊均勻?qū)ΨQ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(diào)節(jié)級與六級壓力級膨脹作功，最后的乏汽經(jīng)前排汽缸5、后排汽缸15供給熱用戶。
[0026]其中，前支座I上設(shè)有推力軸承2和前徑向軸承3，后支座18上設(shè)有后徑向軸承17，前徑向軸承3和后徑向軸承17上分別設(shè)有軸承座，轉(zhuǎn)子6安裝在前排汽缸5、后排汽缸15、汽缸8、進(jìn)汽室10和軸承座內(nèi)并設(shè)有液壓頂軸裝置，轉(zhuǎn)子6通過前徑向軸承3和后徑向軸承17支撐，轉(zhuǎn)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(jìn)汽室10、前導(dǎo)葉持環(huán)7、后導(dǎo)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(jié)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(zhuǎn)子6之間裝配有前汽封體4、后汽封體16，從而保證汽輪機(jī)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(jìn)汽室10為噴嘴持環(huán)全周進(jìn)汽室結(jié)構(gòu)，進(jìn)汽室10與噴嘴持環(huán)9分開設(shè)計(jì)，進(jìn)汽室噴嘴安裝在與汽缸8單獨(dú)裝配的噴嘴持環(huán)9上，噴嘴持環(huán)9上均勻?qū)ΨQ布置了四個(gè)獨(dú)立的噴嘴組，進(jìn)汽室噴嘴前的四個(gè)進(jìn)汽流道均勻?qū)ΨQ布置在汽缸8上，四個(gè)進(jìn)汽室進(jìn)汽接口通過外接進(jìn)汽管道11與四個(gè)獨(dú)立的調(diào)節(jié)汽閥12分別連通，從而可根據(jù)機(jī)組負(fù)荷變化及時(shí)調(diào)整調(diào)節(jié)汽閥12的開啟個(gè)數(shù)與開度大小。
[0029]另外，參見圖3，四個(gè)速關(guān)閥14-調(diào)節(jié)汽閥12組合結(jié)構(gòu)分別通過支撐結(jié)構(gòu)合理的固定在基礎(chǔ)上，能有效解決汽輪機(jī)本體外圍部件對機(jī)組運(yùn)行的影響。
[0030]采用上述汽輪機(jī)能滿足基準(zhǔn)工況發(fā)電量25MW，滿足供熱基本負(fù)荷在100t/h?330t/h之間變化的高效運(yùn)行，極端熱負(fù)荷410t/h的安全運(yùn)行。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種低參數(shù)大流量雙分流背壓式汽輪機(jī)，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(zhuǎn)子(6)、前導(dǎo)葉持環(huán)(7)、汽缸(8)、噴嘴持環(huán)(9)、進(jìn)汽室(10)、進(jìn)汽管道(11)、后導(dǎo)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(jī)的汽缸通流部分調(diào)節(jié)級采用沖動(dòng)式結(jié)構(gòu)，壓力級采用反動(dòng)式結(jié)構(gòu)，汽缸(8 )、進(jìn)汽室(10)、噴嘴持環(huán)(9 )、前排汽缸(5 )、后排汽缸(15 )及內(nèi)部通流采用完全對稱布置，進(jìn)汽室(10)連接進(jìn)汽管道(11)，進(jìn)汽管道(11)上設(shè)置有調(diào)節(jié)汽閥(12)和速關(guān)闊(14 )。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低參數(shù)大流量雙分流背壓式汽輪機(jī)，其特征是:所述汽缸(8)的圓周上均布有四個(gè)獨(dú)立的進(jìn)汽接口，進(jìn)汽接口通過四根進(jìn)汽管道(11)與四個(gè)獨(dú)立的速關(guān)閥(14)-調(diào)節(jié)汽閥(12)組合結(jié)構(gòu)連通，且速關(guān)閥(14)-調(diào)節(jié)汽閥(12)組合結(jié)構(gòu)通過支撐結(jié)構(gòu)固定在底盤上。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種低參數(shù)大流量雙分流背壓式汽輪機(jī)，其特征是:所述的進(jìn)汽室(10)為雙調(diào)節(jié)級噴嘴持環(huán)全周進(jìn)汽結(jié)構(gòu)，并與汽缸(8)鑄為一體結(jié)構(gòu)，與噴嘴持環(huán)(9)為分離結(jié)構(gòu)，進(jìn)汽室(1 )外緣中部均勻開設(shè)有四個(gè)進(jìn)汽流道，兩側(cè)各開設(shè)有四個(gè)均勻?qū)ΨQ分布的噴嘴流道。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種低參數(shù)大流量雙分流背壓式汽輪機(jī)，其特征是:所述的噴嘴持環(huán)(9)為兩個(gè)，在汽缸(8)內(nèi)對稱設(shè)置，噴嘴持環(huán)(9)圓周上均勻?qū)ΨQ布置有四組獨(dú)立的噴嘴組。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低參數(shù)大流量雙分流背壓式汽輪機(jī)，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(jié)構(gòu)，且排汽缸的外端部與轉(zhuǎn)子(6)之間設(shè)有汽封體，所述的轉(zhuǎn)子(6)是整鍛轉(zhuǎn)鼓式結(jié)構(gòu)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低參數(shù)大流量雙分流背壓式汽輪機(jī)，其特征是:汽缸(8)、噴嘴持環(huán)(9)、進(jìn)汽室(10)、前導(dǎo)葉持環(huán)(7)、后導(dǎo)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(shè)有垂直法蘭結(jié)合面，并通過螺栓連接。7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任意一項(xiàng)所述的一種低參數(shù)大流量雙分流背壓式汽輪機(jī)，其特征是:轉(zhuǎn)子(6)安裝在前排汽缸(5)、后排汽缸(15)、汽缸(8)、進(jìn)汽室(10)和軸承座內(nèi)并設(shè)有液壓頂軸裝置，轉(zhuǎn)子(6)通過前徑向軸承(3)和后徑向軸承(17)支撐，轉(zhuǎn)子(6)的軸向位移通過推力軸承(2)來限制，所述的兩個(gè)徑向軸承設(shè)通過軸承座設(shè)置在支座內(nèi)，支座固定在底盤上，所述的推力軸承(2)設(shè)置在前支座(I)內(nèi)。
【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(jī)股份有限公司