東汽-日立型超超臨界1000MW汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)介紹

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上2. 東汽日立型超超臨界1000MW汽輪機(jī)2.1 熱力特性 該汽輪機(jī)為單軸四缸四排汽型式，從機(jī)頭到機(jī)尾依次串聯(lián)，一個(gè)單流高壓缸、一個(gè)雙流中壓缸及兩個(gè)雙流低壓缸。高壓缸呈反向布置（頭對中壓缸），由一個(gè)雙流調(diào)節(jié)級與8個(gè)單流壓力級組成。中壓缸共有2×6個(gè)壓力級。兩個(gè)低壓缸壓力級總數(shù)為2×2×6級。末級葉片高度為43,采用一次中間再熱，汽輪機(jī)總長為35.6m，汽輪發(fā)電機(jī)組總長54.652m。其縱剖面圖如圖1所示。主蒸汽從高中外缸中部上下對稱布置的4個(gè)進(jìn)汽口進(jìn)入汽輪機(jī)，通過高壓9級作功后去鍋爐再熱器。再熱蒸汽由中壓外缸中部下半的2個(gè)進(jìn)汽口進(jìn)入汽輪機(jī)

2、的中壓部分，通過中壓雙流6級作功后的蒸汽經(jīng)一根異徑連通管分別進(jìn)入兩個(gè)雙流6級的低壓缸，作功后的乏汽排入兩個(gè)不同背壓的凝汽器。 圖1 東方日立型超超臨界100MW汽輪機(jī)高壓主汽閥，調(diào)節(jié)閥懸吊在機(jī)頭前運(yùn)行平臺下面，通過4根導(dǎo)汽管與高壓汽缸相接。其布置圖如圖2所示。中壓聯(lián)合閥布置在高中壓缸兩側(cè)，通過中壓進(jìn)汽管與汽缸焊接，并采用浮動式彈簧支架固定在平臺上。 圖2 高壓主汽閥調(diào)節(jié)閥布置圖特性參數(shù)： 型號 N1000-25/600/600 機(jī)組型式 超超臨界、一次中間再熱、單軸、四缸四排汽、 凝汽式汽輪機(jī) 額定參數(shù) 功 率 1000MW 高壓主汽閥前蒸汽壓力 25.0MPa.a 溫度 600 中壓主汽閥前

3、蒸汽壓力 4.25MPa.a 溫度 600 正常排汽壓力(平均值) 0.0051 Mpa(a)未級動葉片度 43(1092mm) 最終給水溫度 294.8 主蒸汽流量 2733.4t/h 機(jī)組熱耗 7410 KJ/kw.h （1769.85 kcal/kw.h） 額定轉(zhuǎn)速 3000r/min 機(jī)組總長 35.6m(不含電機(jī)) 旋轉(zhuǎn)方向 逆時(shí)針 冷卻水溫（設(shè)計(jì)水溫） 20 維持額定功率時(shí)的最高計(jì)算冷卻水溫 33給水回?zé)峒墧?shù) 3高加+1除氧+4低加 配汽方式 全電調(diào)(閥門管理) 通流級數(shù):熱力級為20級，結(jié)構(gòu)級為45級，其中 高壓缸 I(雙流調(diào)節(jié)級)+8壓力級 中壓缸 2×6級(雙流程)

4、低壓缸(A、B) 4×6級(雙流程)2.2 母型機(jī)組全部高、中、低壓三個(gè)汽缸另部件都經(jīng)過運(yùn)行考驗(yàn)，證明是成熟可靠結(jié)構(gòu)。三缸四排汽參數(shù)與本工程相同或相近。串聯(lián)在一根軸上之后，對軸系穩(wěn)定性作了重新校核，結(jié)果數(shù)據(jù)令人滿意。母型機(jī)組的情況見下表：機(jī)組功率（型式）電 廠（投運(yùn)時(shí)間）取用的部套（轉(zhuǎn)速）參 數(shù)備 注1000MW（CC4F-41）原町2#Haramachi（1998.7）不取（30001500r/min）24.5Mpa,600/600背壓4.27KPa雙軸機(jī)組，用戶要求。圍海造田電廠可靠省廠房面積1000MW（CC4F-41）常陸那珂1#Hitachi-Naka（2003.1）取高壓

5、缸、中壓缸（3000r/min）24.5Mpa,600/600背壓5.09KPaHaramachi 2# 機(jī)的改進(jìn)型700MW（TC4F-43）苫東厚真4#Tomato-Atsuma (2002.6)只取低壓缸（3000r/min）25.0Mpa,600/600(背壓為3.33kPa)作為單軸百萬千瓦低壓缸的試驗(yàn)機(jī)組上述日立公司700MW機(jī)組創(chuàng)造了日本電廠最高熱效率記錄。其設(shè)計(jì)熱耗為7226kJ/kw.h（1726kcal/kw.h），實(shí)測值為7194 kJ/kw.h（1718.2kcal/kw.h），實(shí)測熱效率達(dá)到50%。2.2 總體結(jié)構(gòu)2.2.1 軸系及軸承機(jī)組軸系由汽輪機(jī)高壓轉(zhuǎn)子、中壓轉(zhuǎn)

6、子、低壓轉(zhuǎn)子（A）、低壓轉(zhuǎn)子（B）及發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子所組成，各轉(zhuǎn)子均為整體轉(zhuǎn)子，各轉(zhuǎn)子間用剛性聯(lián)軸器連接。表1 轉(zhuǎn)子基本參數(shù)高壓轉(zhuǎn)子中壓轉(zhuǎn)子A低壓轉(zhuǎn)子B低壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子質(zhì)量 kg23900310007560077000支承內(nèi)跨距 mm5800565065506550轉(zhuǎn)子在裝配葉片進(jìn)行高速動平衡試驗(yàn)，在額定轉(zhuǎn)速下進(jìn)行動平衡，并做超速試驗(yàn)。每根轉(zhuǎn)子上均設(shè)有供電廠現(xiàn)場在不開缸的情況下進(jìn)行動平衡的裝置。汽輪發(fā)電機(jī)組軸系中每一根轉(zhuǎn)子均由二個(gè)軸承支承。其中，高壓和中壓轉(zhuǎn)子采用可傾瓦軸承支承，低壓轉(zhuǎn)子采用橢圓軸承支承?？蓛A瓦軸承采用6瓦塊結(jié)構(gòu)，對稱布置。橢圓軸承為單側(cè)進(jìn)油，上瓦開槽結(jié)構(gòu)。軸承合金結(jié)合面采用燕尾槽結(jié)構(gòu)。

7、軸承安裝時(shí)要進(jìn)行軸承轉(zhuǎn)動扭矩測量，使之符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)定。推力軸承位于中壓缸與低壓缸（A）之間，采用傾斜平面式雙推力盤結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的推力軸承是由沿圓周方向的10條油槽將推力瓦面分割為10個(gè)瓦塊形成，每一瓦塊沿圓周方向是傾斜的，同時(shí)，其傾斜角又隨半徑變化，內(nèi)徑處傾角大，外徑處傾角小，以保證瓦塊內(nèi)外徑處的潤滑油流量均衡。表2 軸承基本參數(shù)軸承號1#2#3#4#5#6#7#8#軸頸406.4508.0533.4533.4558.8558.8558.8584.2軸承型式可傾瓦橢圓瓦由于高、中壓轉(zhuǎn)子采用改良12Cr鍛鋼，該鋼較軟，為防止運(yùn)行時(shí)油中雜質(zhì)劃傷軸頸，其軸頸部位支承段在12Cr鋼轉(zhuǎn)子基材上堆焊低C

8、r的Cr-Mo-V合金層，結(jié)構(gòu)示意圖見圖5。1#4#軸承擬采用自對中性能較好的可傾瓦軸承，5#8#軸承擬采用橢圓瓦軸承，軸徑尺寸見表2。 圖3 軸頸部位堆焊結(jié)構(gòu)示意圖2.2.2 汽輪機(jī)閥門及布置l 主汽調(diào)節(jié)閥：四個(gè)高壓主汽閥與四個(gè)獨(dú)立的高壓調(diào)節(jié)閥連為一體，四個(gè)高壓主汽閥腔室互相連通。每個(gè)主汽閥和調(diào)節(jié)閥均帶有自己的油動機(jī)和操縱機(jī)構(gòu)，主汽調(diào)節(jié)閥以及油動機(jī)操縱機(jī)構(gòu)一體布置在汽輪機(jī)機(jī)頭前運(yùn)行層下方。見下圖： 圖4 高壓主汽調(diào)節(jié)閥外形及布置圖l 中壓聯(lián)合閥：兩個(gè)中壓聯(lián)合閥均由液壓操作，具有獨(dú)立閥殼。中壓調(diào)壓閥為球型閥，而中壓主汽閥是一個(gè)套閥，兩閥共用一個(gè)閥座。正常工況下中壓主汽閥和中壓調(diào)節(jié)閥全開，因此每

9、個(gè)閥桿上都有堆焊司太利合金的密封反閥座，減小閥桿漏汽。中壓聯(lián)合閥布置在中壓缸中部兩側(cè)下方。其重量由汽缸和兩側(cè)支架分擔(dān)。 圖5 中壓聯(lián)合閥外形及布置圖2.2.3 高壓模塊高壓缸共I+8個(gè)熱力通流級，其中調(diào)節(jié)級為雙流。高壓缸為雙層缸結(jié)構(gòu)，分別與四個(gè)調(diào)節(jié)閥對應(yīng)的噴嘴室裝在內(nèi)缸上。固定在內(nèi)缸上的四根進(jìn)汽管允許其內(nèi)外缸、噴嘴室自由地?zé)崦浂挥绊懭叩耐亩ㄎ?。進(jìn)汽管與外缸連接部位采用特殊的冷卻結(jié)構(gòu)，使高壓外缸材料可沿用亞臨界傳統(tǒng)的Cr-Mo-V鑄鋼。由于冶金技術(shù)和材料高溫性能的制約（關(guān)于這一點(diǎn)，各汽輪機(jī)設(shè)備廠家都處在同一個(gè)平臺上，雖然使用的材料牌號不盡相同），在600的高溫下，要設(shè)計(jì)一只1000MW等級

10、的單列調(diào)節(jié)級，都需要一些變通的辦法。我們都知道，采用噴嘴調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)級，部分負(fù)荷下的最大輪周功率達(dá)到機(jī)組MCR工況下輪周功率的兩倍。因此，采用噴嘴調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)級方案時(shí)，日立很現(xiàn)實(shí)地采用了雙列調(diào)節(jié)級方案，如下圖所示： 圖6 雙流噴嘴室示意圖2.2.4中壓模塊中壓分流共2X6級。由于再熱蒸汽溫度達(dá)600，為減小熱應(yīng)力，汽缸與高壓部分一樣采用雙層缸結(jié)構(gòu)，為了使中壓外缸材料可沿用亞臨界傳統(tǒng)的Cr-Mo-V鑄鋼，下半進(jìn)汽部分結(jié)構(gòu)特殊設(shè)計(jì)，使再熱蒸汽不通過外缸缸體，直接進(jìn)入內(nèi)缸進(jìn)汽室（參見圖6）。中壓轉(zhuǎn)子采用整鍛結(jié)構(gòu)，選用改良12Cr鍛鋼。為了提高中壓轉(zhuǎn)子熱疲勞強(qiáng)度， 減輕正反第一級間的熱應(yīng)力，從一抽引入低溫

11、蒸汽與中壓閥后引入的一股蒸汽混合后形成冷卻蒸汽進(jìn)入中壓第一級前，通過正反第一、二級輪緣葉根處的間隙，起到冷卻中壓轉(zhuǎn)子高溫段輪轂及輪面的目的，并大大降低第一級葉片槽底熱應(yīng)力。圖6 中壓轉(zhuǎn)子冷卻結(jié)構(gòu)示意圖2.2.5低壓模塊低壓分ALP、BLP兩個(gè)缸,均為分流2X6級。為減小熱應(yīng)力，采用三層缸結(jié)構(gòu)以避免進(jìn)汽部分膨脹不暢引起內(nèi)缸變形。內(nèi)外缸均采用缸板拼焊結(jié)構(gòu)，低壓轉(zhuǎn)子采用整鍛結(jié)構(gòu)，選用超純凈Ni-Cr-Mo-V鋼鍛件。 圖7 低壓缸結(jié)構(gòu)2.2.7 主要部件材料見下表：主閥門殼MSV12Cr鑄鋼CV12Cr鑄鋼CRV12Cr鑄鋼轉(zhuǎn)子高壓改良型12Cr鍛鋼中壓改良型12Cr鍛鋼低壓Ni-Cr-V鍛鋼（超純

12、凈型）高中壓轉(zhuǎn)子軸頸和推力盤表面堆焊Cr-Mo鋼噴嘴室12Cr鋼動葉高壓第一級改良12Cr鍛鋼中壓第一級改良12Cr鍛鋼汽缸高壓外缸Cr-Mo-V鑄鋼高壓內(nèi)缸12Cr鑄鋼中壓外缸Cr-Mo-V鑄鋼中壓內(nèi)缸12Cr鑄鋼2.2.8 滑銷系統(tǒng)機(jī)組共設(shè)有三個(gè)死點(diǎn)，分別位于中壓缸和A低壓缸之間的中間軸承箱下及低壓缸（A）和低壓缸（B）的中心線附近，死點(diǎn)處的橫鍵限制汽缸的軸向位移，同時(shí)，在前軸承箱及兩個(gè)低壓缸的縱向中心線前后設(shè)有縱向鍵，它引導(dǎo)汽缸沿軸向自由膨脹而限制橫向跑偏。 圖8 死點(diǎn)布置圖2.2.9 盤車裝置盤車裝置是用于機(jī)組起動時(shí)，帶動轉(zhuǎn)子低速旋轉(zhuǎn)，以便使轉(zhuǎn)子均勻加熱，減小轉(zhuǎn)子變形的可能性，也用在停機(jī)后轉(zhuǎn)子冷卻階段以