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汽輪機原理

PrincipleofSteamTurbine主講老師:密騰閣適用專業(yè):能源與動力工程專業(yè)汽輪機原理

PrincipleofSteamTurb2大型汽輪機超臨界汽輪機超超臨界汽輪機工業(yè)汽輪機600MW300MW船舶動力流程工業(yè)第七章大型汽輪機及特種汽輪機2大型汽輪機超臨界汽輪機超超臨界汽輪機工業(yè)汽輪機600MW33水的臨界點:壓力22.7MPa、溫度374.15℃。T-s圖,從水的定壓加熱過程得到,當壓力不斷增加時,其等溫加熱過程逐漸變短,汽化潛熱減小。當壓力增加至22.7MPa,相應的飽和水溫度為374.15℃,便不再有等溫變化過程,當汽輪機主蒸汽的進汽壓力大于22.7MPa時,稱為超臨界機組。

第二節(jié)超臨界汽輪機在臨界狀態(tài)附近,水和汽的狀態(tài)難于分辨。另一種理解是:當溫度高于374.15℃時,用加壓的辦法是不可能使蒸汽變成水的。3水的臨界點:壓力22.7MPa、溫度374.15℃。第二節(jié)4第二節(jié)超臨界汽輪機4一特點熱效率高。蒸汽體積流量降低。承壓件壁厚增大。蒸汽參數(shù)與機組效率的關系4第二節(jié)超臨界汽輪機4一特點蒸汽參數(shù)與機組效率的關系二與亞臨界機組的主要區(qū)別初壓高約1.45倍:汽缸、汽門壁厚增加約1.2倍,高壓缸隔板壓差大、隔板厚。高壓級比容小約0.65倍,高壓缸高壓段葉片短。具有單相蒸發(fā)過程的特點,只能配直流爐。第二節(jié)超臨界汽輪機5二與亞臨界機組的主要區(qū)別初壓高約1.45倍:汽缸、汽門壁三與亞臨界機組的相同點外形尺寸相當、級數(shù)相當。低壓缸通用。中壓缸略有不同。除與壓力升高相聯(lián)的輔機之外,其余輔機相同。第二節(jié)超臨界汽輪機6三與亞臨界機組的相同點外形尺寸相當、級數(shù)相當。第二節(jié)超四超臨界機組帶來的問題材料問題:一般當溫度超過580℃時,要用奧氏體耐熱鋼,不但材料貴,關鍵是其線膨脹系數(shù)與一般珠光體耐熱鋼差別很大,引起很多結構、強度和運行方面的問題。調節(jié)級:

700MW以上的超臨界機組均采用雙流結構,汽道應力可降低一半以上。但葉片數(shù)目增加一倍,造價高,結構復雜,軸向長度增加。螺栓、法蘭緊固件強度、溫度、蠕變性能。第二節(jié)超臨界汽輪機7四超臨界機組帶來的問題材料問題:一般當溫度超過580℃時高、中壓汽缸

1、引起汽缸噴嘴室、主汽閥、進汽管等耐壓部件壁厚增厚約1.2倍,而尺寸又減小,因此要解決好耐壓件壁厚增加與熱應力的矛盾。

2、由于高壓級間和軸封壓差增大,引起汽封結構、長度和隔板擾度的問題。應采用寬靜葉分流式葉柵、厚圍帶和良好的焊接工藝。第二節(jié)超臨界汽輪機8四超臨界機組帶來的問題高、中壓汽缸第二節(jié)超臨界汽輪機8四超臨界機組帶來的問中壓轉子蒸汽冷卻系統(tǒng)(再熱汽溫566℃)1、日本幾家制造廠普遍采取的技術,由高壓缸排氣引入冷卻蒸汽冷卻中壓轉子的高溫部分。

2、經試驗,有冷卻蒸汽時,中壓轉子表面的溫度降為420℃左右,而沒有冷卻時,為550℃。第二節(jié)超臨界汽輪機9四超臨界機組帶來的問題中壓轉子蒸汽冷卻系統(tǒng)(再熱汽溫566℃)第二節(jié)超臨界汽輪固體顆粒的侵蝕SPE(SolidParticleErosion)最要發(fā)生在主蒸汽旁路門、高壓第一級噴嘴、再熱第一級。原因是鍋爐過熱、再熱器管壁Fe2O3和Fe3O4

剝離形成的微粒進入汽輪機。對超臨界機高壓調節(jié)級噴嘴最嚴重,運行1~2年后就必須焊接、修補。

第二節(jié)超臨界汽輪機10六超臨界機組帶來的問題GE公司從20世紀80年代開始尋找有效解決SPE的方法,認為對于高壓調節(jié)級,采用新型噴嘴(傾斜噴嘴)形狀和防侵蝕涂層(表面硼化處理)結合的設計,可使噴嘴的使用壽命達到傳統(tǒng)設計的3倍;固體顆粒的侵蝕SPE(SolidParticleEros蒸汽激振由于高壓缸進汽密度增大,流速提高,蒸汽作用在高壓轉子上的切向力對動靜間隙、密封結構及轉子與汽缸對中的靈敏度提高,增大作用在高壓轉子的激振力。第二節(jié)超臨界汽輪機11六超臨界機組帶來的問題蒸汽激振第二節(jié)超臨界汽輪機11六超臨界機組帶來的問題12二超臨界和超超臨界機壓力汽輪機主要技術特點高性能材料冷卻技術高壓部件設計汽流激振力預防末級優(yōu)化設計第二節(jié)超臨界汽輪機1212二超臨界和超超臨界機壓力汽輪機主要技術特點高性能材料汽輪機原理

PrincipleofSteamTurbine主講老師:密騰閣適用專業(yè):能源與動力工程專業(yè)汽輪機原理

PrincipleofSteamTurb14大型汽輪機超臨界汽輪機超超臨界汽輪機工業(yè)汽輪機600MW300MW船舶動力流程工業(yè)第七章大型汽輪機及特種汽輪機2大型汽輪機超臨界汽輪機超超臨界汽輪機工業(yè)汽輪機600MW315水的臨界點:壓力22.7MPa、溫度374.15℃。T-s圖,從水的定壓加熱過程得到,當壓力不斷增加時,其等溫加熱過程逐漸變短,汽化潛熱減小。當壓力增加至22.7MPa,相應的飽和水溫度為374.15℃,便不再有等溫變化過程,當汽輪機主蒸汽的進汽壓力大于22.7MPa時,稱為超臨界機組。

第二節(jié)超臨界汽輪機在臨界狀態(tài)附近,水和汽的狀態(tài)難于分辨。另一種理解是:當溫度高于374.15℃時,用加壓的辦法是不可能使蒸汽變成水的。3水的臨界點:壓力22.7MPa、溫度374.15℃。第二節(jié)16第二節(jié)超臨界汽輪機16一特點熱效率高。蒸汽體積流量降低。承壓件壁厚增大。蒸汽參數(shù)與機組效率的關系4第二節(jié)超臨界汽輪機4一特點蒸汽參數(shù)與機組效率的關系二與亞臨界機組的主要區(qū)別初壓高約1.45倍:汽缸、汽門壁厚增加約1.2倍,高壓缸隔板壓差大、隔板厚。高壓級比容小約0.65倍,高壓缸高壓段葉片短。具有單相蒸發(fā)過程的特點,只能配直流爐。第二節(jié)超臨界汽輪機17二與亞臨界機組的主要區(qū)別初壓高約1.45倍:汽缸、汽門壁三與亞臨界機組的相同點外形尺寸相當、級數(shù)相當。低壓缸通用。中壓缸略有不同。除與壓力升高相聯(lián)的輔機之外,其余輔機相同。第二節(jié)超臨界汽輪機18三與亞臨界機組的相同點外形尺寸相當、級數(shù)相當。第二節(jié)超四超臨界機組帶來的問題材料問題:一般當溫度超過580℃時,要用奧氏體耐熱鋼,不但材料貴,關鍵是其線膨脹系數(shù)與一般珠光體耐熱鋼差別很大,引起很多結構、強度和運行方面的問題。調節(jié)級:

700MW以上的超臨界機組均采用雙流結構,汽道應力可降低一半以上。但葉片數(shù)目增加一倍,造價高,結構復雜,軸向長度增加。螺栓、法蘭緊固件強度、溫度、蠕變性能。第二節(jié)超臨界汽輪機19四超臨界機組帶來的問題材料問題:一般當溫度超過580℃時高、中壓汽缸

1、引起汽缸噴嘴室、主汽閥、進汽管等耐壓部件壁厚增厚約1.2倍,而尺寸又減小,因此要解決好耐壓件壁厚增加與熱應力的矛盾。

2、由于高壓級間和軸封壓差增大,引起汽封結構、長度和隔板擾度的問題。應采用寬靜葉分流式葉柵、厚圍帶和良好的焊接工藝。第二節(jié)超臨界汽輪機20四超臨界機組帶來的問題高、中壓汽缸第二節(jié)超臨界汽輪機8四超臨界機組帶來的問中壓轉子蒸汽冷卻系統(tǒng)(再熱汽溫566℃)1、日本幾家制造廠普遍采取的技術,由高壓缸排氣引入冷卻蒸汽冷卻中壓轉子的高溫部分。

2、經試驗,有冷卻蒸汽時,中壓轉子表面的溫度降為420℃左右,而沒有冷卻時,為550℃。第二節(jié)超臨界汽輪機21四超臨界機組帶來的問題中壓轉子蒸汽冷卻系統(tǒng)(再熱汽溫566℃)第二節(jié)超臨界汽輪固體顆粒的侵蝕SPE(SolidParticleErosion)最要發(fā)生在主蒸汽旁路門、高壓第一級噴嘴、再熱第一級。原因是鍋爐過熱、再熱器管壁Fe2O3和Fe3O4

剝離形成的微粒進入汽輪機。對超臨界機高壓調節(jié)級噴嘴最嚴重,運行1~2年后就必須焊接、修補。

第二節(jié)超臨界汽輪機22六超臨界機組帶來的問題GE公司從20世紀80年代開始尋找有效解決SPE的方法,認為對于高壓調節(jié)級,采用新型噴嘴(傾斜噴嘴)形狀和防侵蝕涂層(表面硼化處理)結合的設計,可使噴嘴的使用壽命達到傳統(tǒng)設計的3倍;固體顆粒的侵蝕SPE(SolidParticleEros蒸汽激振由于高壓缸進汽密度增大,流速提高,蒸汽作用在高壓轉子上的切向力對動靜間隙、

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