東汽高效超超臨界660MWr1

1高效超超臨界660MW汽輪機普安技術(shù)方案介紹東方汽輪機有限公司2014年8月20高效優(yōu)化緣由1高效超超660MW方案方案技術(shù)來源高可靠性設計4高經(jīng)濟性設計結(jié)束語目錄高效超超臨界660MW技術(shù)介紹3母型機：高中壓合缸、三缸四排汽結(jié)構(gòu)緊湊；但機組受高中壓跨距限制，使高中壓通流設計級數(shù)少，高中壓單級焓降大，隔板易變形；過橋汽封漏汽量大；同時高中壓內(nèi)缸體積大，易變形漏汽；中低壓分缸壓力高，高效中壓分配焓降少，低壓內(nèi)缸進汽部分易變形漏汽，綜合導致原高中壓合缸機組運行經(jīng)濟性、可靠性較差。高效優(yōu)化機型：高中壓分缸、四缸四排汽跨距無限制、單跨跨距小，軸系更穩(wěn)定；高中壓通流設計級數(shù)多、更流暢，單級焓降小、隔板不易變形；無過橋汽封漏汽、單個汽缸剛性更好、不存在內(nèi)缸漏汽；同時中低壓分缸壓力低，高效中壓分配焓降多，低壓內(nèi)缸進汽部分應力低，不變形漏汽，提高機組運行經(jīng)濟性、可靠性。0高效優(yōu)化緣由高效超超臨界660MW技術(shù)介紹41高效超超660MW方案型

式-高中壓分缸、四缸四排汽參數(shù)-25/580/580配汽方式-全周+補汽閥末葉長度mm1016通流級數(shù)-12/10/

2×2×5高效超超臨界660MW技術(shù)介紹國際對標自主研發(fā)經(jīng)濟性優(yōu)化可靠性提高5☆技術(shù)路線：繼承優(yōu)化、自主研發(fā)舟山、萬州1000MW機型鴛鴦湖1000MW空冷機型焦作660MW機型安源二次再熱660MW技術(shù)保障穩(wěn)定的設計隊伍先進的數(shù)值分析技術(shù)完整的試驗能力廣泛的技術(shù)交流與合作高效可靠超超臨界機組熱力系統(tǒng)優(yōu)化結(jié)構(gòu)優(yōu)化通流優(yōu)化母型機經(jīng)濟性可靠性潛力2

方案技術(shù)來源高效超超臨界660MW技術(shù)介紹編號主汽參數(shù)MPa/℃/℃結(jié)構(gòu)末葉mm冷卻工程項目進度Ⅰ代母型25/600/600合缸四排汽1016濕冷華電蕪湖、新昌、射陽港中電蕪湖、寧德、井岡山、景德鎮(zhèn)、汕尾等均已投運25/600/600合缸四排汽1092濕冷西塞山（680MW）已投運25/566/600合缸四排汽856濕冷印度TPCIL、APL部分投運25/600/600合缸四排汽909濕冷韶關(guān)已投運25/580/600合缸四排汽1092濕冷華潤菏澤設計完成Ⅱ代高效型25/600/600分缸四排汽1016濕冷華潤焦作安裝調(diào)試25/600/600分缸四排汽1016濕冷國網(wǎng)焦作、豫能鶴壁四期廠內(nèi)制造28/600/610分缸四排汽1016濕冷茌平信源設計配合28/600/620分缸四排汽1016濕冷神東重慶、華電十里泉設計配合26.25/600/600分缸兩排汽863間冷托電五期設計配合28/600/620分缸兩排汽863間冷同煤軒崗設計配合27/600/610分缸兩排汽863間冷晉煤趙莊設計配合28/600/620分缸兩排汽1030間冷延安設計配合31/600/620/620分缸四排汽1016濕冷華能安源（二次再熱）廠內(nèi)制造☆東汽超超臨界660MW機組發(fā)展分代6累計：訂貨62臺，已投運20臺，高效機型訂貨22臺高效超超臨界660MW技術(shù)介紹7

☆熱力系統(tǒng)優(yōu)化外部系統(tǒng)優(yōu)化ZF3高可靠性設計高效超超臨界660MW技術(shù)介紹自身優(yōu)化項目提高再熱壓力/主汽壓力比提高給水溫度℃降低中低壓分缸壓力

MPa中壓轉(zhuǎn)子無冷卻低加抽汽點優(yōu)化+疏水泵8☆良好繼承性的軸系及軸承高可靠設計基準：常規(guī)1000MW不變：轉(zhuǎn)子數(shù)目不變軸承形式不變連接方式不變結(jié)論：

軸系特性與常規(guī)百萬機組基本一致,軸系成熟可靠。雙支點支撐，現(xiàn)場動平衡方便；單只點支撐，現(xiàn)場動平衡困難，需用46#油，多期工程油品管理不便。總長不變設計評判方法不變滑銷系統(tǒng)不變高效超超臨界660MW技術(shù)介紹●高壓第1級采用SPE葉型改變固粒沖擊角，出汽邊內(nèi)弧偏離沖擊射線●優(yōu)化再熱第1級動、靜葉軸向間隙，動葉反射固粒不打在靜葉背弧上，切斷多重反射途徑●高、中壓第1級靜、動葉進行涂層保護●閥門安裝濾網(wǎng)，防止大顆粒固粒進入通流部分☆

防SPE技術(shù)9高效超超臨界660MW技術(shù)介紹全周進汽，消除部分進汽引起汽流激振力間隙逐漸擴散式葉頂汽封高中壓可傾瓦軸承穩(wěn)定性好防旋高壓隔板汽封和軸封顯著提高機組抗汽流激振的能力10☆

防汽流激振技術(shù)高效超超臨界660MW技術(shù)介紹11☆高壓桶形紅套環(huán)密封內(nèi)缸、中分面外缸桶形內(nèi)缸1抽插管全周切向進汽中分面外缸紅套環(huán)補汽插管高效超超臨界660MW技術(shù)介紹高壓第1級隔板隔熱罩紅套環(huán)——桶形內(nèi)缸紅套環(huán)密封、外缸中分面ANSYS程序分析：確保紅套環(huán)在汽輪機啟停、變負荷及10萬h后內(nèi)缸中分面密封緊力足夠。內(nèi)缸形狀簡單，結(jié)構(gòu)對稱全周進汽，熱應力低、變形小啟?？臁⒆冐摵晒r適應性好適用更高溫度、壓力參數(shù)內(nèi)外缸尺寸減小整體發(fā)貨，節(jié)省現(xiàn)場安裝時間，保證安裝精度。中分面外缸+紅套環(huán)內(nèi)缸，現(xiàn)場開缸檢修、維護——運輸條件較差地區(qū)，采用內(nèi)缸+轉(zhuǎn)子+隔板整體發(fā)貨、外缸單發(fā)12高效超超臨界660MW技術(shù)介紹13——華潤焦作高壓模塊整體就位安裝2014年5月20日狀態(tài)高效超超臨界660MW技術(shù)介紹☆高效可靠單流中壓模塊中壓進汽優(yōu)化中壓排汽優(yōu)化中低壓分缸壓力降到0.5MPa通流優(yōu)化雙層缸、隔板套：分段包圍，剛性好、溫差小、分布均勻、熱應力低單流設計葉片長、效率高與高壓反向布置，抵消部分推力，機組推力小分缸空間更大，能更好布置大流量抽汽14高效超超臨界660MW技術(shù)介紹☆雙層低壓缸、整體內(nèi)缸整體內(nèi)缸體積縮小、結(jié)構(gòu)簡單、剛性好；更低進汽參數(shù)、熱應力低；使內(nèi)缸進汽部分密封持久可靠，避免內(nèi)缸變形漏汽。兩缸分別負責抽汽，單缸抽口減少、抽汽對主流的擾動減小，效率提升。A缸B缸15高效超超臨界660MW技術(shù)介紹16☆低壓模塊優(yōu)化——抽口非對稱布置每個低壓缸設置抽口通流級數(shù)由4變?yōu)?，抽汽對汽流擾動降低，經(jīng)濟性提高。高效超超臨界660MW技術(shù)介紹17☆成熟材料選擇620℃高溫部件采用歐洲成熟的新12Cr材料，即閥殼、汽缸等鑄件采用CB2材料，轉(zhuǎn)子采用FB2鍛鋼。上述材料在目標溫度下對應的蠕變斷裂點為80～100MPa左右。高效超超臨界660MW技術(shù)介紹18

☆旁路、啟動、運行方式配置一級旁路、二級旁路兩種方式運行無調(diào)節(jié)級、定-滑-定運行、高調(diào)閥全開，補汽閥滿足電網(wǎng)一次調(diào)頻和AGC要求高效超超臨界660MW技術(shù)介紹4高經(jīng)濟性設計1.參數(shù)及熱力系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)2.先進通流葉片\流道技術(shù)3.進排汽流道優(yōu)化技術(shù)4.先進的汽封技術(shù)19高效超超臨界660MW技術(shù)介紹☆配汽方式優(yōu)選項目配汽方式調(diào)頻特性經(jīng)濟性母型機噴嘴最好基準0高效型補汽閥好-63KJ/KW.h噴嘴配汽全周配汽20高效超超臨界660MW技術(shù)介紹21☆閥門結(jié)構(gòu)、流速優(yōu)化采用切向全周進汽后，調(diào)閥由原4個變?yōu)?個，結(jié)構(gòu)簡化結(jié)構(gòu)、氣動優(yōu)化，閥門損失更小、下降0.5%高效超超臨界660MW技術(shù)介紹22☆高壓模塊優(yōu)化進汽端優(yōu)化母型全周切向進汽總壓損系數(shù)10.48排汽端優(yōu)化母型優(yōu)化模型總壓損系數(shù)10.38高效超超臨界660MW技術(shù)介紹☆

葉型優(yōu)化技術(shù)通流設計軟件AxSTREAM，結(jié)合全三元氣動分析軟件，完成葉型優(yōu)化可控渦彎扭成型靜葉高負荷HV動葉——級效率提高2-3%。23高效超超臨界660MW技術(shù)介紹24☆

通流流道整體優(yōu)化技術(shù)●全三維多級段流場CFD優(yōu)化分析技術(shù)：級間三維匹配、級內(nèi)二次流控制、汽封控制、平衡孔邊界層抽吸，減少二次流、摻混、擾流損失?！侍嵘?-1.5%。高效超超臨界660MW技術(shù)介紹25先進流形及流動特性的精確匹配設計技術(shù)：按照焓降，速比，反動度的高效準則，實現(xiàn)根徑，級數(shù)，相對葉高優(yōu)化匹配優(yōu)化。速比0.48到0.52☆高效通流流形及匹配技術(shù)根部反動度10%到25%相對葉高0.7到1.4高效超超臨界660MW技術(shù)介紹26☆高壓模塊優(yōu)化84%90%措施母型機優(yōu)化高效型收益配汽方式噴嘴配汽補汽閥配汽4%新葉型傳統(tǒng)日立型DEC優(yōu)化型0.6%根部速比優(yōu)化0.48~0.500.51~0.531.3%第1級轉(zhuǎn)子葉輪無需冷卻降低根徑1101.1970增加級數(shù)、焓降分配優(yōu)化I+712提高相對葉高0.9~1.71.2~2.0高效超超臨界660MW技術(shù)介紹27☆中壓模塊優(yōu)化原始模型優(yōu)化模型排汽端優(yōu)化原始模型優(yōu)化模型總壓損系數(shù)10.64排汽端數(shù)值分析與優(yōu)化單獨中壓排汽腔室單獨中低壓連通管末葉耦合排汽室及連通管—中排總壓損失系數(shù)下降36%耦合葉片焓降分配流道光順排汽優(yōu)化——缸效率提高1.2%，熱耗降低19KJ/KW.h措施母型機優(yōu)化高效型新葉型傳統(tǒng)日立型DEC優(yōu)化型通流優(yōu)化速比、反動度、攻角優(yōu)化根徑優(yōu)化1299.21376加級、焓降分配優(yōu)化69提高相對葉高1.4~2.321.6~3.0中壓轉(zhuǎn)子冷卻有無高效超超臨界660MW技術(shù)介紹28☆低壓模塊優(yōu)化——排汽優(yōu)化正交吹風試驗優(yōu)化導流環(huán)型線、改善擴壓效果。數(shù)值分析優(yōu)化排汽缸徑向和軸向尺寸、軸承圓錐體、導流板線型和支撐布置，降低流動損失?！蛪号牌嘴o壓恢復能力提高38%低壓排汽缸原始模型優(yōu)化模型靜壓恢復系數(shù)（%）4.842.6高效超超臨界660MW技術(shù)介紹29☆低壓模塊優(yōu)化——三維流場優(yōu)化全三維流道分析全三維CFD整缸優(yōu)化分析表明，使設計缸效率提高~1.3%，熱耗降低35KJ/kW.h。措施母型機優(yōu)化高效型通流優(yōu)化速比、反動度、通流汽封優(yōu)化葉型優(yōu)化傳統(tǒng)日立型全三維成型分缸壓力MPa1.00.6排汽缸優(yōu)化傳統(tǒng)型末葉耦合優(yōu)化型高效超超臨界660MW技術(shù)介紹動葉葉頂自帶冠、高低齒汽封技術(shù)，漏汽損失減少約25%、級效率提高約0.4%，熱耗收益29KJ/KW.h。DAS汽封——避免常規(guī)汽封起停磨損引起的損失，維持機組長期、高效、可靠運行。30☆