大容量再熱汽輪機的中壓轉(zhuǎn)子冷卻方法
【專利摘要】大容量再熱汽輪機的中壓轉(zhuǎn)子冷卻方法，它涉及一種中壓轉(zhuǎn)子冷卻方法。本發(fā)明的目的是要解決汽輪機中壓轉(zhuǎn)子材料在高溫易發(fā)生高溫蠕變從而影響汽輪機的壽命和安全性的問題。方法：一、設(shè)置徑向氣封；二、設(shè)置葉根槽；三、設(shè)置冷卻蒸汽氣管；四、冷卻：通入冷卻蒸汽，冷卻蒸汽依次流經(jīng)冷氣管、軸封、葉根槽和隔板汽封，冷卻中壓第一級動葉葉根、轉(zhuǎn)子輪緣及靜葉隔板，實現(xiàn)對中壓轉(zhuǎn)子的冷卻。方法：一、設(shè)置徑向氣封；二、設(shè)置葉根槽；三、設(shè)置冷卻蒸汽氣管；四、冷卻：通入冷卻蒸汽，冷卻蒸汽依次流經(jīng)合缸軸封、冷氣管、軸封、葉根槽和隔板汽封，冷卻中壓第一級動葉葉根、轉(zhuǎn)子輪緣及靜葉隔板，實現(xiàn)對中壓轉(zhuǎn)子的冷卻。本發(fā)明用于冷卻中壓轉(zhuǎn)子。
【專利說明】大容量再熱汽輪機的中壓轉(zhuǎn)子冷卻方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種中壓轉(zhuǎn)子冷卻方法。
【背景技術(shù)】
[0002]為了提高發(fā)電廠的經(jīng)濟性和適應(yīng)大機組發(fā)展的需要，汽輪機組的蒸汽初參數(shù)在不斷提高。而大容量機組往往采用中間再熱，中壓轉(zhuǎn)子承受離心力比高壓轉(zhuǎn)子大，中壓進汽溫度等于甚至高于主蒸汽，所以中壓轉(zhuǎn)子材料在高蒸汽參數(shù)下更易發(fā)生高溫蠕變，不僅會降低轉(zhuǎn)子的強度，同時會影響汽輪機的壽命和安全性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是要解決汽輪機中壓轉(zhuǎn)子材料在高溫易發(fā)生高溫蠕變從而影響汽輪機的壽命和安全性的問題，而提供大容量再熱汽輪機的中壓轉(zhuǎn)子冷卻方法。
[0004]大容量再熱汽輪機的中壓轉(zhuǎn)子冷卻方法，具體是按以下步驟完成:一、設(shè)置徑向汽封:在動葉中間體與靜葉隔板接觸位置設(shè)置徑向汽封；二:設(shè)置葉根槽:中壓第一級動葉葉根與轉(zhuǎn)子葉輪之間設(shè)置葉根槽，該葉根槽作為冷卻蒸汽通道；三、設(shè)置冷卻蒸汽管:在分缸中壓外缸、分缸中壓內(nèi)缸和分缸中壓進汽平衡環(huán)之間開設(shè)冷卻蒸汽管，且冷卻蒸汽管與冷卻汽進口連通；四、冷卻:通入冷卻蒸汽，冷卻蒸汽依次流經(jīng)冷卻蒸汽管、軸封、葉根槽和隔板汽封，冷卻中壓第一級動葉葉根以及靜葉隔板，這樣轉(zhuǎn)子表面被冷卻蒸汽覆蓋，高溫再熱蒸汽不會直接接觸轉(zhuǎn)子，起到了冷卻中壓轉(zhuǎn)子的作用，通過設(shè)置徑向汽封控制冷卻蒸汽對高溫再熱蒸汽的影響，通過調(diào)整軸封、徑向汽封和隔板汽封的汽封間隙，達到控制冷卻蒸汽流量，進而達到控制轉(zhuǎn)子表面溫度的目的，最終實現(xiàn)對大容量再熱汽輪機的中壓轉(zhuǎn)子的冷卻。
[0005]大容量再熱汽輪機的中壓轉(zhuǎn)子冷卻方法，缸具體是按以下步驟完成:一、設(shè)置徑向汽封:在動葉中間體與靜葉隔板接觸位置設(shè)置徑向汽封；二:設(shè)置葉根槽:中壓第一級動葉葉根與轉(zhuǎn)子葉輪之間設(shè)置葉根槽，該葉根槽作為冷卻蒸汽通道；三、設(shè)置冷卻蒸汽管:在合缸中壓外缸、合缸中壓內(nèi)缸和合缸中壓進汽平衡環(huán)之間開設(shè)冷卻蒸汽管，且冷卻蒸汽管與冷卻汽進口連通；四、冷卻:通入冷卻蒸汽，冷卻蒸汽依次流經(jīng)合缸軸封、冷卻蒸汽管、軸封、葉根槽和隔板汽封，冷卻中壓第一級動葉葉根以及靜葉隔板，這樣轉(zhuǎn)子表面被冷卻蒸汽覆蓋，高溫再熱蒸汽不會直接接觸轉(zhuǎn)子，起到了冷卻中壓轉(zhuǎn)子的作用，通過設(shè)置徑向汽封控制冷卻蒸汽對高溫再熱蒸汽的影響，通過調(diào)整合缸軸封、軸封、徑向汽封和隔板汽封的汽封間隙，達到控制冷卻蒸汽流量，進而達到控制轉(zhuǎn)子表面溫度的目的，最終實現(xiàn)對大容量再熱汽輪機的中壓轉(zhuǎn)子的冷卻。
[0006]本發(fā)明優(yōu)點:一、本發(fā)明采用低溫蒸汽冷卻中壓轉(zhuǎn)子，解決了高參數(shù)再熱汽輪機中壓轉(zhuǎn)子冷卻問題，在不改變材料的前提下提高轉(zhuǎn)子強度等級，或在相同蒸汽參數(shù)下采用低成本材料；二、本發(fā)明以一維熱力分析為基礎(chǔ)，采用全三維流固耦合，考慮蒸汽流動、葉片和轉(zhuǎn)子，比較真實的模擬了再熱汽輪機中壓前兩級流動、溫度和應(yīng)力分布，綜合考慮冷卻帶來的熱應(yīng)力以及材料強度等級的提高，確定了最佳方案；三、本發(fā)明已成功應(yīng)用在600麗、IOOOMW等級機組上。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1冷卻構(gòu)件結(jié)構(gòu)示意圖；
[0008]圖2分缸冷卻構(gòu)件結(jié)構(gòu)示意圖；
[0009]圖3合缸冷卻構(gòu)件結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖4冷卻蒸汽通道在底部的葉根槽局部放大示意圖；
[0011]圖5冷卻蒸汽通道在側(cè)部的葉根槽局部放大示意圖。
【具體實施方式】
[0012]【具體實施方式】一:結(jié)合圖1、圖2、圖4和圖5所示，本實施方式是大容量再熱汽輪機的中壓轉(zhuǎn)子冷卻方法，具體是按以下步驟完成:一、設(shè)置徑向汽封:在動葉中間體I與靜葉隔板2接觸位置設(shè)置徑向汽封3 ;二:設(shè)置葉根槽:中壓第一級動葉葉根4與轉(zhuǎn)子葉輪5之間設(shè)置葉根槽6，該葉根槽6作為冷卻蒸汽通道；三、設(shè)置冷卻蒸汽管:在分缸中壓外缸
7、分缸中壓內(nèi)缸14和分缸中壓進汽平衡環(huán)8之間開設(shè)冷卻蒸汽管9，且冷卻蒸汽管9與冷卻汽進口 10連通；四、冷卻:通入冷卻蒸汽，冷卻蒸汽依次流經(jīng)冷卻蒸汽管9、軸封11、葉根槽6和隔板汽封12，冷卻中壓第一級動葉葉根4以及靜葉隔板2，這樣轉(zhuǎn)子表面被冷卻蒸汽覆蓋，高溫再熱蒸汽不會直接接觸轉(zhuǎn)子，起到了冷卻中壓轉(zhuǎn)子的作用，通過設(shè)置徑向汽封3控制冷卻蒸汽對高溫再熱蒸汽的影響，通過調(diào)整軸封11、徑向汽封3和隔板汽封12的汽封間隙，達到控制冷卻蒸汽流量，進而達到控制轉(zhuǎn)子表面溫度的目的，最終實現(xiàn)對大容量再熱汽輪機的中壓轉(zhuǎn)子的冷卻。
[0013]圖1是冷卻構(gòu)件結(jié)構(gòu)示意圖，圖中I為動葉中間體，2為靜葉隔板，3為徑向汽封，4為中壓第一級動葉葉根，5為轉(zhuǎn)子葉輪,6為葉根冷卻槽,10為冷卻汽進口，11為軸封,12為隔板汽封。
[0014]圖2分缸冷卻構(gòu)件結(jié)構(gòu)示意圖；圖中7為分缸中壓外缸，8為分缸中壓進汽平衡環(huán)，9為冷卻蒸汽管，10為冷卻汽進口，11為軸封,12為隔板汽封,14為分缸中壓內(nèi)缸。
[0015]圖4冷卻蒸汽通道在底部的葉根槽局部放大示意圖；圖中I為動葉中間體，4為動葉葉根，5為轉(zhuǎn)子葉輪，6為葉根槽。
[0016]圖5冷卻蒸汽通道在側(cè)部的葉根槽局部放大示意圖；圖中I為動葉中間體，4為動葉葉根，5為轉(zhuǎn)子葉輪，6為葉根槽。
[0017]本實施方式所述的大容量再熱汽輪機的中壓轉(zhuǎn)子冷卻方法適用于高中壓缸為分缸形式的大容量再熱汽輪機的中壓轉(zhuǎn)子。
[0018]【具體實施方式】二:本實施方式與【具體實施方式】一的不同點是:步驟四中所述的冷卻蒸汽為高壓末級的低溫蒸汽或高壓排汽部分的低溫蒸汽，溫度為450°C?500°C。其他與【具體實施方式】一相同。
[0019]【具體實施方式】三:結(jié)合圖1、圖3、圖4和圖5所示，本實施方式是大容量再熱汽輪機的中壓轉(zhuǎn)子冷卻方法，具體是按以下步驟完成:一、設(shè)置徑向汽封:在動葉中間體I與靜葉隔板2接觸位置設(shè)置徑向汽封3 ;二:設(shè)置葉根槽:中壓第一級動葉葉根4與轉(zhuǎn)子葉輪5之間設(shè)置葉根槽6，該葉根槽6作為冷卻蒸汽通道；三、設(shè)置冷卻蒸汽氣管:在合缸中壓外缸
16、合缸中壓內(nèi)缸17和合缸中壓進汽平衡環(huán)15之間開設(shè)冷卻蒸汽管9，且冷卻蒸汽管9與冷卻汽進口 10連通；四、冷卻:通入冷卻蒸汽，冷卻蒸汽依次流經(jīng)合缸軸封13、冷卻蒸汽管
9、軸封11、葉根槽6和隔板汽封12，冷卻中壓第一級動葉葉根4以及靜葉隔板2，這樣轉(zhuǎn)子表面被冷卻蒸汽覆蓋，高溫再熱蒸汽不會直接接觸轉(zhuǎn)子，起到了冷卻中壓轉(zhuǎn)子的作用，通過設(shè)置徑向汽封3控制冷卻蒸汽對高溫再熱蒸汽的影響，通過調(diào)整合缸軸封13、軸封11、徑向汽封3和隔板汽封12的汽封間隙，達到控制冷卻蒸汽流量，進而達到控制轉(zhuǎn)子表面溫度的目的，最終實現(xiàn)對大容量再熱汽輪機的中壓轉(zhuǎn)子的冷卻。
[0020]圖3合缸冷卻構(gòu)件結(jié)構(gòu)示意圖；圖中9為冷卻蒸汽管，11為軸封，12為隔板汽封，13為合缸軸封，15為合缸中壓進汽平衡環(huán)，16為合缸中壓外缸，17為合缸中壓內(nèi)缸。
[0021]本實施方式所述的大容量再熱汽輪機的中壓轉(zhuǎn)子冷卻方法適用于高中壓缸為合缸形式大容量再熱汽輪機的中壓轉(zhuǎn)子。
[0022]【具體實施方式】四:本實施方式與【具體實施方式】一的不同點是:步驟四中所述的冷卻蒸汽為高壓調(diào)節(jié)級漏汽的低溫蒸汽和高壓末級的低溫蒸汽相混合得到的低溫蒸汽，或高壓調(diào)節(jié)級漏汽的低溫蒸汽和高壓排汽部分的低溫蒸汽相混合得到的低溫蒸汽，溫度為450°C?500°C。其他與【具體實施方式】三相同。
[0023]采用下述試驗驗證本發(fā)明效果:
[0024]試驗一:大容量再熱汽輪機的中壓轉(zhuǎn)子冷卻方法，具體是按以下步驟完成:一、設(shè)置徑向氣封:在動葉中間體I與靜葉隔板2接觸位置設(shè)置徑向汽封3 ;二:設(shè)置葉根槽:中壓第一級動葉葉根4與轉(zhuǎn)子葉輪5之間設(shè)置葉根槽6，該葉根槽6作為冷卻蒸汽通道；三、設(shè)置冷卻蒸汽氣管:在分缸中壓外缸7、分缸中壓內(nèi)缸14和分缸中壓進汽平衡環(huán)8之間開設(shè)冷卻蒸汽管9，且冷卻蒸汽管9與冷卻汽進口 10連通；四、冷卻:通入冷卻蒸汽，冷卻蒸汽依次流經(jīng)冷卻蒸汽管9、軸封11、葉根槽6和隔板汽封12，冷卻中壓第一級動葉葉根4以及靜葉隔板2，這樣轉(zhuǎn)子表面被冷卻蒸汽覆蓋，高溫再熱蒸汽不會直接接觸轉(zhuǎn)子，起到了冷卻中壓轉(zhuǎn)子的作用，通過設(shè)置徑向汽封3控制冷卻蒸汽對高溫再熱蒸汽的影響，通過調(diào)整軸封11、徑向汽封3和隔板汽封12的汽封間隙，達到控制冷卻蒸汽流量，進而達到控制轉(zhuǎn)子表面溫度的目的，最終實現(xiàn)對大容量再熱汽輪機的中壓轉(zhuǎn)子的冷卻。
[0025]本實施方式所述的大容量再熱汽輪機的中壓轉(zhuǎn)子冷卻方法適用于高中壓缸為分缸形式的大容量再熱汽輪機的中壓轉(zhuǎn)子。
[0026]步驟四中所述的冷卻蒸汽為高壓末級的低溫蒸汽或高壓排汽部分的低溫蒸汽，溫度為 450°C?500°C。
[0027]通過采用有效的轉(zhuǎn)子冷卻方式，在合理應(yīng)用現(xiàn)有材料的情況下，采用較高的進汽參數(shù)，從而獲得較高的汽輪機熱效率，提高能源的利用率，減少溫室氣體的排放量，解決了汽輪機中壓轉(zhuǎn)子材料在高溫易發(fā)生高溫蠕變從而影響汽輪機的壽命和安全性的問題，實驗驗證取得了良好效果。
[0028]試驗二:大容量再熱汽輪機的中壓轉(zhuǎn)子冷卻方法，具體是按以下步驟完成:一、設(shè)置徑向汽封:在動葉中間體I與靜葉隔板2接觸位置設(shè)置徑向汽封3 ;二:設(shè)置葉根槽:中壓第一級動葉葉根4與轉(zhuǎn)子葉輪5之間設(shè)置葉根槽6，該葉根槽6作為冷卻蒸汽通道；三、設(shè)置冷卻蒸汽管:在合缸中壓外缸16、合缸中壓內(nèi)缸17和合缸中壓進汽平衡環(huán)15之間開設(shè)冷卻蒸汽管9，且冷卻蒸汽管9與冷卻汽進口 10連通；四、冷卻:通入冷卻蒸汽，冷卻蒸汽依次流經(jīng)合缸軸封13、冷卻蒸汽管9、軸封11、葉根槽6和隔板汽封12，冷卻中壓第一級動葉葉根4以及靜葉隔板2，這樣轉(zhuǎn)子表面被冷卻蒸汽覆蓋，高溫再熱蒸汽不會直接接觸轉(zhuǎn)子，起到了冷卻中壓轉(zhuǎn)子的作用，通過設(shè)置徑向汽封3控制冷卻蒸汽對高溫再熱蒸汽的影響，通過調(diào)整合缸軸封13、軸封11、徑向汽封3和隔板汽封12的汽封間隙，達到控制冷卻蒸汽流量，進而達到控制轉(zhuǎn)子表面溫度的目的，最終實現(xiàn)對大容量再熱汽輪機的中壓轉(zhuǎn)子的冷卻。
[0029]本實施方式所述的大容量再熱汽輪機的中壓轉(zhuǎn)子冷卻方法適用于高中壓缸為合缸形式大容量再熱汽輪機的中壓轉(zhuǎn)子。
[0030]步驟四中所述的冷卻蒸汽為高壓調(diào)節(jié)級漏汽的低溫蒸汽和高壓末級的低溫蒸汽相混合得到的低溫蒸汽，或高壓調(diào)節(jié)級漏汽的低溫蒸汽和高壓排汽部分的低溫蒸汽相混合得到的低溫蒸汽，溫度為450°C?500°C。
[0031]通過采用有效的轉(zhuǎn)子冷卻方式，在合理應(yīng)用現(xiàn)有材料的情況下，采用較高的進汽參數(shù)，從而獲得較高的汽輪機熱效率，提高能源的利用率，減少溫室氣體的排放量，解決了汽輪機中壓轉(zhuǎn)子材料在高溫易發(fā)生高溫蠕變從而影響汽輪機的壽命和安全性的問題，實驗驗證取得了良好效果。
【權(quán)利要求】
1.大容量再熱汽輪機的中壓轉(zhuǎn)子冷卻方法，其特征在于大容量再熱汽輪機的中壓轉(zhuǎn)子冷卻方法是按以下步驟完成:一、設(shè)置徑向汽封:在動葉中間體(I)與靜葉隔板(2)接觸位置設(shè)置徑向汽封(3) ;二:設(shè)置葉根槽:中壓第一級動葉葉根(4)與轉(zhuǎn)子葉輪(5)之間設(shè)置葉根槽出)，該葉根槽(6)作為冷卻蒸汽通道；三、設(shè)置冷卻蒸汽氣管:在分缸中壓外缸(7)、分缸中壓內(nèi)缸(14)和分缸中壓進汽平衡環(huán)(8)之間開設(shè)冷卻蒸汽管(9)，且冷卻蒸汽管(9)與冷卻汽進口(10)連通；四、冷卻:通入冷卻蒸汽，冷卻蒸汽依次流經(jīng)冷卻蒸汽管(9)、軸封(11)、葉根槽(6)和隔板汽封(12)，冷卻中壓第一級動葉葉根(4)以及靜葉隔板(2)，這樣轉(zhuǎn)子表面被冷卻蒸汽覆蓋，高溫再熱蒸汽不會直接接觸轉(zhuǎn)子，起到了冷卻中壓轉(zhuǎn)子的作用，通過設(shè)置徑向汽封(3)控制冷卻蒸汽對高溫再熱蒸汽的影響，通過調(diào)整軸封(11)、徑向汽封⑶和隔板汽封(12)的汽封間隙，達到控制冷卻蒸汽流量，進而達到控制轉(zhuǎn)子表面溫度的目的，最終實現(xiàn)對大容量再熱汽輪機的中壓轉(zhuǎn)子的冷卻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大容量再熱汽輪機的中壓轉(zhuǎn)子冷卻方法，其特征在于步驟四中所述的冷卻蒸汽為高壓末級的低溫蒸汽或高壓排汽部分的低溫蒸汽，溫度為450°C?500。。。
3.大容量再熱汽輪機的中壓轉(zhuǎn)子冷卻方法，其特征在于大容量再熱汽輪機的中壓轉(zhuǎn)子冷卻方法是按以下步驟完成:一、設(shè)置徑向汽封:在動葉中間體(I)與靜葉隔板(2)接觸位置設(shè)置徑向汽封(3) ;二:設(shè)置葉根槽:中壓第一級動葉葉根(4)與轉(zhuǎn)子葉輪(5)之間設(shè)置葉根槽出)，該葉根槽(6)作為冷卻蒸汽通道；三、設(shè)置冷卻蒸汽汽管:在合缸中壓外缸(16)、中壓內(nèi)缸(17)和中壓進汽平衡環(huán)(15)之間開設(shè)冷卻蒸汽管(9)，且冷卻蒸汽管(9)與冷卻汽進口(10)連通；四、冷卻:通入冷卻蒸汽，冷卻蒸汽依次流經(jīng)合缸軸封(13)、冷汽管(9)、軸封(11)、葉根槽(6)和隔板汽封(12)，冷卻中壓第一級動葉葉根(4)以及靜葉隔板(2)，這樣轉(zhuǎn)子表面被冷卻蒸汽覆蓋，高溫再熱蒸汽不會直接接觸轉(zhuǎn)子，起到了冷卻中壓轉(zhuǎn)子的作用，通過設(shè)置徑向汽封(3)控制冷卻蒸汽對高溫再熱蒸汽的影響，通過調(diào)整合缸軸封(13)、軸封(11)、徑向汽封⑶和隔板汽封(12)的汽封間隙，達到控制冷卻蒸汽流量，進而達到控制轉(zhuǎn)子表面溫度的目的，最終實現(xiàn)對大容量再熱汽輪機的中壓轉(zhuǎn)子的冷卻。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的大容量再熱汽輪機的中壓轉(zhuǎn)子冷卻方法，其特征在于步驟四中所述的冷卻蒸汽為高壓調(diào)節(jié)級漏汽的低溫蒸汽和高壓末級的低溫蒸汽相混合得到的低溫蒸汽，或高壓調(diào)節(jié)級漏汽的低溫蒸汽和高壓排汽部分的低溫蒸汽相混合得到的低溫蒸汽，溫度為450°C?500°C。
【文檔編號】F01D5/08GK103883360SQ201410116804
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年3月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月26日
【發(fā)明者】張秋鴻, 楊明, 劉云鋒, 翁振宇, 周佳惠, 李慶, 管繼偉, 劉長春, 張宇 申請人:哈爾濱汽輪機廠有限責(zé)任公司