本實(shí)用新型涉及一種汽輪機(jī)低壓缸。

背景技術(shù)：

汽輪機(jī)是將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的發(fā)電設(shè)備，主要用途是在采用化石燃料(煤、石油和天然氣)和核燃料的發(fā)電廠中做帶動(dòng)發(fā)電機(jī)的原動(dòng)機(jī)。在核電廠中，來(lái)自核島蒸汽發(fā)生器的高溫高壓蒸汽經(jīng)主汽閥、調(diào)節(jié)閥進(jìn)入汽輪機(jī)高壓缸和低壓缸。由于汽輪機(jī)排汽口的壓力大大低于進(jìn)汽壓力，蒸汽在這個(gè)壓差作用下向排汽口流動(dòng)，其壓力和溫度逐漸降低，熱能轉(zhuǎn)換為汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。

核電廠汽輪機(jī)與常規(guī)火電廠汽輪機(jī)的基本工作原理相同，但由于核電機(jī)組提供的蒸汽參數(shù)遠(yuǎn)低于火電機(jī)組，且在核電廠汽輪機(jī)中采用了飽和蒸汽進(jìn)行工作，導(dǎo)致核電廠汽輪機(jī)在設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)和運(yùn)行等方面產(chǎn)生一些特殊問(wèn)題，這些問(wèn)題需要在核電廠汽輪機(jī)設(shè)計(jì)中給予考慮和解決。

核電廠汽輪機(jī)低壓缸設(shè)計(jì)時(shí)需要重點(diǎn)考慮以下幾個(gè)因素。

核電廠汽輪機(jī)蒸汽初參數(shù)低且濕度大。核島蒸汽發(fā)生器供給汽輪機(jī)的蒸汽參數(shù)較低，壓力一般為4.0～7.0MPa，濕度為0.25％～0.40％，溫度大約270℃，即為略帶濕度的飽和蒸汽。這比常規(guī)火電汽輪機(jī)初參數(shù)低得多。

核電廠汽輪機(jī)進(jìn)汽量和容積流量大。由于核電廠汽輪機(jī)初參數(shù)低，其有效焓降僅為常規(guī)火電汽輪機(jī)的50％左右，致使同等功率機(jī)組，核電廠汽輪機(jī)的進(jìn)汽量是火電機(jī)組的2倍，而容積流量則為4～6倍，同時(shí)疏水量也猛增。

核電廠汽輪機(jī)單機(jī)功率大且承擔(dān)基本負(fù)荷。因?yàn)楹穗娬就顿Y成本高，運(yùn)行費(fèi)用低，所以核電廠汽輪機(jī)都設(shè)計(jì)成大功率的，并承擔(dān)電網(wǎng)的基本負(fù)荷。

傳統(tǒng)的低壓缸雙層缸結(jié)構(gòu)中，轉(zhuǎn)子和內(nèi)缸都由外缸支撐。隨著運(yùn)行工況的變化，如凝汽器真空負(fù)荷等，外缸可能發(fā)生變形，從而也可能改變轉(zhuǎn)子的垂直位置。在某些情況下，轉(zhuǎn)子表面和軸封會(huì)相互接觸從而產(chǎn)生摩擦，摩擦產(chǎn)生的熱量使轉(zhuǎn)子垂向彎曲，最終可能導(dǎo)致明顯的橫向振動(dòng)。同時(shí)傳統(tǒng)雙層缸結(jié)構(gòu)不能滿足百萬(wàn)核電工作蒸汽溫度變化梯度的要求，很容易造成缸體變形，影響機(jī)組運(yùn)行安全。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型為了解決傳統(tǒng)雙層缸結(jié)構(gòu)不能滿足百萬(wàn)核電工作蒸汽溫度變化梯度的要求，存在容易造成缸體變形的問(wèn)題。

一種核電廠汽輪機(jī)低壓缸，采用2×10級(jí)對(duì)稱雙分流結(jié)構(gòu)，包括外缸、內(nèi)缸、進(jìn)汽導(dǎo)流環(huán)、蒸汽室、隔板套、隔板和排汽導(dǎo)流環(huán)；

汽輪機(jī)與發(fā)電機(jī)相連，在外缸朝向發(fā)電機(jī)的一端稱為外缸電端，外缸的另一端稱為外缸調(diào)端；外缸分為上、下兩個(gè)半體部分，外缸的上半體部分和下半體部分通過(guò)螺栓連接；外缸的上半體部分的中部設(shè)有蒸汽入口；外缸的下半體部分兩端分別設(shè)置蒸汽出口；

內(nèi)缸設(shè)置在外缸內(nèi)部；內(nèi)缸與外缸調(diào)端方向一致的一端稱為內(nèi)缸調(diào)端，內(nèi)缸與外缸電端方向一致的一端稱為內(nèi)缸電端；

內(nèi)缸中部設(shè)置蒸汽進(jìn)氣口，內(nèi)缸調(diào)端和內(nèi)缸電端側(cè)分別設(shè)置排汽導(dǎo)流環(huán)；

內(nèi)缸的蒸汽進(jìn)氣口與外缸的蒸汽入口通過(guò)管道連接；內(nèi)缸的蒸汽進(jìn)氣口內(nèi)設(shè)置進(jìn)汽導(dǎo)流環(huán)，以內(nèi)缸中的進(jìn)汽導(dǎo)流環(huán)為中心線分別向內(nèi)缸調(diào)端、內(nèi)缸電端對(duì)稱鏡像依次設(shè)置隔板，隔板共分為10級(jí)，從進(jìn)汽導(dǎo)流環(huán)向內(nèi)缸調(diào)端或內(nèi)缸電端方向上，隔板分別記為1級(jí)隔板至10級(jí)隔板；

1至5級(jí)隔板的外周側(cè)和內(nèi)缸的缸壁之間設(shè)置蒸汽室，1至5級(jí)隔板外周側(cè)分別裝配在蒸汽室內(nèi)側(cè)的5個(gè)環(huán)形槽內(nèi)；6至7級(jí)隔板的外周側(cè)和內(nèi)缸的缸壁之間設(shè)置隔板套，6至7級(jí)隔板外周側(cè)分別裝配在隔板套內(nèi)側(cè)的2個(gè)環(huán)形槽內(nèi)；

蒸汽由外缸的上半體部分的蒸汽入口進(jìn)入，并通過(guò)內(nèi)缸的蒸汽進(jìn)氣口內(nèi)的進(jìn)汽導(dǎo)流環(huán)流向內(nèi)缸的兩側(cè)，然后通過(guò)內(nèi)缸的兩側(cè)排汽導(dǎo)流環(huán)流向外缸的兩端，最后通過(guò)外缸的下半體部分的蒸汽出口排汽。

優(yōu)選地，所述1級(jí)隔板至10級(jí)隔板的直徑依次增大。

優(yōu)選地，所述外缸的上半體部分的電端和調(diào)端分別設(shè)有大氣閥。

優(yōu)選地，所述外缸上半體部分包括圓弧構(gòu)成的簿壁拱頂和兩側(cè)端壁；外缸下半體部分包括端壁和側(cè)壁，端壁與側(cè)壁構(gòu)成的長(zhǎng)方形框架結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，所述蒸汽室與內(nèi)缸采用支撐鍵連接，所述隔板套與內(nèi)缸采用支撐鍵連接。

優(yōu)選地，所述蒸汽室分為上、下兩個(gè)半體部分，蒸汽室上、下兩個(gè)半體部分的水平中分面上為2mm厚的因康鎳堆焊。

優(yōu)選地，所述內(nèi)缸分為上、下兩個(gè)半體部分，內(nèi)缸的下半體部分的調(diào)端、電端各有四個(gè)回?zé)岢槠皇遥幻總?cè)的四個(gè)回?zé)岢槠皇曳謩e為第一回?zé)岢槠皇?、第二回?zé)岢槠皇摇⒌谌責(zé)岢槠皇液偷谒幕責(zé)岢槠皇?；第四回?zé)岢槠皇以O(shè)置在3至4級(jí)隔板之間的外周，第三回?zé)岢槠皇以O(shè)置在5至6級(jí)隔板之間的外周，第二回?zé)岢槠皇以O(shè)置在7至8級(jí)隔板之間的外周、第一回?zé)岢槠皇以O(shè)置在8至9級(jí)隔板之間的外周。四個(gè)回?zé)岢槠皇曳謩e設(shè)有抽氣口，通過(guò)四個(gè)回?zé)岢槠皇腋髯詫?duì)應(yīng)的抽氣口實(shí)現(xiàn)抽氣。

優(yōu)選地，所述的內(nèi)缸的兩端與轉(zhuǎn)子中軸的連接處分別設(shè)置有端汽封。

優(yōu)選地，所述外缸下半體部分的蒸汽出口處焊有撐管。

優(yōu)選地，所述內(nèi)缸下半體部分在接近中分面處的邊沿設(shè)支腳。

本實(shí)用新型具有以下有益效果：

本實(shí)用新型所述的低壓缸采用2×10級(jí)對(duì)稱雙分流結(jié)構(gòu)，與傳統(tǒng)的雙層缸相比，本實(shí)用新型在相同功率的情況下進(jìn)汽量很大，而且能夠滿足百萬(wàn)核電工作蒸汽溫度變化梯度的要求。

同時(shí)，為了消除因溫度梯度過(guò)大而引起的熱變形，本實(shí)用新型的核電廠汽輪機(jī)低壓缸采用3層缸結(jié)構(gòu)，即外缸、內(nèi)缸和蒸汽室。內(nèi)缸和外缸分別落在基座上，可靠性和效率大幅提高。由于外缸和軸系互不關(guān)聯(lián)，低壓轉(zhuǎn)子的垂直位置不會(huì)因運(yùn)行工況的變化而發(fā)生改變。軸封直接由位于基座上的軸承箱支撐，也避免了轉(zhuǎn)子和軸封之間的摩擦。低壓外缸的熱膨脹由安裝在外缸和軸承箱之間的波紋節(jié)吸收，所以熱膨脹絕不會(huì)傳送到軸承箱。本實(shí)用新型低壓缸可避免傳統(tǒng)低壓雙層缸結(jié)構(gòu)在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的缸體變形和機(jī)組運(yùn)行安全隱患。

附圖說(shuō)明

圖1為低壓缸的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為外缸結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為四個(gè)回?zé)岢槠皇以O(shè)置示意圖；

圖4為內(nèi)缸結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

具體實(shí)施方式一：結(jié)合圖1、圖2說(shuō)明本實(shí)施方式，

一種核電廠汽輪機(jī)低壓缸，采用2×10級(jí)對(duì)稱雙分流結(jié)構(gòu)，包括外缸1、內(nèi)缸2、進(jìn)汽導(dǎo)流環(huán)3、蒸汽室4、隔板套5、隔板6和排汽導(dǎo)流環(huán)7；

汽輪機(jī)與發(fā)電機(jī)相連，在外缸1朝向發(fā)電機(jī)的一端稱為外缸電端，外缸1的另一端稱為外缸調(diào)端；外缸1分為上、下兩個(gè)半體部分，外缸1的上半體部分和下半體部分通過(guò)螺栓連接；外缸1的上半體部分的中部設(shè)有蒸汽入口；外缸1的下半體部分兩端分別設(shè)置蒸汽出口；

內(nèi)缸2設(shè)置在外缸1內(nèi)部；內(nèi)缸2與外缸調(diào)端方向一致的一端稱為內(nèi)缸調(diào)端，內(nèi)缸2與外缸電端方向一致的一端稱為內(nèi)缸電端；

內(nèi)缸2中部設(shè)置蒸汽進(jìn)氣口，內(nèi)缸調(diào)端和內(nèi)缸電端側(cè)分別設(shè)置排汽導(dǎo)流環(huán)7；

內(nèi)缸2的蒸汽進(jìn)氣口與外缸1的蒸汽入口通過(guò)管道連接；內(nèi)缸2的蒸汽進(jìn)氣口內(nèi)設(shè)置進(jìn)汽導(dǎo)流環(huán)3，以內(nèi)缸2中的進(jìn)汽導(dǎo)流環(huán)3為中心線分別向內(nèi)缸調(diào)端、內(nèi)缸電端對(duì)稱鏡像依次設(shè)置隔板6，隔板6共分為10級(jí)，從進(jìn)汽導(dǎo)流環(huán)3向內(nèi)缸調(diào)端或內(nèi)缸電端方向上，隔板分別記為1級(jí)隔板至10級(jí)隔板；

1至5級(jí)隔板的外周側(cè)和內(nèi)缸2的缸壁之間設(shè)置蒸汽室4，1至5級(jí)隔板外周側(cè)分別裝配在蒸汽室4內(nèi)側(cè)的5個(gè)環(huán)形槽內(nèi)；6至7級(jí)隔板的外周側(cè)和內(nèi)缸2的缸壁之間設(shè)置隔板套5，6至7級(jí)隔板外周側(cè)分別裝配在隔板套5內(nèi)側(cè)的2個(gè)環(huán)形槽內(nèi)；所述隔板套為大型鑄件，規(guī)格為4289×3715×2144.5mm。

蒸汽由外缸1的上半體部分的蒸汽入口進(jìn)入，并通過(guò)內(nèi)缸2的蒸汽進(jìn)氣口內(nèi)的進(jìn)汽導(dǎo)流環(huán)3流向內(nèi)缸2的兩側(cè)，然后通過(guò)內(nèi)缸2的兩側(cè)排汽導(dǎo)流環(huán)7流向外缸1的兩端，最后通過(guò)外缸1的下半體部分的蒸汽出口排汽。

本實(shí)用新型的外缸為其內(nèi)部的各部套提供支撐，并把負(fù)荷轉(zhuǎn)移至基礎(chǔ)上，外缸要承受所有安裝于外缸上部件的荷重以及真空負(fù)荷，并保證不產(chǎn)生過(guò)大的變形，從而保證運(yùn)行安全可靠。外缸1分為上、下兩個(gè)半體部分，通過(guò)垂直中分面螺栓連接，方便加工運(yùn)輸。

本實(shí)用新型所述的低壓缸采用2×10級(jí)對(duì)稱雙分流結(jié)構(gòu)，與傳統(tǒng)的雙層缸相比，本實(shí)用新型在相同功率的情況下進(jìn)汽量很大，而且能夠滿足百萬(wàn)核電工作蒸汽溫度變化梯度的要求。

同時(shí)，為了消除因溫度梯度過(guò)大而引起的熱變形，本實(shí)用新型的核電廠汽輪機(jī)低壓缸采用3層缸結(jié)構(gòu)，即外缸、內(nèi)缸和蒸汽室。內(nèi)缸和外缸分別落在基座上，可靠性和效率大幅提高。由于外缸和軸系互不關(guān)聯(lián)，低壓轉(zhuǎn)子的垂直位置不會(huì)因運(yùn)行工況的變化而發(fā)生改變。軸封直接由位于基座上的軸承箱支撐，也避免了轉(zhuǎn)子和軸封之間的摩擦。低壓外缸的熱膨脹由安裝在外缸和軸承箱之間的波紋節(jié)吸收，所以熱膨脹絕不會(huì)傳送到軸承箱。本實(shí)用新型低壓缸可避免傳統(tǒng)低壓雙層缸結(jié)構(gòu)在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的缸體變形和機(jī)組運(yùn)行安全隱患。

具體實(shí)施方式二：結(jié)合圖1說(shuō)明本實(shí)施方式，

本實(shí)施方式所述1級(jí)隔板至10級(jí)隔板的直徑依次增大。

其他結(jié)構(gòu)和參數(shù)與具體實(shí)施方式一相同。

具體實(shí)施方式三：結(jié)合圖2說(shuō)明本實(shí)施方式，

本實(shí)施方式所述外缸1的上半體部分的電端12和調(diào)端10分別設(shè)有大氣閥9。大氣閥位于外缸上半頂部，如外缸內(nèi)壓力達(dá)到設(shè)定值，大汽閥的鉛板會(huì)破裂，進(jìn)行危急排汽，從而保護(hù)低壓缸。

其他結(jié)構(gòu)和參數(shù)與具體實(shí)施方式一或二相同。

具體實(shí)施方式四：

本實(shí)施方式所述外缸1上半體部分包括圓弧構(gòu)成的簿壁拱頂和兩側(cè)端壁；外缸1下半體部分包括端壁和側(cè)壁，端壁與側(cè)壁構(gòu)成的長(zhǎng)方形框架結(jié)構(gòu)。

其他結(jié)構(gòu)和參數(shù)與具體實(shí)施方式一至三之一相同。

具體實(shí)施方式五：

本實(shí)施方式所述蒸汽室4與內(nèi)缸2采用支撐鍵連接，所述隔板套5與內(nèi)缸2采用支撐鍵連接。隔板套由上下兩部分構(gòu)成，隔板套上下部分采用定位銷連接，隔板套與內(nèi)缸之間采用支撐鍵連接，這樣既可以保證做功過(guò)程中隔板套受熱自由膨脹，又可以保證膨脹過(guò)程中隔板套與轉(zhuǎn)子同心。

其他結(jié)構(gòu)和參數(shù)與具體實(shí)施方式一至四之一相同。

具體實(shí)施方式六：

本實(shí)施方式所述蒸汽室4分為上、下兩個(gè)半體部分，蒸汽室4上、下兩個(gè)半體部分的水平中分面上為2mm厚的因康鎳堆焊。內(nèi)缸水平中分面采用因康鎳合金AWS A5.14 ER NiCr-3焊條進(jìn)行堆焊，精加工后內(nèi)缸上、下兩個(gè)半體部分的中分面保證確保堆焊層厚度各2mm，以提高內(nèi)缸密封性。由于熱應(yīng)力的存在，汽缸中分面可能出現(xiàn)變形并引發(fā)縫隙侵蝕，一旦發(fā)生縫隙侵蝕，對(duì)汽缸中分面的危害非常大，將嚴(yán)重?fù)p壞汽缸中分面的密封性能及機(jī)組的使用壽命，而在低壓缸內(nèi)缸中分面處堆焊不銹鋼層便是有效的預(yù)防措施。

其他結(jié)構(gòu)和參數(shù)與具體實(shí)施方式一至五之一相同。

具體實(shí)施方式七：結(jié)合圖3說(shuō)明本實(shí)施方式，

本實(shí)施方式所述內(nèi)缸2分為上、下兩個(gè)半體部分，內(nèi)缸2的下半體部分的調(diào)端、電端各有四個(gè)回?zé)岢槠皇?；每?cè)的四個(gè)回?zé)岢槠皇曳謩e為第一回?zé)岢槠皇褹、第二回?zé)岢槠皇褺、第三回?zé)岢槠皇褻和第四回?zé)岢槠皇褼；第四回?zé)岢槠皇以O(shè)置在3至4級(jí)隔板之間的外周，第三回?zé)岢槠皇以O(shè)置在5至6級(jí)隔板之間的外周，第二回?zé)岢槠皇以O(shè)置在7至8級(jí)隔板之間的外周、第一回?zé)岢槠皇以O(shè)置在8至9級(jí)隔板之間的外周。四個(gè)回?zé)岢槠皇曳謩e設(shè)有抽氣口，通過(guò)四個(gè)回?zé)岢槠皇腋髯詫?duì)應(yīng)的抽氣口實(shí)現(xiàn)抽氣。本實(shí)用新型由于低壓內(nèi)缸入口蒸汽為過(guò)熱蒸汽，第三級(jí)動(dòng)葉后的抽汽為濕蒸汽，第三級(jí)動(dòng)葉后工作蒸汽濕度逐漸變大。考慮機(jī)組安全和效率等問(wèn)題，低壓內(nèi)缸必須進(jìn)行去濕防腐處理。抽汽口設(shè)置在抽汽腔室最低點(diǎn)，腔室凝結(jié)水可通過(guò)抽汽管道排出腔室，達(dá)到去濕效果。

其他結(jié)構(gòu)和參數(shù)與具體實(shí)施方式一至六之一相同。

具體實(shí)施方式八：

本實(shí)施方式所述的內(nèi)缸2的兩端與轉(zhuǎn)子中軸的連接處分別設(shè)置有端汽封8。端汽封為加工安裝方便，采用上、下半結(jié)構(gòu)。為觀測(cè)、控制端汽封腔室壓力，在端汽封上半設(shè)置測(cè)壓管。考慮汽封安全性，必須對(duì)其進(jìn)行疏水，汽封抽汽管設(shè)計(jì)在低壓端汽封下半最低點(diǎn)，以達(dá)到疏水目的。

其他結(jié)構(gòu)和參數(shù)與具體實(shí)施方式一至七之一相同。

具體實(shí)施方式九：

本實(shí)施方式所述外缸1下半體部分的蒸汽出口處焊有撐管。在外缸排汽口處，沿縱向與橫向焊上撐管，這些措施加強(qiáng)了低壓外缸的剛性。

其他結(jié)構(gòu)和參數(shù)與具體實(shí)施方式一至八之一相同。

具體實(shí)施方式十：結(jié)合圖4說(shuō)明本實(shí)施方式，

本實(shí)施方式所述內(nèi)缸2下半體部分在接近中分面處的邊沿設(shè)支腳21。內(nèi)缸通過(guò)設(shè)置的撐腳水平支撐在基礎(chǔ)上，內(nèi)缸的重量直接由基礎(chǔ)來(lái)承擔(dān)，不影響內(nèi)缸自由膨脹。

其他結(jié)構(gòu)和參數(shù)與具體實(shí)施方式一至九之一相同。