一種超高壓沖動式汽輪機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及汽輪機領(lǐng)域，更具體地說，本實用新型涉及一種超高壓沖動式汽輪機，尤其是一種超高壓雙抽汽沖動凝汽式汽輪機。
【背景技術(shù)】
[0002]汽輪機是火力發(fā)電行業(yè)主要生產(chǎn)設(shè)備之一。汽輪機是一個以水蒸汽為介質(zhì)的復(fù)雜能源轉(zhuǎn)換機械設(shè)備，起著把蒸汽的熱能轉(zhuǎn)化為機械能，并最終帶動發(fā)電機將機械能轉(zhuǎn)化為電能的作用。鍋爐產(chǎn)生的高溫高壓過熱蒸汽進入汽輪機后，在汽輪機的每一級動靜葉片之間產(chǎn)生熱能和動能的轉(zhuǎn)換，通過逐級膨脹作功，高速流動的蒸汽推動轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)，帶動發(fā)電機長期工作，將機械能轉(zhuǎn)換成巨大的電能。
[0003]汽輪機根據(jù)蒸汽氣流在透平動靜葉間的工作特性可分為沖動式汽輪機與反動式汽輪機。沖動式汽輪機中的蒸汽氣流在動葉間只改變方向，主要在靜葉間膨脹加速，透平的級反力度小?，F(xiàn)階段國內(nèi)設(shè)計生產(chǎn)的汽輪機大多數(shù)為沖動式汽輪機。
[0004]100MW?200MW功率等級的汽輪機，通常采用超高壓沖動式結(jié)構(gòu)。超高壓沖動式汽輪機的進汽初參數(shù)最佳取值范圍為:壓力12.7Mpa?13.7Mpa、溫度530°C?560°C。
[0005]現(xiàn)有的100MW?200MW功率等級的超高壓沖動式汽輪機設(shè)計中，一般采用雙缸、雙轉(zhuǎn)子、多排汽結(jié)構(gòu)，這主要因為該功率等級汽輪機進汽初參數(shù)為超高壓決定的。對于超高壓汽輪機來說，若要達到100麗?200麗的輸出功率，必須有相應(yīng)的蒸汽流量與出口背壓匹配。汽輪機根據(jù)進汽排汽參數(shù)進行相關(guān)熱力、汽動、通流、結(jié)構(gòu)設(shè)計。同時考慮到汽輪機材料強度、制造工藝、汽動性能，國內(nèi)外汽輪機廠家對該功率等級汽輪機一般均采用雙轉(zhuǎn)子、雙缸、多排汽結(jié)構(gòu)，主要是雙缸、雙排汽結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)有的汽輪機根據(jù)蒸汽在汽輪機工作壓力等級，可分為多個獨立的汽缸，例如高壓缸、中壓缸和低壓缸。每個汽缸內(nèi)設(shè)有一個獨立的轉(zhuǎn)子或聯(lián)合轉(zhuǎn)子，多個轉(zhuǎn)子之間通過聯(lián)軸器連接在一起。蒸汽作功后的排汽從汽輪機低壓缸的多個低壓排汽口排出。
[0006]現(xiàn)有的超高壓進汽參數(shù)汽輪機存在多缸、多轉(zhuǎn)子、多排汽特點，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，機組總長度等外形尺寸大，重量大，制造成本高等缺點與不足。
【實用新型內(nèi)容】
[0007]本實用新型的目的在于提供一種新的超高壓沖動式汽輪機，其可具有簡單緊湊的結(jié)構(gòu)，可以克服現(xiàn)有汽輪機存在的至少一項缺點與不足。
[0008]根據(jù)本實用新型的技術(shù)方案，一種超高壓沖動式汽輪機，包括:單個汽缸，其具有高壓缸體和中低壓缸體；單個轉(zhuǎn)子，其安裝在所述汽缸中并延伸經(jīng)過所述高壓缸體和所述中低壓缸體；多個葉片級，其中每個葉片級包括設(shè)置在所述汽缸內(nèi)壁上的多個靜葉片和設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子上的多個動葉片；其中，所述汽缸包括位于所述高壓缸體上的高壓缸進汽口和高壓缸出汽口以及位于所述中低壓缸體上的中低壓缸進汽口，所述高壓缸出汽口通過連通管與所述中低壓缸進汽口直接連通。
[0009]單缸單轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)可以使整個汽輪機的長度大大縮短，體積大大減小，并且結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、強度及安全性大幅度提高。使蒸汽在高壓缸體和中低壓缸體之間直接連通可以省去中間再熱的環(huán)節(jié)，進一步簡化結(jié)構(gòu)。
[0010]優(yōu)選地，所述連通管上設(shè)置有膨脹補償裝置。膨脹補償裝置可以吸收連通管與汽缸之間的熱膨脹位移差值，防止連通管和汽缸受力而拉伸變形或損壞。
[0011]優(yōu)選地，所述膨脹補償裝置包括:管體，其第一端與所述連通管相連通且第二端封閉；鄰近所述第一端設(shè)置的第一波紋管；鄰近所述第二端設(shè)置的第二波紋管；以及連接至所述管體的所述第一端和所述第二端的拉桿。
[0012]優(yōu)選地，所述高壓缸體上設(shè)置有高排中壓抽汽口，所述連通管設(shè)有用于同時調(diào)整所述高壓缸出汽口和所述高排中壓抽汽口的流量的流量調(diào)整機構(gòu)。
[0013]優(yōu)選地，所述流量調(diào)整機構(gòu)包括靠近所述高壓缸體處設(shè)置的蝶閥，所述蝶閥的開啟程度可以在最小安全開度至全開啟之間調(diào)節(jié)。根據(jù)該蝶閥的開啟程度，不僅可以有效調(diào)節(jié)從高壓缸出汽口到中低壓缸進汽口的蒸汽用于驅(qū)動中低壓缸體內(nèi)的葉片級作用，還可相應(yīng)地調(diào)節(jié)高排中壓抽汽口處的抽取蒸汽流量用于工業(yè)用戶。
[0014]優(yōu)選地，所述高壓缸體中至少一部分缸體為雙層缸體，包括外層缸體、內(nèi)層缸體和在其間形成的至少第一個夾層空間，所述第一個夾層空間將所述內(nèi)層缸體的出口側(cè)連通至所述高壓缸體出汽口。雙層缸體可以降低外層缸體的工作壓力和溫度并提高外層缸體的強度和安全性，并且提供了一個有利的高壓缸出汽口以及高排中壓抽汽口安裝配置。
[0015]優(yōu)選地，所述高壓缸體還設(shè)有位于所述高壓缸出汽口上游的高壓抽汽口，所述內(nèi)層缸體和所述外層缸體之間還形成第二個夾層空間，所述內(nèi)層缸體包括分別固定至所述外層缸體的內(nèi)層缸體部分和高壓隔板套，所述內(nèi)層缸體部分和所述高壓隔板套之間限定出連通所述內(nèi)層缸體內(nèi)部和所述第二個夾層空間的環(huán)形狹縫，所述第二個夾層空間與所述高壓抽汽口相互連通，所述第一個夾層空間和所述第二個夾層空間是相互隔離開的。這樣可以滿足下游工業(yè)系統(tǒng)高壓用汽的需求，提高汽輪機效率的同時，利用多個獨立安裝的內(nèi)層缸體部分提供了結(jié)構(gòu)簡單的工業(yè)用高壓抽汽配置。
[0016]優(yōu)選地，所述高壓缸體還設(shè)有位于所述高壓缸出汽口上游的高壓抽汽口。這樣可以滿足下游工業(yè)系統(tǒng)高壓用汽的需求，提高汽輪機效率。
[0017]優(yōu)選地，所述高壓抽汽口是流量不可調(diào)整的。這可以有效地維持汽輪機的穩(wěn)定工作，保證汽輪機和工業(yè)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性。
[0018]優(yōu)選地，所述汽輪機的進汽量是可調(diào)整的且在最大抽汽工況時的進汽量達到額定純凝工況時的1.8-2倍。例如，汽輪機100在額定功率150MW并且最大工業(yè)抽汽量工況時的進汽量可以達到150MW額定純凝工況時的1.8-2倍，進汽量幾乎相當于一臺300MW純凝式汽輪機的進汽量。
【附圖說明】
[0019]圖1是根據(jù)本實用新型的實施例的超高壓沖動式汽輪機的示意圖；
[0020]圖2是根據(jù)圖1的A處放大圖；
[0021]圖3是根據(jù)圖1的B處放大圖；
[0022]圖4是根據(jù)圖1的C處放大圖；
[0023]圖5是根據(jù)本實用新型的實施例的超高壓沖動式汽輪機中轉(zhuǎn)子的示意圖；
[0024]圖6是根據(jù)本實用新型的實施例的超高壓沖動式汽輪機中末級動葉片的示意圖；
[0025]圖7是根據(jù)圖6的末級動葉片根部形狀放大圖。
[0026]附圖標記說明:
[0027]100、汽輪機；1、汽缸；21、中心線；2、轉(zhuǎn)子；3、葉片級；30、靜葉片；32、動葉片；24、葉輪；4、分界線；40、高壓段；42、中低壓段；10、高壓缸體；11、中低壓缸體；107、高壓缸進汽口 ；101、高壓缸出汽口 ；105、高壓抽汽口 ；103、高排中壓抽汽口 ；111、中低壓缸進汽口 ；12、連通管；108、外層缸體；109、內(nèi)層缸體；1090、內(nèi)層缸體部分；1091、高壓隔板套；102、第一個夾層空間;1092、環(huán)形狹縫;106、第二個夾層空間;1082、安裝凸脊;104、軸封;115、單層缸體；117、中低壓隔板；113、低壓排汽口 ；13、膨脹補償裝置；121、第一段管體；122、第二段管體；130、管體；133、第一波紋管；134、第二波紋管；1301、第一端；1302、第二端；1320、第一法蘭；1323、第二法蘭；1321、拉桿；1322、導(dǎo)向套；14、蝶閥；26、轉(zhuǎn)子高壓段；28、轉(zhuǎn)子中低壓段；20、前端；22、后端；34、開孔；320、葉根；322、葉頂；36、圍帶
【具體實施方式】
[0028]現(xiàn)參考附圖，詳細說明本實用新型所公開超高壓沖動式汽輪機的示意性方案。盡管提供附圖是為了呈現(xiàn)本實用新型的一些實施方式，但附圖不必按具體實施方案的尺寸繪制，并且某些特征可被放大、移除或局剖以更好地示出和解釋本實用新型的公開內(nèi)容。在說明書中出現(xiàn)的短語“在附圖中”或類似用語不必參考所有附圖或示例。
[0029]在本實用新型中的術(shù)語“約”或“大致”將會被本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解且將根據(jù)用到該術(shù)語的上下文在一定范圍內(nèi)變化。
[0030]如圖1所示，本實用新型的超高壓沖動式汽輪機100包括呈回轉(zhuǎn)圓筒體狀以整體形式構(gòu)造的汽缸，即單個汽缸1、設(shè)置在該單個汽缸I中可以繞中心線21轉(zhuǎn)動的單個轉(zhuǎn)子2以及多個葉片級3。其中每一個葉片級3包括多個靜葉片30和多個動葉片32，所述靜葉片30設(shè)置在汽缸I的內(nèi)壁上，所述動葉片32設(shè)置在以整體形式構(gòu)造的葉輪24與轉(zhuǎn)子2上。
[0031]如圖1所示，對于100麗?200麗輸出功率等級的超高壓沖動式汽輪機100，符合進汽參數(shù)的高溫高壓蒸汽進入汽輪機100后，在各個葉片級3之間流過，