能提供全部給水回?zé)岢槠亩卧贌崞啓C(jī)超高壓缸的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本發(fā)明能提供全部給水回?zé)岢槠亩卧贌崞啓C(jī)超高壓缸涉及一種火電站二次再熱機(jī)組使用的新型給水回?zé)峒夹g(shù)方案，能顯著降低機(jī)組熱耗，能提供全部給水回?zé)岢槠男陆Y(jié)構(gòu)的二次再熱汽輪機(jī)組的超高壓缸。
(二)【背景技術(shù)】:
[0002]現(xiàn)有技術(shù)的火電站使用的二次再熱電站鍋爐用于向二次再熱的汽輪發(fā)電機(jī)組供汽，典型的汽機(jī)側(cè)主汽溫度/一次再熱汽溫度/二次再熱汽溫度的設(shè)計值為6000C /6200C /620°C;二次再熱的汽輪機(jī)組通常由同軸的超高壓缸、高壓缸、中壓缸、低壓缸及眾多輔助設(shè)備組成；一次再熱器布置在超高壓缸的排汽缸與高壓缸的一次再熱聯(lián)合汽門之間；二次再熱器布置在高壓缸的排汽缸與中壓缸的二次再熱聯(lián)合汽門之間。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)認(rèn)為回?zé)峒墧?shù)越多，抽汽管道壓降越小，加熱器端差越小，給水溫度越高的給水回?zé)嵯到y(tǒng)是越接近理想的給水回?zé)嵯到y(tǒng)；充分利用較低壓力的抽汽可以增大回?zé)嶙龉Ρ?，降低機(jī)組熱耗。典型的二次再熱的給水回?zé)嵯到y(tǒng)配有4臺/5臺高壓加熱器和2臺/3臺分離的蒸汽冷卻器。鍋爐給水溫度可高達(dá)330°C ;超高壓缸的排汽溫度和高壓缸的排汽溫度一般在415?450°C。
[0004]高效超超臨界二次再熱機(jī)組的高、中壓缸進(jìn)汽溫度均高達(dá)620°C，2抽(高壓缸的前級抽汽)焓值升高，溫度可到540°C以上；3抽(高壓缸的后級抽汽)也達(dá)510°C ;4抽(高壓缸排汽)434°C;5抽(中壓缸的前級抽汽)又高達(dá)545°C;6抽(中壓缸的后級抽汽)供除氧器使用仍高達(dá)432°C，甚至需要用專用的減溫減壓器先期減溫減壓后再送入除氧器；經(jīng)過再熱,2抽、3抽、4抽、5抽、6抽的回?zé)嶙龉Ρ燃眲∠陆?，用高焓值、高過熱度的高、中壓缸抽汽去加熱給水會大幅度增加給水回?zé)徇^程exergy (火用)損失,抬升機(jī)組的熱耗。
[0005]再熱溫度由亞臨界機(jī)組的535°C逐步攀升到高效超超臨界機(jī)組的620°C，由-次再熱演進(jìn)為二次再熱，使給水回?zé)徇^程exergy (火用)損失增大的問題變得越來越突出，如不改進(jìn)，到700°C /720°C >700°C /720°C /720°C機(jī)組，會更嚴(yán)重地?fù)p害高參數(shù)、二次再熱帶來的節(jié)能效果。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)的二次再熱的汽輪機(jī)組使用的高壓加熱器是機(jī)組給水回?zé)嵯到y(tǒng)的重要組成部分，典型的高壓加熱器為臥式、U形傳熱管、管殼式換熱器;u形傳熱管組通常分為過熱蒸汽冷卻區(qū)、凝結(jié)放熱區(qū)、疏水冷卻區(qū)三部分；4臺/5臺高壓加熱器的管側(cè)串聯(lián)布置，給水泵出口與5號高壓加熱器的管側(cè)入口連接，5號高壓加熱器的管側(cè)出口與4號高壓加熱器的管側(cè)入口連接，4號高壓加熱器的管側(cè)出口與3號高壓加熱器的管側(cè)入口連接，3號高壓加熱器的管側(cè)出口與2號高壓加熱器的管側(cè)入口連接，2號高壓加熱器的管側(cè)出口與I號高壓加熱器的管側(cè)入口連接，I號高壓加熱器的管側(cè)出口與分離的蒸汽冷卻器的管側(cè)入口連接，分離的蒸汽冷卻器的管側(cè)出口與二次再熱鍋爐的省煤器入口連接；1號高壓加熱器殼側(cè)接受汽輪機(jī)超高壓缸排汽(I抽)；高壓缸的前級抽汽(2抽)經(jīng)分離的蒸汽冷卻器(2抽)的殼側(cè)預(yù)冷，進(jìn)入2號高壓加熱器殼側(cè)；高壓缸的后級抽汽(3抽)經(jīng)分離的蒸汽冷卻器(3抽)的殼側(cè)預(yù)冷，進(jìn)入3號高壓加熱器殼側(cè)；4號高壓加熱器殼側(cè)接受高壓缸的排汽(4抽)；中壓缸的前級抽汽(5抽)經(jīng)分離的蒸汽冷卻器(5抽)的殼側(cè)預(yù)冷，進(jìn)入5號高壓加熱器殼側(cè)；給水在5號高壓加熱器內(nèi)被加熱到5抽壓力下的飽和溫度，給水在4號高壓加熱器內(nèi)被加熱到4抽壓力下的飽和溫度，給水在3號高壓加熱器內(nèi)被加熱到3抽壓力下的飽和溫度，給水在2號高壓加熱器內(nèi)被加熱到2抽壓力下的飽和溫度，給水在I號高壓加熱器內(nèi)被加熱到I抽壓力下的飽和溫度，給水在分離的蒸汽冷卻器中另有8?IlK溫度升高；高壓加熱器的疏水逐級回流，I號高壓加熱器的疏水回流到2號高壓加熱器的殼側(cè)，2號高壓加熱器的疏水回流到3號高壓加熱器的殼側(cè)，3號高壓加熱器的疏水回流到4號高壓加熱器的殼側(cè)，4號高壓加熱器的疏水回流到5號高壓加熱器的殼側(cè)，5號高壓加熱器的疏水回流到除氧器。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)的二次再熱汽輪機(jī)組通常提供不同壓力的9級到10級抽汽，與該機(jī)組所配置的高壓加熱器、除氧器、低壓加熱器數(shù)相匹配。
[0008]現(xiàn)有技術(shù)的二次再熱機(jī)組，I號高壓加熱器通常具有最高的給水焓升，最大的換熱面積，最大的凝汽量，是因為I抽與2抽、3抽、4抽、5抽、6抽相比較，I抽未經(jīng)再熱,相對具有較大的回?zé)嶙龉Ρ?。多用I抽，就現(xiàn)有技術(shù)的給水回?zé)嵯到y(tǒng)，從熱經(jīng)濟(jì)性角度看是合理的。
[0009]除氧器和給水泵驅(qū)動用小汽輪機(jī)通常共用6抽/5抽(中壓缸的后級抽汽)。
[0010]現(xiàn)有技術(shù)也有用一臺抽汽背壓式小汽輪機(jī)從主機(jī)超高壓缸排汽口和/或一次低溫再熱器出口聯(lián)箱取汽，用該小汽輪機(jī)的抽汽頂替4抽，該小汽輪機(jī)的排汽排入除氧器頂替6抽/5抽，小汽輪機(jī)輸出的軸功率用于驅(qū)動給水泵和/或變轉(zhuǎn)速的小發(fā)電機(jī)。
[0011]現(xiàn)有技術(shù)還有用與二次再熱主汽輪機(jī)同軸布置的背壓抽汽小汽輪機(jī)，背壓抽汽小汽輪機(jī)熱力系統(tǒng)包括背壓抽汽小汽輪機(jī)、進(jìn)汽管系、抽汽管系、排汽管系以及回?zé)嵩O(shè)備。
[0012]現(xiàn)有技術(shù)的二次再熱超超臨界汽輪機(jī)的超高壓缸常用的有3種類型:
[0013]a.沖動式汽輪機(jī)，切向全周進(jìn)汽，超高壓缸通流10級，內(nèi)、外雙層缸，內(nèi)缸采用套箍結(jié)構(gòu)，無抽汽口，超高壓缸排汽全部送到鍋爐一次低溫再熱器入口 ；
[0014]b.反動式汽輪機(jī)，切向全周進(jìn)汽，超高壓缸通流15/14級，內(nèi)、外雙層缸，內(nèi)缸采用套箍結(jié)構(gòu)，無抽汽口，超高壓缸排汽全部送到鍋爐一次低溫再熱器入口 ；
[0015]c.沖動式汽輪機(jī)，超高壓缸與高壓缸頭對頭合缸，超高壓缸通流6/7級，高壓缸通流5級，超高壓缸切向全周進(jìn)汽，進(jìn)汽室加內(nèi)、外雙層缸，組成三層承壓結(jié)構(gòu)，超高壓內(nèi)缸中分面用窄法蘭、螺栓把合，無抽汽口，超高壓缸排汽全部送到鍋爐一次低溫再熱器入口。
(三)
【發(fā)明內(nèi)容】
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[0016]所要解決的技術(shù)問題:
[0017]大幅度減少給水回?zé)徇^程exergy(火用)損失,提供新2抽、新3抽、新4抽頂替高、中壓缸上的2抽、3抽、4抽、5抽、6抽，明顯增加發(fā)電機(jī)輸出功率，降低機(jī)組熱耗、提高運(yùn)行安全性；控制新3抽的流量，有效提高主機(jī)增負(fù)荷的瞬態(tài)響應(yīng)能力，降低機(jī)組運(yùn)行熱耗。
[0018]解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案:
[0019]本發(fā)明的目的是提供一種能提供全部給水回?zé)岢槠亩卧贌崞啓C(jī)超高壓缸，采取與現(xiàn)有技術(shù)完全不同的技術(shù)路線。
[0020]本發(fā)明一種能提供全部給水回?zé)岢槠亩卧贌崞啓C(jī)超高壓缸包括:超高壓進(jìn)汽接口、切向全周進(jìn)汽室、超高壓外缸、超高壓內(nèi)缸、套箍、遮熱板、超高壓轉(zhuǎn)子、超高壓通流、軸向推力平衡鼓、汽封、油封、軸承、Zl級葉片、Z2級葉片、Z3級葉片、Z4級葉片、Z5級葉片、Z6級葉片、Zl級隔板、Z2級隔板、Z3級隔板、TA級隔板、Z5級隔板、Z6級隔板、Z1Z2隔板套、Z3 Z4隔板套、Z5 Z6隔板套、I抽接口、新2抽接口、新3抽接口、新4抽接口 ；超高壓第I級至第10級隔板固定在超高壓內(nèi)缸內(nèi)，超高壓第10級沖動式葉片后的蒸汽的大部分經(jīng)一次再熱冷段管道送入鍋爐一次低溫再熱器入口 /超高壓第I級至第14級隔板固定在超高壓內(nèi)缸內(nèi)，超高壓第14級反動式葉片后的蒸汽的大部分經(jīng)一次再熱冷段管道送入鍋爐一次低溫再熱器入口 ；超高壓第10級沖動式葉片后/超高壓第14級反動式葉片后的小部分蒸汽進(jìn)入Zl級隔板，Z2級葉片后引出新2抽；新2抽的壓力和流量適合2號高壓加熱器中給水回?zé)釡厣囊?；剩余蒸汽進(jìn)入Z3級隔板，TA級葉片后引出新3抽；新3抽的壓力和流量適合3號高壓加熱器中給水回?zé)釡厣囊?；剩余蒸汽進(jìn)入Z5級隔板，Z6級葉片后引出新4抽；新4抽的壓力和流量適合除氧器中給水回?zé)釡厣囊?；?抽、新3抽、新4抽的回?zé)嶙龉Ρ纫迅哂贗抽，開拓了優(yōu)化新4抽、新3抽、新2抽、I抽的抽汽量比例的新空間，較高的新2抽壓力，較高的新3抽壓力，較高的新4抽壓力可以通過優(yōu)化Zl級、Z2級、Z3級、Z4級、Z5級、Z6級的透平特征參數(shù)獲得；Z1級、Z2級、Z3級、Z4、Z5、Z6級均為沖動式透平級，以期在有限的輪周速度下取得需要的級壓力降；Z1級、Z2級、Z3級、TA級、Z5級、Z6級均具有通流量較小、葉片較短、輪周功率較小的特點(diǎn)，可以采用窄隔板、窄葉片以控制超高壓轉(zhuǎn)子軸向長度；Z1級、Z2級、Z3級、Z4級、Z5級、Z6級的葉片圍帶外徑小于套箍內(nèi)徑，不影響套箍紅套工藝進(jìn)行；Z1級隔板、Z2級隔板經(jīng)Zl Z2隔板套固定在超高壓外缸上/Zl級隔板、Z2級隔板固定在超高壓內(nèi)缸的延伸段上；Z3級隔板、Z4級隔板經(jīng)Z3 Z4隔板套固定在超高壓外缸上；Z5級隔板、Z6級隔板經(jīng)Z5 Z6隔板套固定在超高壓外缸上；超高壓轉(zhuǎn)子毛坯為整鍛結(jié)構(gòu)/鍛焊結(jié)構(gòu)；Z1級、Z2級、Z3級、Z4級、Z5級、Z6級增加的軸向推力由軸向推力軸承和/或軸向推力平衡鼓承擔(dān)；由于新4抽壓力明顯低于