华能玉环电厂1000MW汽轮机培训讲义

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,上海交通大学,热能工程研究所,华能玉环电厂1000MW汽轮机设备及系统培训讲义,上海交通大学,热能工程研究所,2006.1,第一讲华能玉环电厂1000MW汽轮机 整体设计特点与本体布置,汽轮机概述,1000MW汽轮机整体设计特点,1000MW汽轮机本体结构与布置,第一节 汽轮机概述,汽轮机是以水蒸汽为工质的旋转式热能动力机械，它接受锅炉送来的蒸汽，将蒸汽的热能转换为机械能，驱动发电机发电。它具有单机功率大、效率高、运行平稳、单位功率制造成本低和使用寿命长等优点。,汽轮机设备是火力发电厂的三大主要设备之一，汽轮机设备及系统包括汽轮机本体、调节保安及供油系统、辅助设备及热力系统等。,汽轮机本体,是由汽轮机的转动部分（转子）和固定部分（静子）组成；,调节保安及供油系统,主要包括调速汽阀、调速器、调速传动机构、主油泵、油箱、安全保护装置等；,辅助设备,主要包括凝汽器、抽气器（或水环真空泵）、高低压加热器、除氧器、给水泵、凝结水泵、凝升泵、循环水泵等；,热力系统,主要指主蒸汽系统、再热蒸汽系统、凝汽系统、给水加热系统、给水除氧系统等。,汽轮机的分类,按工作原理分类,（1）冲动式汽轮机：主要由冲动级组成，在级中蒸汽基本上在喷嘴栅（或静叶栅）中膨胀，在动叶栅中只有少量膨胀。,（2）,反动式汽轮机：主要是由反动级组成，蒸汽在汽轮机的静叶栅和动叶栅中都有相当程度的膨胀。,按热力特征分类,凝汽式汽轮机,、,背压式汽轮机,、,抽汽背压式汽轮机,、,中间再热式汽轮机,按主蒸汽参数分类,（1）低压汽轮机：主蒸汽压力小于1.5MPa。,（2）中压汽轮机：主蒸汽压力为2,4MPa。,(3) 高压汽轮机：主蒸汽压力为6,10MPa。,（4）超高压汽轮机：主蒸汽压力为12,14MPa。,（5）亚临界压力汽轮机：主蒸汽压力为16,18MPa。,（6）超临界压力汽轮机：主蒸汽压力为22.15MPa。,（7）超超临界压力汽轮机：主蒸汽压力大于32MPa。,超超超临界汽轮机,超临界汽轮机(supercritical steam turbine)有明确的物理意义。由水蒸汽性质图表知道，水的临界点参数为临界压力,p,c,=22.129MPa，临界温度,t,c,=374.15,o,C，临界焓,h,c,=2095.2kJ/kg，临界熵,s,c,=4.4237kJ/(kgK)，临界比容,v,c,=0.003147m,3,/ kg。当水的压力,p,p,c,，水在定压下加热逐渐变为过热蒸汽，无汽化过程，无相变点。工程上，把主蒸汽压力,p,0,p,c,的汽轮机称为超临界汽轮机。,900MW机组,T,-,S,图,超超临界定义：,日本的定义为压力大于,24.2MPa,或温度达到,593,；,丹麦定义为压力大于,27.5MPa,；,西门子公司的观点是应从材料的等级来区分超临界和超超临界机组等等。我国电力百科全书则将超超临界定义为：蒸汽参数高于,27MPa,。,综合以上观点，一般将超超临界机组设定在蒸汽压力大于,25MPa,，蒸汽温度高于,580,的范围。,目前超超临界汽轮机容量和参数情况,进汽温度,日本：主汽均达到600，再热最高610 ,西门子：ISOGO 600 / 610 ,不论功率大小，所有机组均采用580-600 ,进汽压力,日本：除89年东芝2X700MW外（31MPa），其余90年以来均,25MPa；,欧洲：1997/1998丹麦两台29MPa，两次再热415MW机组，西门子也有较高业绩,但目前大功率机组的进汽压力均不超过26.5MPa;,机组容量,双轴三菱 1050MW 2001年投运,单轴东芝 （60Hz）1000MW 2002年投运,西门子 1025MW最大，多台,900MW 98年后,国际上对大容量汽轮发电机组功率等术语的一般定义,额定功率（铭牌功率，铭牌出力TRL）：,指汽轮机在额定主蒸汽和再热蒸汽参数工况下，排汽压力为,11.8kPa(a),、补水率为,3%,，能在发电机接线端输出供方所保证的功率。汽轮机的进汽量属供方的保证值，它与所保证的额定工况相对应。,机组的保证最大连续工况（T-MCR):,指汽轮机在通过铭牌功率所保证的进汽量、额定主蒸汽和再热蒸汽参数工况下，排汽压力为,4.9kPa(a),、补水率为,0%,，机组能保证达到的功率。,汽轮机的设计流量（计算最大进汽量）:,在所保证的进汽量基础上增加一定的裕量,即(1.03-1.05)x保证进汽量,且调节阀全开。,调节汽阀全开（VWO）时计算功率：,机组在调节汽阀全开时，通过计算最大进汽量和额定的主蒸汽、再热蒸汽参数工况下，并在额定排汽压力为4.9kPa(a)、补水率为0%条件下计算所能达到的功率。,机、炉、电容量匹配,发电机容量：,一般发电机的功率应与VWO工况的功率相匹配，即等于VWO工况功率功率因数(MVA),锅炉最大连续蒸发量(B-MCR)：,应与汽轮机的设计流量（即计算最大进汽量）相匹配，不必再加裕量。若汽轮机按VWO工况计算最大功率， B-MCR蒸发量等于汽轮机VWO工况的最大进汽量；若采用美国设计的机组，则B-MCR蒸发量可等于汽轮机VWO工况,OP,工况的最大进汽量。,SEC与,SIEMENS的 技术优势,（2）德国能源及环保政策的促进, 关闭核电、停办效率小于35%的电厂, 发展高效清洁燃褐煤发电技术,（3）采取一切可能的先进技术提高经济性-,比1976年600MW提高7.7%, 超超临界参数,(热效率提高1.3%), 提高汽轮机内效率全部采用3D马刀型叶片级,(热效率提高1.7%), 大幅降低背压促进特大长叶片发展,(热效率提高1.4%),其他国际知名公司机型业绩,SIEMENS在近十年50HZ、单轴、900MW功率机型业绩世界领先,（8台中的6台）,（4）进行欧盟超超临界参数37.5MPa/700,C,/720,C,/720,C,计划,热效率再提高7%.,SIEMENS单轴、50HZ、900MW等级的业绩优势,台数最多(世界8台中的6台）,全为50HZ,全为单轴,最大1025MW,压力高于25MPa,SIEMENS的 技术优势-,成熟的单轴、HMN组合机型,H- 高压单流缸,M- 中压双流缸,N- 低压双流缸,功率范围：300MW至1100MW,压力 30MPa，温度 600,C/620 C,SIEMENS,“HMN”,组合机型业绩之一,1997年投运，单轴、四缸四排汽、,25.3/544/560 背压 5kPa,hp(实测）,=91.99%,ip (实测）,=93.73%,SIEMENS,”HMN”,组合机型业绩之二,1999年投运，单轴、五缸六排汽、,25.8/541/580,背压 2.91/3.68 kPa,hp,=94.2%,ip,=96.1%,SIEMENS,“HMN”,组合机型业绩之三,2002年投运，单轴、五缸六排汽、,26.5/576/600,背压,2.91/3.68 kPa,SIEMENS,“HMN”,组合机型业绩之四,2002年投运，单轴、三缸两排汽、,25.1/600/610,背压5.07 kPa,SIEMENS,的,“,HMN”,组合机型业绩之五,第二节,华能玉环1000MW超超临界汽轮机本体性能,华能玉环电厂是国内第一座超超临界百万千瓦燃煤发电厂，该项目是为配合国家“,863,计划”，作为引进超超临界机组技术、逐步实现国产化的依托工程。,规划容量为4台1000,MW,超超临界汽轮发电机组，一期工程安装2台1000,MW,超超临界汽轮发电机组，并留用再扩建余地。目前工程尚处在建设阶段，计划于2007年投产发电。主要设备采取项目合作、联合制造模式。汽轮机引进德国西门子技术，由上海电气(集团)总公司下属上海汽轮机有限公司成套供货。,铭牌工况（,TRL,）,：,汽轮发电机组能在下列条件下在保证寿命期内任何时间都能安全连续运行，发电机输出,铭牌功率,950MW,（当采用静态励磁、电动主油泵时，扣除各项所消耗的功率），此工况下的进汽量称为铭牌进汽量。,(1),额定主蒸汽参数、再热蒸汽参数及所规定的汽水品质；,(2),汽轮机低压缸排汽平均背压为,11.8kPa(a),；,(3),补给水量为,3,；,(4),最终给水温度为,294.9,；,(5),全部回热系统正常运行，但不带厂用辅助蒸汽；,(6),汽动给水泵满足额定给水参数；,(7) 在额定电压、额定频率、额定功率因数0.9(滞后)、额定氢压、发电机冷却器冷却水温为38时，发电机效率为99.0%。,最大连续输出功率,(TMCR),：,汽轮机进汽量等于铭牌工况（,TRL,）进汽量，在下列条件下安全连续运行，此工况下发电机输出的功率（当采用静态励磁、电动主油泵时，扣除各项所消耗的功率），此功率为,1016.023MW,。,(1),额定主蒸汽再热蒸汽参数及所规定的汽水品质；,(2),汽轮机低压缸排汽平均背压为,4.9kPa(a),；,(3),补给水量为,0,；,(4),所规定的给水温度；,(5),全部回热系统正常运行，但不带厂用辅助蒸汽；,(6),汽动给水泵满足规定给水参数；,(7),在额定电压、额定频率、额定功率因数,0.9(,滞后,),、额定氢压、发电机冷却器冷却水温为,25,时，发电机效率为,99.06%,。,调节门全开（VWO）工况 ：,汽轮发电机组能在调节阀全开，其它条件同TMCR时，汽轮机的进汽量不小于,105,的铭牌工况（,TRL,）进汽量,。,机组的热耗率验收（,THA,）工况,：当机组功率（当采用静态励磁、电动主油泵时，扣除各项所消耗的功率）为额定功率时，除进汽量以外其它条件同TMCR时。,机、炉、电容量的匹配,汽轮机与发电机容量匹配,同一汽轮机，容量规范不同，机组的铭牌不同,IECTMCR工况定义为汽轮机铭牌 1016MW,国内300MW招标规范能力工况定义为汽轮机铭牌 950MW,汽轮机与锅炉容量匹配,按照常规原则，VWO工况流量等于TMCR流量的1.05倍,根据目前我国电厂的运行规范，一般电厂不会在超发功率下运行，如采用IEC规范，电厂可得到5%以上的容量得益，而设备成本基本不变,。,机 组 优 化 工 作,汽机优化方案,序号,说明,项目,单位,THA,TMCR,VWO,TRL,1,TRL950滑压,功率,MW,950,1016,1062.5,950,热耗率,kJ/kWh,7341,7321,7310,7830,新汽流量,t/h,2594,2803,2953,2803,新汽压力,MPa,23.27,25,26.25,25,平均背压,kPa,4.9,4.9,4.9,11.8,2,TRL950 5节流,功率,MW,950,1016.2,1062.5,950,热耗率,kJ/kWh,7353,7334,7310,7847,新汽流量,t/h,2604,2814,2952,2814,新汽压力,MPa,24.45,26.25,26.25,26.25,平均背压,kPa,4.9,4.9,4.9,11.8,3,有补汽调节阀 铭牌功率1000MW,功率,MW,1000,1049.85,1000,热耗率,kJ/kWh,7316,7368,7568,新汽流量,t/h,2733,2953,2864,新汽压力,MPa,26.25,26.25,26.25,平均背压,kPa,4.9,4.9,8.61,铭牌工况、夏季工况和补汽技术,铭牌工况 规定TMCR工况作为热耗率保证工况，不再需要THA工况作为机组热耗率验收工况。在TMCR工况下，热耗值低（7316kJ/kWh），是机组运行的最佳工况,夏季工况 按照玉环实际条件规定（背压8.61kPa、 补给水率2、,凝汽器换热面积46000 m,2,增加到49000 m,2,），不同于TRL工况。由于夏季工况出力也能达到1000MW，机组全年任何时候都可达到出力1000MW,补汽技术,在汽轮机处于零功率和TMCR功率之间时，补汽调节阀通常处于关闭状态，在不补汽状态下机组可连续、稳定地实现TMCR工况。当功率从TMCR工况增大时，补汽调节阀才开启，将蒸汽从主汽门后调节汽阀前引出补入高压缸通流部分第五级,之后，以满足流量增加的要求,，,在夏季工况和VWO工况时补汽阀处于开启状态,主调节阀在额定流量下,设计成全开，提高额定负荷以下所有工况的效率,补汽温度低于主蒸汽,30,度，对汽缸起到冷却作用，有利于提高高温部件的可靠性,补汽阀具有提高变负荷速率的功能，有利于提高电网的稳定性,采用SIEMENS成熟的单轴、HMN组合机型,H- 高压单流缸,K-高中压合缸,M- 中压双流缸,E- 中低压合缸,N- 低压双流缸,本机型为：1H+1M+2N，出力1000MW,工作压力： 2530MPa，工作温度 ：600,C,压力等级： 2530MPa，温度 ：600,C/620 C,华能玉环1000MW超超临界汽轮机,该汽轮机的整个流通部分由四个汽缸组成，即一个高压缸、一个双流中压缸和两个双流低压缸。对应四个汽缸的转子由五个径向轴承支承，并通过刚性联轴器将四个转子连为一体，汽轮机低压转子B通过刚性联轴器与发电机转子相连,。,该汽轮机采用节流调节，高压缸进口设有两个高压主汽门和两个高压调节门，高压缸排汽经过再热器再热后，通过中压缸进口的两个中压主汽门和两个中压调门进入中压缸，中压缸排汽通过连通管进入两个低压缸继续作功后分别排入两个凝汽器。,华能玉环4X1000MW超超临界汽轮机主要技术规范,型式,N1000-26.25/600/600,（,TC4F,）,超超临界、一次中间再热、单轴、四缸四排汽,进汽参数 26.25MPa/600/600,背压 4.4/5.39 kPa,THA（TRL）功率： 950MW,TMCR功率： 1016MW,VWO功率： 1062MW,VWO流量： 2952.5t/h,回热系统： 三高、四低、一除氧,THA给水温度：,290 ,允许周波变动范围：47.5,51.5Hz,机组启动方式 高压缸启动或高中压联合启动,汽 轮 机 结 构 特 点,序号,项目,三菱,日立,阿尔斯通,西门子,1,高压模块,双流,双流调节级+单流压力级,单流,单流,1.1,级数,2（1+12）,21+8,20,15,1.2,转子,整锻无中心孔,整锻无中心孔,焊接转子,整锻无中心孔,1.3,第一级叶片,三联体调节级叶片,调节级整体围带+铆接围带成组,径流式静叶、全周进汽,斜置式静叶、全周进汽,1.4,其余叶片,整体围带，马刀形三维叶片,高压1、2压力级铆接围带，其余级整体围带,整体围带、三维叶片,整体围带、马刀形三维叶片,1.5,汽缸,内、外缸，螺栓连接水平中分面,内、外缸，螺栓连接水平中分面,两半内缸、紧箍环连接,轴向对分筒形外缸,2,中压模块,双流,双流,双流,双流,2.1,级数,29,26,217,214,2.2,转子,整锻无中心孔,整锻无中心孔,焊接转子,整锻无中心孔,2.3,第一级叶片,整体围带马刀形三维叶片,铆接围带、高负荷扭曲叶片,径流式静叶,斜置式静叶,序号,项目,三菱,日立,阿尔斯通,西门子,2.4,其余叶片,整体围带，马刀形三维叶片,铆接围带叶片,整体围带、三维叶片,整体围带叶片,2.5,汽缸,内、外缸，螺栓连接水平中分面,内、外缸，螺栓连接水平中分面,切向180进汽，内、外缸，螺栓连接水平中分面,内、外缸，螺栓连接水平中分面,3,低压模块,两缸四排汽,两缸四排汽,两缸四排汽,两缸四排汽,3.1,级数,225,226,226,226,3.2,转子,整锻无中心孔,整锻无中心孔,焊接转子,整锻无中心孔,3.3,末级叶片,3.4,次末级叶片,482mm，整体围带，全三维,633.9mm，整体围带，三维设计,605mm，整体围带，全三维,625.6mm，整体围带，全三维,3.5,其余叶片,整体围带，马刀形三维叶片,整体围带、高负荷扭曲叶片,整体围带、三维叶片,整体围带，马刀形三维叶片,4,转子支承方式,5,调节方式,喷嘴调节（定-滑-定）,喷嘴调节（定-滑-定）,滑压调节（定-滑）,滑压调节（定-滑,）,6,高温部件的冷却,机组外型布置图,机组布置特点,机组型式为超超临界、一次中间再热、单轴、四缸四排汽、凝汽式汽轮机,高、中压缸及低压内缸由猫爪支撑于前后轴承座上。,阀门布置于汽缸两侧，与汽缸直接连接，无导汽管。,单连通管导汽进低压缸。,低压外缸直接座于凝汽器上，与基础不直接接触。,转子由单轴承支撑，结构紧凑，并能减少基础变形对轴承载荷及轴系对中的影响。,机组总长29m,比同等级的其他机组缩短约810m。,长,(mm),宽,(mm),高,(mm),转子重量,（T）,整体重量,（T）,高压缸H30,3665,3800,3450,14.1,133,中压缸M30,4825,4200,4340,44.7,205,低压缸2XN30,7100,10400,8395,96,396,#1-#2,(mm),#2-#3,(mm),#3-#4,(mm),#4-#5,(mm),轴承跨距,4275,6075,8000,8050,机组纵剖面图,长(m),宽(m),高(m),机组外形,29,10.4,7.75,高压缸部分,独特的圆筒型高压外缸,高压缸整体发运。,高压缸采用双层缸设计。外缸为桶形设计，,由垂直径向中分面分为进汽缸和排汽缸。,内缸为垂直纵向平分面结构。由于缸体为旋转对称，使得机组在启动停机或快速变负荷时缸体的温度梯度很小,，,热应力保持在一个很低的水平。,内缸为垂直纵向平分面结构，中分面,螺栓应力也很小，安全可靠性高。,排汽缸,进汽缸,高排,抽汽口,排汽缸,进汽缸,高压内缸,高压转子,现场动平衡,进汽口,窥视孔,高压缸剖视图,猫爪,猫爪,高效率单流程高压缸通流,高压通流部分采用小直径多级数的设计原则,。,单流程,叶片级通流面积比双流程要增加一倍,，叶片端损大幅度下降,全部采用T型叶根、漏汽损失小,单流程高压缸：,效率远高于冲动式和双流程,机型,300MW亚临界,600MW亚临界,700MW超临界,900MW超超临界,900MW超超临界,进汽压力MPa,16.7,16.7,25,25,25,高压缸型式,单流,单流,单流,双流,圆筒单流,第一级压力级,面积比,基准,1.74,1.24,1.09,2.19,高压缸级数,11,11,9,2X9,14,高压缸效率差%,基准,+3.3,+1,0,+5, 相同的叶型比较, 冲动式高压第一级面积还要小40%，端损更大,单流程(反动式)高压缸效率分析举例（供参考）,第一级低反动度20%，降低转子温度,切向进汽、斜置静叶、效率高,全周进汽、无附加汽隙激振,大动静距离有利防冲蚀,滑压运行低负荷效率高,滑压运行大幅降低第一级载荷，解决强度问题,独特的高压第一级设计,主调门的独特连接,布置在汽缸两侧，切向进汽，损失小；,无蒸汽管道，直接与汽缸相连。,阀门与汽缸间采用,大型螺纹连接，有利于大修拆装。,阀门直接支撑在基础弹性支架，对汽缸附加作用力小。,阀门采取小网眼、大面积的不锈钢永久性滤网。其特点是过滤网直径小，滤网刚性好，不易损坏。,高效高中压通流结构,（1）小直径、多级数,（2）各级转子均有汽封,（3）全部采用T型叶根、漏汽损失小,独特的液压盘车设备,液压马达,前轴承座,高压转子,盘车设备安装于前轴承座前，采用液压马达进行驱动，工作油压力145bar,盘车装置是自动啮合型的，能使汽轮发电机组转子从静止状态转动起来，盘车转速为60转/分,盘车装置的配有超速离合器，能做到在汽轮机冲转达到一定转速后自动退出，并能在停机时自动投入。盘车装置与顶轴油系统、发电机密封油系统间设联锁,中压缸部分,中压缸采用双流程和双层缸设计。中压高温进汽仅局限于内缸的进汽部分。而中压外缸只承受中压排汽的较低压力和较低温度。这样汽缸的法兰部分就可以设计得较小。同时，外缸中的压力也降低了内缸法兰的负荷，因为内缸只要承受压差即可。,中压缸双分流双层缸结构,中压缸整体发运。,内外缸双层结构，水平中分面分成上下半。,中压外缸通过上猫爪搭在轴承座上，调阀端直接固定在二号轴承座上。,轴承座与猫爪之间的滑动支承面均采用耐磨低摩擦合金。,双分流形式，2X13级，中部两侧切向进汽，排汽口位于汽缸顶部中间位置。,再热门与汽缸通过法兰连接，无导汽管，损失小，阀门直接支撑在基础弹性支架，对汽缸附加作用力小。,中压内外缸之间装有遮热板减少热辐射。,独特的中压进汽结构,中压双流切向进汽，除头三级为纵树型叶根外其他全部为T型叶根，漏汽损失小。,第一级斜置静叶，20%反动度，大的轴向动静距离防冲蚀,独特的切向旋涡冷却技术,利用涡流原理降低温度约15度，满足较高再热温度的要求。,主汽门及调门阀壳合为一体，结构紧凑，易于维护,再热门与汽缸通过法兰直接相连，无导汽管，损失小，阀门支撑于基础上，对汽缸附加力小,最优扩散口流道设计，压力损失小,阀门采用电液调节的油动机进行控制，弹簧关闭。阀门动态控制性能好,小网眼永久滤网，滤网刚性好，不易损坏,主、再热门的特点,低压缸部分,低压缸采用二个双流设计。,低压外缸由二个端板、二个侧板和一个上盖组成。外缸与轴承座分离，直接坐落于凝汽器上。它大大降低了运转层基础的负荷。,低压内缸通过其前后各二个猫爪，搭在前后二个轴承座上，支撑整个内缸、持环及静叶的重量。,低压内缸两侧底部设有横向定位键槽与基础埋件相连接，防止低压内缸横向和周向移动,低压外缸现场焊接，和凝汽器刚性连接，减少了基础载荷。,低压外缸通过轴封补偿器和端部汽封弹性连接，轴封补偿器可以吸收内外缸相对膨胀。,从外缸伸入缸内的各部件也均采用补偿器进行连接。,轴封补偿器,端部汽封,低压内缸横向固定装置,汽缸补偿器,低压内缸,低压静叶持环,低压缸纵剖图,低压内外缸及连通管的连接,连通管,外缸,内缸,低压内缸和中低压连通管弹性连接。通过补偿器吸收径向差胀，连通管本身有补偿器吸收轴向差胀。,低压内缸和连通管通过法兰螺栓相连。,低压外缸和连通管现场焊接。,外缸和连通管的连接,低压内缸推拉装置示意图,低压内缸以推拉装置与中压外缸连接，减少低压缸的相对膨胀,高效全新的反动式叶片,（1） 所有的高中低叶片级（除末三级）均为弯扭的马刀型动、静叶片,（2）较低反动度的叶片级；,根据最佳的气动设计，已不是,50%,反动度的纯反动式叶片级，目前级的反动度控制在,30%,40%,的水平。,（,3）整体围带叶片、全切削加工；强度好、动应力低、抗高温蠕变性能好。,马刀型静叶片,马刀型动叶片,变反动度叶片级,定反动度叶片级,从气动力学角度，提出了变反动度的设计原则；即每一叶片级的反动度是不相等的。反动度是与叶片的几何尺寸、焓降、进出角特性对应的；变反动度的设计是以最佳的气流特性决定各级的反动度，而不是按统一的反动度去牺牲某些气动性能。不同反动度叶片级的组合将提高整个缸的通流效率。,超临界机组由于压力的原因，其低压缸的排汽湿度比同样进汽温度的亚临界机组要大，从安全性、经济性的角度，更应注重抗水蚀和抗腐蚀技术的应用，主要的特点有下列五个方面：,l,末端叶片采用抗腐蚀性能好的,17-4PH,材料。图示抗腐蚀强度与,12Cr,钢的对比，显然，,17-4PH,在钠盐及水中的疲劳强度均明显高于,12Cr,钢。,l,结构上有足够的疏水槽。,l,相当大的轴向间隙，这是公认十分有效的防冲蚀措施。,l,末级静叶采取空心叶片结构，在内部抽出水分。,l,末级动叶片采用新型的激光表面硬化技术。,末级动叶片采用新型的激光表面硬化技术，这是西门子公司的一项特有技术，其特点在于最新的激光表面硬化技术，表面硬度可超过500HV。X5CrNiCUNB16-4即17-4PH材料。激光硬化的最大优点在于在表面形成压应力不但不会降低（一般下降20%-50%），反而有利于提高材料的抗疲劳强度和抗应力腐蚀能力。,激光硬化技术,(1) 硬度高,(2) 提高抗疲劳强度,低压末级及次末级叶片具有必要的抗应力腐蚀及抗水蚀措施并设有足够的除湿用的疏水口,1146低压转子,特大长叶片的技术贮备,（1）德国近年大功率及低背压促进了特长叶片的开发,（2）钢材料强度极限的限制，无附加应力集中的,整体型叶片, 强化设计的自由叶片, 整体自带围带（ISB）叶片,（3）西门子的特大长叶片系列, 1146mm 自由叶片，圆周速度660m/s，17-4PH材料, 1067mm 整体自带围带，704m/s，钛合金（60HZ，相当50HZ为1280mm）, 1320mm 整体自带围带，716m/s，钛合金,全三元设计系统,西门子长叶片系列,叶高(mm),形式,材料,排汽面积m,2,977,自由,17-4PH,8.9,1146,自由,17-4PH,10.96,1320,ISB(ILB),钛合金,13.45,按排汽容积流量选取采用什么叶片,价格性能比也是重要因素,N30双流低压缸长叶片选择,C,2,C,2a,C,2u,W,2,U,2,2,(1) 对900MW/1000MW, 1146叶片的出汽角均在轴向,10,范围内,切向余速损失小于3%.,(2) 采用1320的ISB叶片,面积太大,余速损失并没减少（234/229）。适用于更低背压。,参数,单位,900,THA/VWO,1000,THA/VWO,轴向速度C2a,m/s,226/256,236/266,轴向速度C2a,m/s,34/-26,14/-45,出汽角,度,98/84,93/80,余速,m/s,228/257,236/269,长叶片对比,成熟可靠的1146叶片,单轴承（N+1）,（1）每个汽缸之间仅一个轴承，四缸仅5个轴承。,（2）汽机轴向宽度比其他形式短8-10m。,除高压转子由2个径向轴承支撑外，其它转子均为单轴承支撑。,推力轴承位于高压和中压转子之间，与#2径向轴承组成径向推力联合轴承。,推力轴承为可倾瓦型式，径向轴承为椭圆轴承。,高中压轴承为球面支撑，低压缸轴承为柱面支撑。,轴承的承载力大，稳定性高。,每个径向轴承均设顶轴油接口。,机组的轴向尺寸紧凑。,总的润滑油流量小，油泵耗功少。,采用ISO VG 46高粘度润滑油。,轴承布置与设计特点,超临界轴系结构稳定性,（1）单流程高压缸轴向跨度小，转子刚性好。,（2）全周进汽的运行模式、消除了一大汽隙激振源。,（3）单轴承；轴承少、承压比大、稳定性较好。采用粘度较高的润滑油。,（4）各叶片级转子均有多道汽封。,（5）管道接口少、动静相对膨胀小。,汽缸支撑结构及膨胀特点,转子绝对膨胀,相对膨胀,静子绝对膨胀,低压外缸直接连接在凝汽器上，不参与整个静子滑销系统的膨胀，大大降低了静子部件的膨胀推力。,各转子均采用无中心孔整锻转子，刚性好，应力小,轴系为单轴承支撑；轴承少、承压比大、稳定性较好。,转子与转子之间以超紧配液压拆装的联轴器螺栓连接，扭矩传输能力高，安装拆卸迅速、简便，对中精确。,5个轴承座均固定在基础上，不随静子的膨胀而移动。,#2轴承座内装有径向推力联合轴承。,高、中压缸搭在#2轴承座上的猫爪与其固定不动。机组的绝对死点及相对死点均在高中压之间的轴承座上。,中压外缸与低压内缸间用推拉杆在猫爪处连接，同时,轴承座与需滑动的汽缸猫爪之间的滑动支承面均采用耐磨低摩擦合金。有利于汽缸的轴向滑动，,减少汽缸与转子间的相对膨胀。,低压外缸及凝汽器锚固点,纵销,横销,中压缸及低压内缸死点,高压缸,低压内缸1,低压内缸2,中压外缸,中压内缸,转子死点,高压缸死点,推力螺栓,低压外缸1,低压外缸2,2号轴承座位于高压缸和中压缸之间，是整台机组滑销系统的死点。在2号轴承座内装有径向推力联合轴承。因此，整个轴系是以此为死点向两头膨胀；而高压缸和中压缸的猫爪在2号轴承座处也是固定的。因此，高压外缸受热后也是以2号轴承座为死点只向机头方向膨胀。而中压外缸与中压转子的温差远远小于低压外缸与低压转子的温差。因此，这样的滑销系统在运行中通流部分动静之间的差胀比较小，有利于机组快速启动。,超超临界1000MW汽轮机主要部件材质表,高压外缸,进汽缸：GX12CrMoVNbN10-1-1,排汽缸：G17CrMoV5-10,高压内缸,GX12CrMoVNbN9-1,汽缸螺栓,X19CrMoNbVN11-1,中压内缸,GX12CrMoVNbN9-1,主汽门阀体,GX12CrMoVNbN10-1-1,主汽门阀壳,GX12CrMoVNbN10-1-1,主汽门螺栓,X12CrMoVNbN9-1-1,再热阀体,GX12CrMoVNbN10-1-1,再热阀壳,GX12CrMoVNbN10-1-1,高压第一级动叶,NiCr20TiAl,高压第一级斜置静叶,X12CrMoWVNbN10-1-,中压第一级动叶,NiCr20TiAl,高压第一级斜置静叶,X12CrMoWVNbN10-1-1,改进的9-10Cr钢适当减少了Cr，加入了微量Mo、W、V、Nb、N元素，,进一步加入B、Co元素，其高温性能更好，可在620,C,条件下工作。,补汽技术,玉环汽轮机整体结构特点基本与外高桥,900MW,汽轮机相同，所不同的是,玉环汽轮机采用了补汽技术,。补汽技术是西门子公司特有的技术，是从某一工况（玉环工程在TMCR工况）开始从主汽阀后、主调阀前引出一些新蒸汽（额定进汽量的510%，玉环工程约为8%），经补汽阀节流降低参数（蒸汽温度约降低30）后进入高压第五级动叶后空间，主流与这股蒸汽混合后在以后各级继续膨胀做功的一种措施。补汽技术提高了汽轮机的过载和调频能力，它使全周进汽机型的安全可靠性、经济性全面超过喷嘴调节机型。西门子供国内的阳城电厂,6,台,350MW,机组就采用了补汽技术。,与补汽阀相关的高压缸结构是：,在高压外缸与内缸之间有一个封闭腔室，该腔室通过高压内缸上的径向孔与高压通流部分第五级动叶出口相通，因此该腔室的压力相当于高压通流部分第五级动叶的出口压力。由补汽阀来的蒸汽经过该腔室再流人高压通流部分。由于该腔室的压力和温度要低于主蒸汽压力和温度，因此，对于高压汽缸是非常有利的。,补汽阀,补汽阀的结构类同于所提供的其它进汽调节阀，它是一只单阀座的阀门，位于高压缸下部。蒸汽从二根主调门中间的支管连接到补汽阀，然后经过补汽阀再从高压缸下部的供汽管道进入高压缸。,补汽阀的特点：,l,电液控制调节阀,l,由弹簧安全关闭,补汽的工作原理,补汽阀在主调节阀门开足的情况下，由该阀向机组供汽。玉环机组该阀的流量约占最大汽量的,8%,左右。,由于从,TMCR,工况起，补汽阀才开始进汽，因此又可称为过载调节阀。,该阀实际上是一个在主汽门后与主调门并列而引出的调节阀，阀门布置在汽缸下部。阀门接入高压第五级后，根据等焓节流原理，蒸汽进入第五级处的温度将降低约,30,度，使得补汽阀的蒸汽与主流蒸汽的温差明显缩小。加上该汽流与主汽流来源相同，焓相同，因此补汽与主汽的温差在所有工况下均是稳定的，汽缸不存在附加的热应力。,补汽阀的主要功能,当汽轮机的最大进汽量与,THA,工况流量之比较大时，可采用补汽技术，将超出额定流量的部分由这个外置的补汽调节阀提供；此时主调节阀在额定流量下就可设计成全开，从而提高额定负荷以下所有工况的效率。以玉环机组为例,机组热耗可至少下降,40kJ/kWh,。,对超超临界高温汽轮机，补汽还能起到对汽缸的冷却作用。该阀通过保持一定的漏汽，充分利用补汽温度始终低于主蒸汽,30,度的特点，对汽缸起到冷却作用。这个额外的得益有利于提高高温部件的可靠性。,经德国电网技术的研究，补汽阀还具有提高变负荷速率的功能，有利于提高大电网的稳定性。,安装维修方面,（,1）高中压缸在工厂整体安装，整体发运,（2）汽机大修间隔允许在运行96000小时后,疏水加热器,汽封加热器,热力循环的特点,西门子在热力系统中采取了疏水泵。,末两级低加进入一个附加疏水加热器的方式,一方面介决了疏水问题,另一方面可回收部分热量。,为提高总体效率，加上中压转子直径小，中压叶片强度余量较大的原因，,低压缸的分缸压力低于其他机型；仅,0.5MPa,0.6MPa,左右,(,其他一般为,0.7MPa,1.2MPa,左右,),。,疏水泵,小 节,高效的全三维弯扭（马刀型）叶片，使机组具有卓越的,热力性能,良好稳定的转子轴系，合理新颖的静子滑销系统，以及简,洁方便的机组布置形式，使机组运行灵活，启动迅速，机组,的安全可靠性高,高中压缸整体发运，缩短现场安装周期。超长的汽轮机大修,周期（允许间隔时间96000小时），电厂维护简单方便,单轴承支撑使机组结构紧凑，汽轮机总长缩短810m，厂房,投资相应下降,国内已有外高桥二期同类项目已经投运，可借鉴性强，我厂已经做过外高桥二期低压大部分和部分静止部件，为我们设计及制造百万等级汽轮机打下了坚实的基础，积累了丰富的经验。,先进的现代化汽轮机设计开发及制造体系造就出具有世界级先进水平的高品质汽轮机产品,