一种具有补汽结构的汽轮机及其运行方法技术

本发明专利技术涉及一种具有补汽结构的汽轮机及其运行方法，该汽轮机包含外缸和内缸，一个有推力平衡活塞的转子旋转支承地装在内缸的内部，内缸与转子之间形成有蒸汽的流动通道，交替地布置有转子的多个工作叶片和内缸的多个导向叶片，形成多级叶片机组；蒸汽从其中第一指定叶片机组之后的通流处，送到位于内缸与推力平衡活塞之间的推力平衡活塞腔室；内缸和外缸之间形成有供蒸汽流通的夹层，该夹层包含补汽腔室能接收来自转子和内缸之间一密封腔室的蒸汽，与外部通过多路补汽管道送入该补汽腔室的补汽混合，消除多路补汽输入时的流量和压力差，再经由内缸的连通管返回到流动通道中位于第二指定叶片机组之后的通流处，有效解决补汽阀开启振动的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种具有补汽结构的汽轮机及其运行方法
本专利技术涉及一种具有补汽结构的汽轮机及其运行方法。
技术介绍
汽轮机是一种旋转式蒸汽动力装置，通常包括配有叶片的、可转动地支承的转子，该转子布置在壳体套内部。在经过加热的且处于压力之下的蒸汽流经由所述壳体套形成的流动空间时，所述蒸汽通过叶片将所述转子置于旋转之中。出于效率的原因，汽轮机的运行参数（如蒸汽的压力及温度）越来越高，受强度和材料限制，为了使汽轮机在特别高的温度下仍能够可靠运行，需要对汽轮机的各构件进行冷却。因为这些构件的耐热强度都是有限的。若在温度提高时不能获得有效的冷却，则需要用非常昂贵的材料（例如镍基合金）来制造。按迄今已知的尤其用于形式上为汽轮机汽缸或转子的汽轮机构件的冷却方法，可分为主动冷却和被动冷却。按主动冷却，冷却通过一种独立于汽轮机构件，亦即除工质之外附加输入冷却剂的方式实现。反之，被动冷却仅通过恰当导引或利用工质进行。迄今汽轮机构件优选使用被动冷却。专利CN200580033477.9公开了一种汽轮机，如图1所示，包括一个外缸2和一个内缸3，所述外缸2和内缸3形成有一个新汽输入通道10，一个具有一推力平衡活塞4并包括多个工作叶片7的转子5旋转支承地装在内缸3的内部，在内缸3上以这样的方式设置多个导向叶片8，沿流动方向11构成一个包括多个叶片级的蒸汽的流动通道9；蒸汽在一个叶片级后经过一个处于内缸3内的反馈通道14流入内缸3与外缸2之间的一腔室15内，从那里经过一个处于内缸3内的输入通道16流入一个沿轴向17设在推力平衡活塞4与内缸3之间的推力平衡活塞腔室12内；通过推力平衡活塞腔室12内的蒸汽达到推力平衡。用箭头13象征性地表示新汽输入；流入新汽输入通道10的新蒸汽绝大部分沿流动方向流入流动通道9，较小的部分作为漏汽流入一个处于转子5与内缸3之间的密封腔18。在这里，漏汽基本上沿反方向19流动。在密封腔18中的蒸汽，经过内缸3设置的一交叉反馈通道20流入一个设在一个叶片级后的流入腔26内，标记21、22表示交叉反馈通道20的两次转向；同时，补汽经过一个穿过外缸2与内缸3的负荷引入管23流入所述流入腔26内。所述反馈通道14在一个反馈叶片级24后与所述流动通道9连接，所述交叉反馈通道20在一个交叉反馈叶片级25后与所述流动通道9连接，所述交叉反馈叶片级25沿流动通道9的流动方向11设在所述反馈叶片级24之后。具有上述冷却结构的汽轮机在实际应用中，如图2所示，补汽管道24’与交叉反馈通道20’在内缸3’内通过一个补汽腔27’相连，同时通过管道23’向通流内输入补汽和冷却汽。这样的结构在实际运行中往往产生很大的振动问题。如图3所示，汽轮机补汽通过补汽管道24’，由汽轮机两侧分两路经插管直接进入内缸3’补汽；由于内缸中分面结构，两路补汽分别进入内缸3’的两个独立的补汽腔27’。由于补汽阀的球腔结构和两侧管路设计的不同，两股补汽存在流量和压力差，补汽时会在两侧的管道23’和通流中产生激励和补汽流量不均的情况，从而导致汽轮机振动问题。专利CN201480046503.0公开了该振动问题的原因，并提供一种解决方案。该专利提供了一种在两侧补汽管路分别加装调节阀和振动检测探头的方案。如图5所示，汽轮机32的两个蒸汽供给管路35、36中分别设置第一阀33和第二阀34，当第一阀33和/或第二阀34出现振动时，使第一阀33朝关闭的方向调节，第二阀34朝打开的方向调节。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有补汽结构的汽轮机及其运行方法，通过优化内缸内部冷却管路及补汽结构，以全新的方式来解决汽轮机运行时补汽阀开启后的振动问题。为了达到上述目的，本专利技术的一个技术方案是提供一种具有补汽结构的汽轮机，包含外缸和内缸，一个有推力平衡活塞的转子旋转支承地装在所述内缸的内部，所述内缸与转子之间形成有蒸汽的流动通道，其中交替地布置转子的多个工作叶片和内缸的多个导向叶片形成多级叶片机组，所述内缸和外缸之间形成有供蒸汽流通的夹层；所述内缸和外缸之间的夹层包含补汽腔室，其与输送补汽到汽轮机的多路补汽管道相连通；所述补汽腔室与所述流动通道之间设有供蒸汽流通的连通管。可选地，所述补汽腔室为环状补汽腔。可选地，所述补汽腔室中越接近连通管的部位，对蒸汽的容纳空间越大。可选地，所述多级叶片机组包含第一设定叶片机组和第二设定叶片机组；所述转子和内缸之间设有密封腔室；所述汽轮机在内缸内部设有第一蒸汽通道，将第一设定叶片机组之后的通流，与形成在所述推力平衡活塞和内缸之间的一推力平衡活塞腔室连通；所述汽轮机还设有第二蒸汽通道，包含：将所述密封腔室与所述内缸和外缸之间夹层连通的管路，所述夹层及其补汽腔室，以及将夹层与第二设定叶片机组之后的通流连通的所述连通管。可选地，所述第二设定叶片机组在流动通道中处于第一设定叶片机组的下游。可选地，所述第一设定叶片机组对应流动通道中的第四叶片级，所述第二指定叶片机组对应流动通道中的第五叶片级。可选地，若干路所述连通管分布于内缸圆周。可选地，所述第一蒸汽通道在内缸中，先基本垂直于转子的轴向延伸，第一次转向后基本平行于轴向延伸，第二次转向后基本又垂直于轴向延伸；所述第二蒸汽通道中，将所述密封腔室与所述内缸和外缸之间夹层连通的管路基本垂直于转子的轴线延伸，将夹层与第二设定叶片机组之后的通流连通的连通管基本垂直于轴线延伸。可选地，多路所述补汽管道分别贯穿外缸，与所述补汽腔室连通。本专利技术的另一个技术方案是提供一种汽轮机的运行方法，适用于上述任意一种具有补汽结构的汽轮机：汽轮机的内缸和外缸具有的一个新汽输入通道，将新鲜蒸汽送入内缸内部的进汽腔，新鲜蒸汽从进汽腔出发进入内缸和转子之间的流动通道，并绕流各级叶片机组进行膨胀及冷却，以释放热能来带动转子旋转；通过汽轮机的内缸内设置的第一蒸汽通道，将蒸汽从多级叶片机组中的第一指定叶片机组之后的通流处，送到位于内缸与转子的推力平衡活塞之间的推力平衡活塞腔室，以产生一个反作用于转子推力的对向力；通过汽轮机设置的第二蒸汽通道，将蒸汽从转子和内缸之间的密封腔室，送到位于内缸和外缸之间夹层中的补汽腔室，来与外部通过多路补汽管道送入到所述补汽腔室的补汽混合，再经由设置于内缸的连通管返回到第二指定叶片机组之后的通流处继续做功。与现有技术相比，本专利技术所述具有补汽结构的汽轮机及其运行方法，具有以下优点：本专利技术使冷却结构中的蒸汽流向反向：现有冷却结构中的设计是从前一级叶片通流通过管路经内外缸夹层流进平衡活塞，然后经平衡活塞从内缸内部管路回到后一级叶片通流；本专利技术是从前一级叶片通流通过内缸内管路流进平衡活塞，然后回路经过内外缸夹层到达后一级叶片通流。本专利技术取消了原先设置在内缸内的补汽腔室和补汽阀管道进汽插管，改为在内外缸的夹层设置合适的补汽腔室（如环状补汽腔）。现有的补汽结构使补汽从补汽阀分两路流入汽缸通流，由于内缸中分面结构，两路补汽分别进入内缸的两个独立的补汽腔，这两股补汽存在流量和压力差，造成振动问题。而本专利技术使得补汽能够在内外缸之间混合，消除了流量和压力差，解决了补汽阀开启时的振动问题。相比于现有的补汽阀管路改造方案，本专利技术不需要高温调节阀和振动检测探头，成本更低；本专利技术也不需要设计专门的调节逻辑和方法，实施简单。现有的高温调节阀存在卡涩失本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有补汽结构的汽轮机，包含外缸（110）和内缸（120），一个有推力平衡活塞（140）的转子（130）旋转支承地装在所述内缸（120）的内部，所述内缸（120）与转子（130）之间形成有蒸汽的流动通道，其中交替地布置转子（130）的多个工作叶片（150）和内缸（120）的多个导向叶片（160）形成多级叶片机组，所述内缸（120）和外缸（110）之间形成有供蒸汽流通的夹层，其特征在于：所述内缸（120）和外缸（110）之间的夹层包含补汽腔室（220），其与输送补汽到汽轮机的多路补汽管道相连通；所述补汽腔室（220）与所述流动通道之间设有供蒸汽流通的连通管（230）。

【技术特征摘要】
1.一种具有补汽结构的汽轮机，包含外缸（110）和内缸（120），一个有推力平衡活塞（140）的转子（130）旋转支承地装在所述内缸（120）的内部，所述内缸（120）与转子（130）之间形成有蒸汽的流动通道，其中交替地布置转子（130）的多个工作叶片（150）和内缸（120）的多个导向叶片（160）形成多级叶片机组，所述内缸（120）和外缸（110）之间形成有供蒸汽流通的夹层，其特征在于：所述内缸（120）和外缸（110）之间的夹层包含补汽腔室（220），其与输送补汽到汽轮机的多路补汽管道相连通；所述补汽腔室（220）与所述流动通道之间设有供蒸汽流通的连通管（230）。2.如权利要求1所述具有补汽结构的汽轮机，其特征在于，所述补汽腔室（220）为环状补汽腔。3.如权利要求1或2所述具有补汽结构的汽轮机，其特征在于，所述多级叶片机组包含第一设定叶片机组和第二设定叶片机组；所述转子（130）和内缸（120）之间设有密封腔室（310）；所述汽轮机在内缸（120）内部设有第一蒸汽通道，将第一设定叶片机组之后的通流，与形成在所述推力平衡活塞（140）和内缸（120）之间的一推力平衡活塞腔室（340）连通；所述汽轮机还设有第二蒸汽通道，包含：将所述密封腔室（310）与所述内缸（120）和外缸（110）之间夹层连通的管路，所述夹层及其补汽腔室（220），以及将夹层与第二设定叶片机组之后的通流连通的所述连通管（230）。4.如权利要求3所述具有补汽结构的汽轮机，其特征在于，所述第二设定叶片机组在流动通道中处于第一设定叶片机组的下游。5.如权利要求3所述具有补汽结构的汽轮机，其特征在于，所述第一设定叶片机组对应流动通道中的第四叶片级，所述第二指定叶片机组对应流动通道中的第五叶片级。6.如权利要求3所述具有补...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡怡丰，陈钢，叶兴柱，程凯，
申请(专利权)人：上海电气电站设备有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31