一种高参数超超临界汽轮发电机组制造技术

本发明专利技术公开一种高参数超超临界汽轮发电机组，用一部镍基材料汽轮发电机和一部铁基材料汽轮发电机联合发电，来自锅炉高于620℃的蒸汽供镍基材料汽轮发电机发电，再将镍基材料汽轮发电机各汽缸的排汽（低于620℃）送入铁基材料汽轮发电机对应的汽缸，驱动铁基材料汽轮发电机发电。

【技术实现步骤摘要】
一种高参数超超临界汽轮发电机组
本专利技术属于火力发电领域，涉及一种高参数超超临界汽轮发电机组。
技术介绍
随着社会发展，人类对环境保护的要求越来越严格，对清洁高效燃煤机组的需要越来越强烈。为此，世界各大燃煤发电设备尤其是汽轮机制造厂家加快高效汽轮机技术的研究与应用。提高汽轮机效率最有效的手段之一就是提高汽轮机蒸汽参数，因此汽轮机也由亚临界(蒸汽温度538℃)、超临界（蒸汽温度566℃）发展到了超超临界（蒸汽温度600℃）。近年来世界各大电力设备制造厂家纷纷开展了高参数超超临界汽轮机的研究，即将蒸汽参数在600℃基础上进一步提高，已达到燃煤机组效率突破50%的目标。为此欧洲开展了“AD700”计划、日本开展了A-USC研发计划、我国也建立了700℃研发联盟。目的是研发蒸汽参数为35MPa/700℃/720℃的高效一次再热机组或参数为35MPa/700℃/720℃/720℃的高效二次再热机组。此类机组最主要特征在于汽轮机蒸汽温度超过650℃，达到700℃等级，甚至有可能超过750℃等级，在此温度下汽轮机高温部件将不能采用铁基材料，取而代之的是镍基耐高温材料。镍基材料已经在高温燃机、航空发动机中广泛应用，但其要广泛应用于大功率燃煤发电机组主要存在以下困难：1）镍基铸件或锻件大型化大功率燃煤机组汽轮机铸件或锻件一般达到或超过20吨，几何尺寸也较大，这导致镍基铸件和锻件毛坯在工艺上难以实现，而高温长时性能难以满足设计要求。为此，各大汽轮机制造厂家纷纷展开研究，提出了各种设计方案，主要设计思想是采用异种材料焊接技术，将镍基铸锻件与铁基铸锻件焊接为一体。基体完全不同的两种材料如何焊接，如何保证焊接性能成为难以攻克的世界难题，异种材料焊接也将导致机组成本上升，因焊接不良存在事故隐患。2）镍基材料的应用导致机组成本上升大型镍基铸锻件成本昂贵，按照目前市场评估一般高于250万人民币/吨，如何降低机组成本成为研究的一大重点。为此最典型、直接有效的方式就是减少主蒸汽和再热蒸汽高温管道用量。专利CN202100032U就提出了一种汽轮机布置方法，以便减少高温管道用量，降低成本。但是该方案将汽轮机整体置于高位，由于汽轮机整体重量较重，必然导致厂房设计难度变大，土建成本上升。如何降低高参数汽轮机技术难度和风险，降低汽轮机制造成本成为此类机组推广应用的瓶颈。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供一种高参数超超临界汽轮发电机组，用一部镍基材料汽轮发电机和一部铁基材料汽轮发电机联合发电，来自锅炉高于620℃的蒸汽供镍基材料汽轮发电机发电，再将镍基材料汽轮发电机的排汽（低于620℃）送入铁基材料汽轮发电机发电，从而有效地解决了上述问题。对于一次再热机组，其具体技术方案是：一种高参数超超临界汽轮发电机组，由两部相对独立的汽轮发电机A和B组合构成，所述汽轮发电机A的汽轮机包括高压缸、中压缸发电机；所述汽轮发电机B的汽轮机包括高压缸、中压缸、低压缸发电机；所述汽轮发电机A的工作蒸汽来自锅炉，蒸汽温度高于620℃，所述汽轮发电机B高压缸的工作蒸汽来自汽轮发电机A高压缸的排汽，所述汽轮发电机B中压缸的工作蒸汽来自汽轮发电机A中压缸的排汽；所述汽轮发电机A的汽轮机除汽缸的外缸以外，所有动、静部件用镍基材料制成；所述汽轮发电机B的汽轮机，所有动、静部件用铁基材料制成。进一步的，所述汽轮发电机A和B按高、低位重叠布置，汽轮发电机A居上，临近锅炉的蒸汽出口，以缩短供汽管道的长度，该供汽管道用镍基材料制成。进一步的，所述汽轮发电机A高压缸的排汽通过管道连通汽轮发电机B高压缸的进汽口，管道上设有排汽阀；所述汽轮发电机A中压缸的排汽通过管道连通汽轮发电机B中压缸的进汽口，管道上设有排汽阀；在机组甩负荷后，通过排汽阀将管道内的蒸汽排往再热器或凝汽器；所述管道用铁基材料制成。对于二次再热机组，其具体技术方案是：一种高参数超超临界汽轮发电机组，由两部相对独立的汽轮发电机A和B组合构成，所述汽轮发电机A的汽轮机包括超高压缸、高压缸、中压缸、发电机；所述汽轮发电机B的汽轮机包括超高压缸、高压缸、中压缸、低压缸、发电机；所述汽轮发电机A的工作蒸汽来自锅炉，蒸汽温度高于620℃，所述汽轮发电机B超高压缸的工作蒸汽来自汽轮发电机A超高压缸的排汽，所述汽轮发电机B高压缸的工作蒸汽来自汽轮发电机A高压缸的排汽；所述汽轮发电机B中压缸的工作蒸汽来自汽轮发电机A中压缸的排汽；所述汽轮发电机A的汽轮机除汽缸的外缸以外，所有动、静部件用镍基材料制成；所述汽轮发电机B的汽轮机，所有动、静部件用铁基材料制成。进一步的，所述汽轮发电机A和B按高、低位重叠布置，汽轮发电机A居上，临近锅炉的蒸汽出口，以缩短供汽管道的长度，该供汽管道用镍基材料制成。进一步的，所述汽轮发电机A超高压缸的排汽通过管道连通汽轮发电机B超高压缸的进汽口，管道上设有排汽阀；所述汽轮发电机A高压缸的排汽通过管道连通汽轮发电机B高压缸的进汽口，管道上设有排汽阀；所述汽轮发电机A中压缸的排汽通过管道连通汽轮发电机B中压缸的进汽口，管道上设有排汽阀；在机组甩负荷后，通过排汽阀将管道内的蒸汽排往再热器或凝汽器；所述管道用铁基材料制成。本专利技术的有益效果：由于采用镍基、铁基汽轮发电机联合结构，两机的汽缸采用管道连通，将镍基汽轮发电机的排汽供铁基汽轮发电机发电，这样，就把两机的蒸汽温度以620℃为界区别开来，满足各自的材料许用温度要求。铁基汽轮发电机是现有成熟机型，只需制造镍基汽轮发电机，不存在异种材料焊接问题，降低了制造难度，也避免了由此带来的事故隐患。附图说明图1是本专利技术一次再热机组的结构示意图图2是本专利技术二次再热机组的结构示意图具体实施方式实施例一一次再热机组参见图1，本高参数超超临界汽轮发电机组，由两部相对独立的汽轮发电机A和B组合构成，所述汽轮发电机A的汽轮机包括高压缸1、中压缸2作为原动机，驱动发电机3发电。所述汽轮发电机B的汽轮机包括高压缸4、中压缸5、低压缸6作为原动机，驱动发电机7发电。所述汽轮发电机A高压缸1的工作蒸汽是来自锅炉的高温高压蒸汽，蒸汽温度700℃，压力35MPa；中压缸2的工作蒸汽是来自锅炉再热器的高温中压蒸汽，蒸汽温度720℃，压力7.65MPa。所述汽轮发电机B高压缸4的工作蒸汽来自汽轮发电机A高压缸1的排汽，该排汽温度低于620℃，所述汽轮发电机B中压缸5的工作蒸汽来自汽轮发电机A中压缸2的排汽，该排汽温度低于620℃。中压缸5的排汽通过连通管进入低压缸6继续做功后排入凝汽器。所述汽轮发电机A高压缸1的排汽通过管10连通汽轮发电机B高压缸4的进汽口，管道10上设有排汽阀8；所述汽轮发电机A中压缸2的排汽通过管道11连通汽轮发电机B中压缸5的进汽口，管道11上设有排汽阀9；在机组甩负荷后，通过排汽阀8、9将管道10、11内的蒸汽排往再热器或凝汽器；所述管道10、11用铁基材料制成。所述汽轮发电机A的汽轮机除汽缸的外缸以外，所有动、静部件用镍基材料制成；所述汽轮发电机B的汽轮机，所有动、静部件用铁基材料制成。所述汽轮发电机A和B按高、低位重叠布置，汽轮发电机A居上，临近锅炉的蒸汽出口，以缩短供汽管道的长度，该供汽管道用镍基材料制成。汽轮发电机A通过其转子驱动发电机3发电。汽轮发电机B通过其转子驱动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高参数超超临界汽轮发电机组，由两部相对独立的汽轮发电机A和B组合构成，所述汽轮发电机A的汽轮机包括高压缸、中压缸、发电机；所述汽轮发电机B的汽轮机包括高压缸、中压缸、低压缸、发电机；其特征在于：所述汽轮发电机A的工作蒸汽来自锅炉，蒸汽温度高于620℃，所述汽轮发电机B高压缸的工作蒸汽来自汽轮发电机A高压缸的排汽，所述汽轮发电机B中压缸的工作蒸汽来至汽轮发电机A中压缸的排汽；所述汽轮发电机A的汽轮机除汽缸的外缸以外，所有动、静部件用镍基材料制成；所述汽轮发电机B的汽轮机，所有动、静部件用铁基材料制成。

【技术特征摘要】
1.一种高参数超超临界汽轮发电机组，由两部相对独立的汽轮发电机A和B组合构成，所述汽轮发电机A的汽轮机包括高压缸、中压缸、发电机；所述汽轮发电机B的汽轮机包括高压缸、中压缸、低压缸、发电机；其特征在于：所述汽轮发电机A的工作蒸汽来自锅炉，蒸汽温度高于620℃，所述汽轮发电机B高压缸的工作蒸汽来自汽轮发电机A高压缸的排汽，所述汽轮发电机B中压缸的工作蒸汽来自汽轮发电机A中压缸的排汽；所述汽轮发电机A的汽轮机除汽缸的外缸以外，所有动、静部件用镍基材料制成；所述汽轮发电机B的汽轮机，所有动、静部件用铁基材料制成。2.如权利要求1所述的高参数超超临界汽轮发电机组，其特征在于，所述汽轮发电机A和B按高、低位重叠布置，汽轮发电机A居上，临近锅炉的蒸汽出口，以缩短供汽管道的长度，该供汽管道用镍基材料制成。3.如权利要求1所述的高参数超超临界汽轮发电机组，其特征在于，所述汽轮发电机A高压缸的排汽通过管道连通汽轮发电机B高压缸的进汽口，管道上设有排汽阀；所述汽轮发电机A中压缸的排汽通过管道连通汽轮发电机B中压缸的进汽口，管道上设有排汽阀；在机组甩负荷后，通过排汽阀将管道内的蒸汽排往再热器或凝汽器；所述管道用铁基材料制成。4.一种高参数超超临界汽轮发电机组，由两部相对独立的汽轮发电机A和B组合构成，所述汽轮发...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓东，王建录，孙奇，范小平，王建伟，唐丽丽，侯明军，翟璇，王鑫，
申请(专利权)人：东方电气集团东方汽轮机有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51