再热式汽轮机的一种暖机方法技术

采用中压缸系统的再热式汽轮机，其高压缸的前级是在中压缸起动时用高温蒸汽进行暖机，同时，高压缸的末级保持真空．而高温蒸汽通过中压缸汽室的进汽管的支管上的暖机阀送入．加热过数级之后的高温蒸汽到达末级组，并通过放汽阀和蒸汽管排入凝汽管中，高压缸前级用高温蒸汽进行强烈暖机以减小不匹配量．在中压缸起动时，用高温蒸汽对高压缸进行暖机，并用真空进行冷却．（*该技术在2006年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，特别是涉及到具有高压缸和中压缸并采用中压缸起动系统的再热式汽轮机的高压缸的暖机方法。常规的再热式汽轮机采用一种中压缸起动系统，中压缸是在高压缸内保持真空状态下起动。在达到预定的传送负荷之后(即在中压缸进汽调节阀完全开启之后)，逐渐开启高压缸的蒸汽调节阀，以达到额定负荷。高压缸的进汽流量受到节制，以免由于在真空中旋转的、低温的汽轮机叶片金属温度与流入高压缸的高压蒸汽温度的温差(不匹配量)而造成转子的热应力急剧增加。对这种不匹配量将参照图4加以说明。当中压缸起动时，再热蒸汽室的金属温度Tm1与再热蒸汽室内进汽温度Ts1(分别以曲线A与B表示)之间产生一个不匹配量t1。还需要确定到高压缸放汽前所需的时间，以便使产生的热应力低于允许值。如上所述，需要使金属温度迅速达到与其较大不匹配的蒸汽温度，同时，在一段长时间内速度和负荷必须提高。这点完全适用于高压缸的起动。高压缸起动时高压一级进汽汽温称为Ts2，如曲线C所示。根据常规技术得知，曲线E所示的高压一级的金属温度Tm2′与中压缸起动前的温度相同，因为根本没有进行暖机。所以当高压缸放汽时，高压一级处的不匹配量为△t2′，如图4所示。利用旁路截流阀控制中压缸起动蒸汽的再热式汽轮机的上述暖机方法，可以相对地加速高压缸入口处蒸汽调节阀的开启，并可缩短起动时间。然而常规方法并没有考虑采取任何措施来改善上述的不匹配量，所以也就没有能解决足以防止高压缸受热应力不利影响的问题。另一方面，例如在日本的No.2483/1985号专利中为采用中压蒸汽起动系统的再热式汽轮机推荐了一种常规的暖机方法。根据上述的再热式汽轮机的常规暖机方法，中压缸除进汽调节阀之外，还配备一个调节蒸汽流量的小口径旁路截流阀。在中压缸起动之前，调节蒸汽流量的旁路截流阀开启，并在达到预定的传送负荷之后，开启高压缸入口处的另一个蒸汽调节阀，此时，高压缸即起。动。本专利技术的目的是为采用中压缸起动系统的再热式汽轮机提供一种暖机方法，它可以减轻高压缸转子的热应力，从而缩短轮机的起动时间。装有一个高压缸和一个中压缸的，它首先采用中压缸起动，然后再高压缸起动的系统。本专利技术为此在中压缸起动时用高温蒸汽先对高压缸的前级组进行暖机，同时高压缸的末级组仍保持真空状态。本专利技术中的再热式汽轮机的暖机方法是在中压缸起动时间外部的高温蒸汽对高压缸的前级组进行暖机，以改善不匹配量和减小热应力，并将暖机用蒸汽排到高压缸之外，不使其到达在真空中旋转的末级组。当中压缸起动时，流入的蒸汽的热能不能带动高压缸转动，而高压缸只是慢车旋转，所以，由于与涡轮转子周围气体的摩擦而产生机械损失(鼓风损失)。经验得知，汽轮机叶片转动产生的鼓风损失量与其周围气体比重成正比，约正比于叶片长度的1.5次方，约正比于在同一转数下旋转的叶片的节圆直径的4次方。标准的再热式汽轮机的高压缸的叶片最长、且节圆直径大的末级叶片旋转所产生的鼓风损失量约为叶片最短、节圆直径小的第一级叶片的5倍。另一方面，从设计上考虑，末级旋转叶片的最高温度必须是额定负荷下的蒸汽温度。然而常有这种现象发生，即由于种种原因蒸汽送不进高压缸，不能使其慢车旋转，由于产生鼓风损失而使其温度远远高于上述最高设计温度，致使高压缸过热。为了减少这种鼓风损失，高压缸的末级和与其相靠近的几级必须保持真空状态。相反，包括叶片短、节圆直径小的第一级叶片在内的前级组所产生的鼓风损失并不太大，不足以使高压缸过热。如上所述，本专利技术的再热式汽轮机的暖机方法是在中压缸起动阶段将高压缸的暖机与真空冷却相结合起来。当包括高压缸第一级在内的前级组保持真空状态时，则前级组往往处于低温状态，为此，本专利技术决定对包括第一级在内的前级组进行暖机，而不是将其保持在真空状态，以减少不匹配量。真空冷却和加压暖机(通过进汽加压)这两种截然相反的要求可以通过将高压缸分成两个级组的办法来满足，即在前级组暖机之后，在分支管处抽真空将蒸汽排出高压缸之外，不使其进入高压缸的末级组。本专利技术可以减小涡轮转子的热应力，同时还可以缩短汽轮机高压缸起动时所需时间。所以本专利技术有利于改善汽轮机性能，提高其寿命，并能节省运行所需煤耗和各种辅助机械的能量。图1为本专利技术所涉及的再热式汽轮机部分实例的剖面图。图2为再热式汽轮机部分的实施例与整个系统简图的相互关系示意图。图3为与本专利技术中汽轮机的起动和停机有关的每个阀门的开、关状态图表。图4为本专利技术中的不匹配量与先有技术中的不匹配量的比较表。图5和图6分别为再热式汽轮机部分另外两个实施例的示意图。对本专利技术的最佳实例将参照附图进行介绍。图1为本专利技术的典型实施例，图2为包括图1所示实例的整个系统简图。过热器1中所产生的蒸汽通过主蒸汽管2、主蒸汽截止阀或带液压缸4的紧急切断阀3、蒸汽管5、带液压缸7的高压蒸汽流量调节阀6、蒸汽管8和进汽口9进入高压缸10中。旁路设备的构造将在下面介绍。过热器1中产生的蒸汽通过主蒸汽管2、蒸汽管15、带液压缸17的旁路蒸汽流量调节阀16、蒸汽管18和蒸汽管19进入再热器20中。一个带阀门执行机构13的止回阀12连接到高压缸10的排气管11上。止回阀12还通过一个连接管14接到蒸汽管18与蒸汽管19之间。再热器20中产生的蒸汽通过蒸汽管21、带液压缸30的旁路蒸汽流量控制阀31和蒸汽管32进入凝汽器54中。凝汽管54中的蒸汽凝结水再用凝结水泵(图中未示出)送回过热器1中。再热器20中产生的蒸汽通过蒸汽管21、蒸汽管22、带液压缸24的紧急切断阀门23、蒸汽管25、带液压缸27的中压蒸汽流量调节阀26、蒸汽管28和再热蒸汽室29进入 中压缸50中。再热式汽轮机的涡轮进汽阀由控制来自过热器1的高压蒸汽的流量控制阀6、紧急切断阀3、控制来自再热器20的中压蒸汽的流量控制阀26和紧急切断阀23构成。来自高压缸10的中间出口80的蒸汽，通过连接管82、蒸汽管84、带阀门执行机构86的放汽阀85和蒸汽管87进入凝汽器54中。中压缸50和低压缸52通过一个联轴器而构成一个整个的旋转体，然后带动高压缸10在相同转速下转动。当中压蒸汽控制阀26开启时，蒸汽通过蒸汽管28使中压缸50转动。在中压缸50中作过功的蒸汽通过连接管51进入低压缸52中，并在低压缸中继续膨胀，然后通过低压缸排汽室53进入凝汽器54。图1中，进入中压缸室中或再热蒸汽室29中的蒸汽主要部分通过连接管51进入低压缸52中，同时在中压缸级中进行膨胀。一部分蒸汽通过中压缸50的初级定子叶片210与汽封箱40之间的缝隙，并通过迷宫汽封42a与涡轮转子39之间的缝隙进入蒸汽室41中。一部分蒸汽通过汽封箱40上的孔101、内叶轮腔室201中的孔102、连接管103、外叶轮腔室301中的孔104、蒸汽管43和蒸汽管77进入暖机蒸汽阀75。由于排汽阀44完全关闭，当暖机蒸汽阀75适当开启时，蒸汽即通过蒸汽管74、外叶轮腔室301中的孔73、连接管72、高压内叶轮腔室201中的孔71和内叶轮腔室201内表面周围的槽70而进入高压缸10的高压一级10a中。这样，暖过几级之后的蒸汽到达末级10b，并通过完全开启的放汽阀85和蒸汽管87排入保持真空状态的凝汽器54中。迷宫汽封42a的设计使其齿数少于迷宫汽封42b的齿数。这是为了减少通过迷宫汽封42b流入蒸汽室本文档来自技高网...

【技术保护点】
具有高压缸（１０）和中压缸（５０）并首先起动中压缸（５０）然后起动高压缸（１０）的再热式汽轮机的暖机方法特点是：在中压缸（５０）起动时，用高温蒸汽对高压缸（１０）的前级组（１０ａ）进行暖机，同时，高压缸（１０）的末级组则保持真空状态。

【技术特征摘要】
JP 1985-4-12 76475/851.具有高压缸(10)和中压缸(50)并首先起动中压缸(50)然后起动高压缸(10)的再热式汽轮机的暖机方法特点是在中压缸(50)起动时，用高温蒸汽对高压缸(10)的前级组(10a)进行暖机，同时，高压缸(10)的末级组则保持真空状态。2.根据权利要求1，再热式汽轮机暖机方法的特点是使高压缸前级组(10a)升温的温蒸汽在到达末级组(10b)之前即排出高压缸(10)之外。3.根据权利要求1，再热式汽轮机暖机方法的特点是使高压缸(10)的前级组(10a)升温的高温蒸汽是在中压缸(50)起动之前或起动的同时送入，并在高压缸(10)起动之前停止送入该高温蒸汽。4.根据权利要求1，再热式汽轮机暖机方法的特点是暖机用的高温蒸汽由排汽阀(44)与中迷宫汽封(42...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿部正治，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]