一种消除低压缸胀差、变形的温度控制系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及新能源发电应用技术领域，具体涉及一种消除低压缸胀差、变形的温度控制系统及其工作方法，通过引接对应温度工质水对低压内缸外壁分段进行冷却或加热，解决包括凝抽背、零功率、零进汽改造三种低压缸切除技术在内全工况范围的低压内缸内外壁温差大、胀差大、变形量大、结合面张口、缸体加强筋断裂乃至三种低压缸切除工况各级动叶鼓风损失摩擦起热导致的次末级、末级动叶超温、胀差超限、动静间隙变小碰摩振动等危及安全的问题，实现切断凝抽背或低压缸零出力改造后的冷却蒸汽及喷水减温，杜绝了汽机水冲击及叶片水蚀问题，优化设计、制造具有更小轴向通流间隙的高效率低压缸，实现机组运行安全与经济性提升。

A Temperature Control System and Method for Eliminating Differential Expansion and Deformation of Low Pressure Cylinder

The invention relates to the application technology field of new energy power generation, in particular to a temperature control system for eliminating the differential expansion and deformation of low pressure cylinder and its working method. By introducing corresponding temperature working fluid water, the outer wall of low pressure cylinder is cooled or heated in sections, and three low pressure cylinder cutting technologies, including condensation and withdrawal back, zero power and zero intake steam transformation, are solved in the inner and outer walls of low pressure cylinder in the full operating range. Large temperature difference, large expansion difference, large deformation, joint opening, cylinder reinforcement fracture and even three kinds of low-pressure cylinder cutting conditions at all levels of rotor blade blast loss friction heat caused by the SUB-LAST stage, the last stage rotor overtemperature, expansion difference over limit, dynamic and static clearance become smaller rubbing vibration and other safety hazards, to achieve cooling steam and water cooling after the retrofitting of condensing back or low-pressure cylinder zero output force, Du, The problems of turbine water impact and blade water erosion are eliminated, and the high efficiency low pressure cylinder with smaller axial clearance is optimized and manufactured to improve the operation safety and economy of the unit.

【技术实现步骤摘要】
一种消除低压缸胀差、变形的温度控制系统及方法
本专利技术涉及新能源发电应用
，具体涉及一种消除低压缸胀差、变形的温度控制系统及方法。
技术介绍
随着电源装机容量相对饱和，火电机组出力≤50％额定容量低负荷运行，乃至≤30％深度调峰将成为常态，开展火电灵活性改造实现深度调峰及热电解耦，是消纳新能源、提升可再生能源利用率的必由之路。目前行业主要的热电解耦技术包括：汽轮机低压双转子高背压改造、低压转子光轴改造、背压机改造、旁路供热、电锅炉、蓄热罐、低压缸切除技术等。其中，低压缸切除技术，现有技术中有华电电力科学研究院的凝抽背改造和西安热工研究院的低压缸近零功率改造技术。机组长期在≥50％额定容量的工况运行时，一般低压缸进汽温度约≥200℃，而低压内缸外壁温度接近低压缸排汽温度约≤35℃，存在低压内缸内外壁温差大问题，进而导致低压缸胀差大、变形量大。因此，虽然低压缸壁厚较高中压缸壁厚小、进汽参数低，但是低压缸胀差设计值乃至运行实际值较高中压缸胀差值大，所以厂家取较大的轴向通流间隙进行设计、制造，以牺牲经济性来确保机组运行安全性。也正是低压内缸内外壁温差大，导致低压缸变形量大、结合面张口大漏气、低压缸缸体加强筋经常断裂等问题。机组长期空负荷或≤50％额定容量低负荷运行时，煤耗高经济性差的同时，末几级叶片容易水蚀，由于蒸汽流量小，鼓风摩擦产生的热量不能带走，使汽轮机排汽温度升高，将会危及转子运行安全，低压缸胀差超限，同时低压缸受热变形量大易引起径向、轴向间隙变小而动静碰摩造成振动。机组长期在小容积流量工况或者无蒸汽流量工况下运行时，如现有技术中凝抽背改造、低压缸近零功率改造、低压缸零进汽改造的三种低压缸切除工况，存在各级动叶摩擦起热的鼓风损失，特别是次末级叶片、末级叶片鼓风摩擦严重而表现出摩擦起热超温的问题。鼓风摩擦产生的热量不能带走，使汽轮机排汽温度升高，将会危及转子运行安全，低压缸胀差超限，同时低压缸受热变形量大易引起径向、轴向间隙变小而动静碰摩造成振动。如上所述，机组长期空负荷或≤50％额定容量低负荷、小容积流量工况、无蒸汽流量工况运行，如现有技术中凝抽背改造、低压缸近零功率改造、低压缸零进汽改造三种低压缸切除技术运行机组，都面临冷却蒸汽少，漏入空气引起鼓风损失导致低压缸超温、胀差增大、变形等等问题，严重危及机组运行安全。即便是≥50％额定容量的安全经济负荷工况正常运行时，依然存在低压缸内外壁温差大导致胀差大、变形量大问题，危及机组运行安全，因此厂家取较大的轴向通流间隙进行设计、制造，以牺牲经济性来确保机组运行安全性。因此，亟需一种技术方案解决包括凝抽背、零功率、零进汽改造三种低压缸切除技术在内的全工况范围，低压内缸内外壁温差大、胀差大、变形量大、结合面张口、缸体加强筋断裂及低负荷乃至三种低压缸切除工况各级动叶鼓风损失摩擦起热，次末级、末级动叶超温、胀差超限、动静间隙变小碰摩振动等危及安全的问题，实现切断凝抽背或低压缸零出力改造后必需的冷却蒸汽及喷水减温系统的投入，杜绝喷水减温导致汽轮机水冲击及加剧叶片水蚀问题，进而优化设计、制造具有更小轴向通流间隙的高效率低压缸，实现机组运行安全与经济性提升。
技术实现思路
为此，本专利技术实施例提供一种消除低压缸胀差、变形的温度控制系统及方法，以解决上述问题。为了实现上述目的，本专利技术实施例提供如下技术方案：一种消除低压缸胀差、变形的温度控制系统，包括：除盐水箱，进口管道，除盐水泵，出口管道，第一除盐水调节阀、第二除盐水调节阀、除盐水母管，第一除盐水支管，第二除盐水支管，第三除盐水支管，凝汽器，第一凝结水管，凝结水升压泵，凝结水调节阀，凝结水母管，第二凝结水管，第三凝结水管，第四凝结水管，第五凝结水管，第六凝结水管，低压给水管，低温段混温水母管，中温段混温水母管，高温段混温水母管，反旋侧低温段混温水管，正旋侧低温段混温水管，反旋侧中温段混温水管，正旋侧中温段混温水管，反旋侧高温段混温水管，正旋侧高温段混温水管，所述进口管道和出口管道分别连接除盐水泵的进口和出口，所述第一凝结水管与凝结水升压泵进口连接，所述第二凝结水管连接于低温段轴封加热器上游，所述第三凝结水管与中温段三号低加出口连接，所述第四凝结水管与低温段四号低加出口连接，所述第五凝结水管与中温段四号低加出口连接，所述第六凝结水管与高温段四号低加出口连接，所述低压给水管连接除氧器。进一步的，还包括反旋侧低温段混温水管，正旋侧低温段混温水管，反旋侧中温段混温水管，正旋侧中温段混温水管，反旋侧高温段混温水管，正旋侧高温段混温水管上分别设置有多个调节阀。优选地，多个调节阀的上下游分别设置有前关断门和后关断门，并多个调节阀旁通连接有旁通门。这样，当多个调节阀损坏时，可以关闭与其连接的前关断门和后关断门并打开与其旁通连接的旁通门，此时便不会影响这个系统，方便换掉已经坏掉的调节阀。进一步的多个调节阀后面管道分别连接有反旋侧上缸混温水管，反旋侧上缸混温水环形管，反旋侧下缸混温水管，反旋侧下缸混温水环形管，低压内缸上下外缸对称布置的若干数量的喷水嘴，低压内缸，低压内缸内部腔室温度测点，低压内缸壁温测点。进一步的，优选的低压内缸内部腔室温度测点包括但不限于末级动叶入口蒸汽温度测点，末级静叶隔板入口蒸汽温度测点，末级回热抽汽腔室蒸汽温度测点，次末级回热抽汽腔室蒸汽温度测点，低压缸进汽腔室蒸汽温度测点。进一步的，优选的低压内缸壁温测点，按照低压内缸内壁温度、外壁温度、中壁温度三点同步测量的方式配置测点，测量部位包括但不限于末级隔板处低压内缸壁温测点，末级和次末级回热抽汽腔室分隔板处低压内缸壁温测点，首级回热抽汽腔室与低压缸进汽腔室分隔板处低压内缸壁温测点。进一步的，第一除盐水支管，第二除盐水支管，第三除盐水支管，第二凝结水管，第三凝结水管，第五凝结水管，第六凝结水管，低压给水管连接有第一隔离门，第一逆止门。进一步的，除盐水泵，凝结水升压泵，给水泵的入口连接有第二隔离门，出口连接有第三隔离门，第二逆止门。进一步的，凝结水母管连接有轴封加热器，一号低压加热器，二号低压加热器，三号低压加热器，四号低压加热器，除氧器。进一步的，轴封加热器，一号低压加热器，二号低压加热器，三号低压加热器，四号低压加热器入口连接有第四隔离门，出口连接有第五隔离门，并设置有旁路门，除氧器入口连接有第六隔离门。进一步的，出口管道，凝结水母管上分别设置有调节阀。优选地，调节阀的上下游分别设置有前关断门和后关断门，并调节阀旁通连接有旁通门。这样，当调节阀损坏时，可以关闭与其连接的前关断门和后关断门并打开与其旁通连接的旁通门，此时便不会影响这个系统，方便换掉已经坏掉的调节阀，进一步的，低温段混温水母管，中温段混温水母管，高温段混温水母管上分别设置有压力测点和温度测点。进一步地，所述低压内缸内部腔室温度测点，低压内缸壁温测点，温度测点设备选自热电阻、热电偶、就地金属温度计中的一种或多种。本专利技术还公开了一种消除低压缸胀差变形的温度控制方法，包括：汽轮机在低压缸未切除工况运行或者汽轮机在凝抽背改造、低压缸零出力改造、低压缸零进汽改造后的低压缸切除下的小容积流量工况及无蒸汽流量工况运行时；除盐水箱来水经过进口管道至除盐水泵入口，启动除盐水泵，除盐水经过出口管道，第一除盐水调节阀本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种消除低压缸胀差、变形的温度控制系统，其特征在于，所述温度控制系统包括，除盐水箱(1)、进口管道(2)、除盐水泵(3)、出口管道(4)、第一除盐水调节阀(5)、第二除盐水调节阀(6)、除盐水母管(7)、第一除盐水支管(8)、第二除盐水支管(9)、第三除盐水支管(10)、凝汽器(11)、第一凝结水管(12)、凝结水升压泵(13)、凝结水调节阀(54)、凝结水母管(14)、第二凝结水管(15)、第三凝结水管(16)、第四凝结水管(17)、第五凝结水管(18)、第六凝结水管(19)、低压给水管(20)、低温段混温水母管(23)、中温段混温水母管(24)、高温段混温水母管(25)，所述进口管道(2)和出口管道(4)分别连接除盐水泵(3)的进口和出口，所述第一凝结水管(12)与凝结水升压泵(13)进口连接，所述第二凝结水管(15)连接于低温段轴封加热器上游，所述第三凝结水管(16)与中温段三号低加出口连接，所述第四凝结水管(17)与四号低加出口连接，所述第五凝结水管(18)与四号低加出口连接，所述第六凝结水管(19)与四号低加出口连接，所述低压给水管(20)连接除氧器，所述温度控制系统还包括，反旋侧低温段混温水管(26)、正旋侧低温段混温水管(27)、反旋侧中温段混温水管(28)、正旋侧中温段混温水管(29)、反旋侧高温段混温水管(30)、正旋侧高温段混温水管(31)以及其上分别设置的多个调节阀(55、56、57、58、59、60)。...

【技术特征摘要】
1.一种消除低压缸胀差、变形的温度控制系统，其特征在于，所述温度控制系统包括，除盐水箱(1)、进口管道(2)、除盐水泵(3)、出口管道(4)、第一除盐水调节阀(5)、第二除盐水调节阀(6)、除盐水母管(7)、第一除盐水支管(8)、第二除盐水支管(9)、第三除盐水支管(10)、凝汽器(11)、第一凝结水管(12)、凝结水升压泵(13)、凝结水调节阀(54)、凝结水母管(14)、第二凝结水管(15)、第三凝结水管(16)、第四凝结水管(17)、第五凝结水管(18)、第六凝结水管(19)、低压给水管(20)、低温段混温水母管(23)、中温段混温水母管(24)、高温段混温水母管(25)，所述进口管道(2)和出口管道(4)分别连接除盐水泵(3)的进口和出口，所述第一凝结水管(12)与凝结水升压泵(13)进口连接，所述第二凝结水管(15)连接于低温段轴封加热器上游，所述第三凝结水管(16)与中温段三号低加出口连接，所述第四凝结水管(17)与四号低加出口连接，所述第五凝结水管(18)与四号低加出口连接，所述第六凝结水管(19)与四号低加出口连接，所述低压给水管(20)连接除氧器，所述温度控制系统还包括，反旋侧低温段混温水管(26)、正旋侧低温段混温水管(27)、反旋侧中温段混温水管(28)、正旋侧中温段混温水管(29)、反旋侧高温段混温水管(30)、正旋侧高温段混温水管(31)以及其上分别设置的多个调节阀(55、56、57、58、59、60)。2.如权利要求1所述的温度控制系统，其特征在于，所述多个调节阀(55、56、57、58、59、60)的上下游分别设置有前关断门(61)和后关断门(62)，所述多个调节阀(55、56、57、58、59、60)旁通连接有旁通门(63)。3.如权利要求1所述的温度控制系统，其特征在于，所述多个调节阀(55、56、57、58、59、60)下游管道分别连接有反旋侧上缸混温水管(32)、反旋侧上缸混温水环形管(33)、反旋侧下缸混温水管(34)、反旋侧下缸混温水环形管(35)、低压内缸上下外缸对称布置的若干数量的喷水嘴(36)、低压内缸(37)、低压内缸内部腔室温度测点(38)和低压内缸壁温测点(39)。4.如权利要求1所述的温度控制系统，其特征在于，所述第一除盐水支管(8)、第二除盐水支管(9)、第三除盐水支管(10)、第二凝结水管(15)、第三凝结水管(16)、第五凝结水管(18)、第六凝结水管(19)和低压给水管(20)分别都连接有第一隔离门(21)和第一逆止门(22)。5.如权利要求1所述的温度控制系统，其特征在于，所述除盐水泵(3)、凝结水升压泵(13)以及给水泵(46)的入口连接有第二隔离门(47)且出口连接有第三隔离门(48)和第二逆止门(49)。6.如权利要求1所述的温度控制系统，其特征在于，所述凝结水母管(14)连接有轴封加热器(40)、一号低压加热器(41)、二号低压加热器(42)、三号低压加热器(43)、四号低压加热器(44)以及除氧器(45)。7.如权利要求6所述的温度控制系统，其特征在于，所述轴封加...

【专利技术属性】
技术研发人员：张黎明，张津溪，
申请(专利权)人：张黎明，张津溪，
类型：发明
国别省市：河南,41