汽轮机多级汽缸间联合冷却系统技术方案

本发明专利技术涉及汽轮机冷却技术领域，尤其涉及一种汽轮机多级汽缸间联合冷却系统，包括前转子、前汽缸、后转子和后汽缸，前汽缸套设在前转子外部，前汽缸与前转子之间形成有第一待冷却区域，前汽缸设有向第一待冷却区域内引入冷却蒸汽的孔道；后汽缸套设在后转子外部，后汽缸与后转子之间形成有第二待冷却区域，第二待冷却区域通过管道与第一待冷却区域相连通，由管道将第一待冷却区域内的乏汽引入第二待冷却区域内。将前汽缸的冷却蒸汽冷却循环完成后的乏汽再利用，将其作为冷却蒸汽用于冷却后汽缸的第二待冷却区域，是乏汽能源梯级利用的有效方式，可避免后汽缸通流能力的损失，同时避免冷冲击对后汽缸和后转子造成寿命损伤。

Steam Turbine Multi-Stage Cylinder Cooling System

The invention relates to the technical field of steam turbine cooling, in particular to a multi-stage inter-cylinder combined cooling system of a steam turbine, including a front rotor, a front cylinder, a rear rotor and a rear cylinder. The front cylinder sleeve is arranged outside the front rotor, and a first cooling area is formed between the front cylinder and the front rotor. The front cylinder has a channel for introducing cooling steam into the first cooling area. Outside the rear rotor, a second cooling area is formed between the rear cylinder and the rear rotor. The second cooling area is connected with the first cooling area through the pipeline, and the exhaust steam in the first cooling area is introduced into the second cooling area by the pipeline. The reuse of the exhaust steam after the cooling cycle of the front cylinder is used as the second cooling area of the cylinder after cooling. It is an effective way to utilize the exhaust steam energy step by step. It can avoid the loss of the flow capacity of the rear cylinder and the life damage of the rear cylinder and the rear rotor caused by the cold shock.

【技术实现步骤摘要】
汽轮机多级汽缸间联合冷却系统
本专利技术涉及汽轮机冷却
，尤其涉及一种汽轮机多级汽缸间联合冷却系统。
技术介绍
冷却技术广泛应用于高温、高压蒸汽环境下汽轮机汽缸和转子设计。以单流布置为例，如图1和图2所示，为平衡通流级轴向推力，在转子1上设计有直径较高的平衡活塞10，平衡活塞10位于汽缸1内通流区域3的一侧，平衡活塞10所在区域转子轮盘受进汽高温和转子离心力的恶劣环境作用，通常需要通过冷却系统进行冷却，即在平衡活塞10与汽缸1之间形成待冷却区域4。现有技术中，采用向该待冷却区域4内通入高压低温的冷却蒸汽，冷却蒸汽可在高低压差的作用下在待冷却区域4内顺向流动，由此对其进行冷却，以使得该区域的蠕变寿命满足设计要求。所述冷却蒸汽的来源有外部引流和内部引流两种方式。如图1中箭头所示，外部引流是通过外部管道将冷却蒸汽引入本汽缸2的待冷却区域4内，冷却蒸汽的来源可以是锅炉加热蒸汽，或者是前汽缸的排汽，或者是本汽缸通流级间合适参数的蒸汽，亦或者是前汽缸排汽和本汽缸通流级间蒸汽二者的混参蒸汽。如图2中箭头所示，内部引流则是在汽缸2内开设孔道，从本汽缸2的通流级间将合适的低温蒸汽通过孔道引入本汽缸2的待冷却区域4内。上述冷却方式存在以下缺陷：从前汽缸排汽抽取蒸汽作为冷却蒸汽容易在待冷却区域4形成冷冲击，对汽缸2和转子1造成寿命损伤。从本汽缸2内通流区域3中抽取蒸汽作为冷却蒸汽会导致本汽缸2通流能力的损失。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种汽轮机多级汽缸间联合冷却系统，能够避免高品质蒸汽浪费，同时避免冷冲击对汽缸和转子造成寿命损伤，以克服现有技术的上述缺陷。为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种汽轮机多级汽缸间联合冷却系统，包括前转子、前汽缸、后转子和后汽缸，前汽缸套设在前转子外部，前汽缸与前转子之间形成有第一待冷却区域，前汽缸设有向第一待冷却区域内引入冷却蒸汽的孔道；后汽缸套设在后转子外部，后汽缸与后转子之间形成有第二待冷却区域，第二待冷却区域通过管道与第一待冷却区域相连通，由管道将第一待冷却区域内的乏汽引入第二待冷却区域内。优选地，管道上设有逆止阀。优选地，管道上设有节流装置。优选地，孔道在前汽缸内部延伸并与前汽缸的通流级相连通。优选地，孔道贯穿前汽缸并与外管路相连通，由外管路向孔道内输送冷却蒸汽。优选地，外管路上设有逆止阀。优选地，外管路上设有节流装置。优选地，前汽缸呈单流布置。优选地，后汽缸呈单流布置或双流布置。优选地，前转子上设有平衡活塞，第一待冷却区域位于平衡活塞与前汽缸之间。与现有技术相比，本专利技术具有显著的进步：本专利技术的汽轮机多级汽缸间联合冷却系统，后汽缸的第二待冷却区域通过管道与前汽缸的第一待冷却区域相连通，通过管道将第一待冷却区域内的乏汽引入第二待冷却区域内，即将前汽缸第一待冷却区域内的冷却蒸汽冷却循环完成后的乏汽再利用，将其作为冷却蒸汽用于冷却后汽缸的第二待冷却区域，由于从前汽缸第一待冷却区域引出的冷却蒸汽乏汽不参与本级汽缸做功，与传统从汽缸内部或外部需求合适冷却汽源相比，是乏汽能源梯级利用的有效方式，相较从后汽缸内部通流级间抽取蒸汽作为后汽缸的冷却蒸汽，能够有效避免后汽缸通流能力的损失和高品质蒸汽的浪费，为系统节约能量，提高经济性；相较从前汽缸排汽直接抽取蒸汽作为后汽缸的冷却蒸汽，从前汽缸第一待冷却区域引出的冷却蒸汽乏汽与后汽缸第二待冷却区域的温差更为接近，因此能够有效避免冷冲击对后汽缸和后转子造成寿命损伤。附图说明图1是现有技术中汽轮机冷却系统采用外部引流方式的示意图。图2是现有技术中汽轮机冷却系统采用内部引流方式的示意图。图3是本专利技术汽轮机多级汽缸间联合冷却系统一种实施方式的示意图。图4是本专利技术汽轮机多级汽缸间联合冷却系统另一种实施方式的示意图。其中，附图标记说明如下：1、转子10、平衡活塞2、汽缸3、通流区域4、待冷却区域11、前转子110、前转子的平衡活塞12、后转子21、前汽缸22、后汽缸31、前汽缸的通流区域41、第一待冷却区域42、第二待冷却区域具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本专利技术，而并非对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。此外，在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。如图3和图4所示，本专利技术的汽轮机多级汽缸间联合冷却系统的一种实施例。本实施例的汽轮机多级汽缸间联合冷却系统包括：前转子11、前汽缸21、后转子12和后汽缸22。其中，前汽缸21套设在前转子11外部，前转子11可绕轴线转动。前汽缸21与前转子11之间形成有需要进行冷却处理的第一待冷却区域41，前汽缸21设有向第一待冷却区域41内引入冷却蒸汽的孔道，通过该孔道向第一待冷却区域41内通入高压低温的冷却蒸汽，可以对该第一待冷却区域41处的前汽缸21和前转子11进行冷却。后汽缸22套设在后转子12外部，后转子12可绕轴线转动。后汽缸22与后转子12之间形成有需要进行冷却处理的第二待冷却区域42，通过向该第二待冷却区域42内通入冷却蒸汽，可以对该第二待冷却区域42处的后汽缸22和后转子12进行冷却。本实施例中，第二待冷却区域42通过管道与第一待冷却区域41相连通，由管道将第一待冷却区域41内的乏汽引入第二待冷却区域42内，即管道用于抽取第一待冷却区域41内冷却蒸汽的乏汽，并将抽取的乏汽送入第二待冷却区域42内，利用所述乏汽对第二待冷却区域42进行冷却。由此，将前汽缸21第一待冷却区域41内的冷却蒸汽冷却循环完成后的乏汽再利用，将其作为冷却蒸汽用于冷却后汽缸22的第二待冷却区域42，由于从前汽缸21第一待冷却区域41引出的冷却蒸汽乏汽不参与本级汽缸做功，与传统从汽缸内部或外部需求合适冷却汽源相比，是乏汽能源梯级利用的有效方式，相较从后汽缸22内部通流级间抽取蒸汽作为后汽缸22的冷却蒸汽，能够有效避免后汽缸22通流能力的损失和高品质蒸汽的浪费，为系统节约能量，提高经济性；相较从前汽缸21排汽直接抽取蒸汽作为后汽缸22的冷却蒸汽，从前汽缸21第一待冷却区域41引出的冷却蒸汽乏汽与后汽缸22第二待冷却区域42的温差更为接近，因此能够有效避免冷冲击对后汽缸22和后转子12造成寿命损伤。优选地，可以在连通后汽缸22第二待冷却区域42和前汽缸21第一待冷却区域41的管道上设置逆止阀。通过逆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种汽轮机多级汽缸间联合冷却系统，其特征在于，包括前转子(11)、前汽缸(21)、后转子(12)和后汽缸(22)，所述前汽缸(21)套设在所述前转子(11)外部，所述前汽缸(21)与所述前转子(11)之间形成有第一待冷却区域(41)，所述前汽缸(21)设有向所述第一待冷却区域(41)内引入冷却蒸汽的孔道；所述后汽缸(22)套设在所述后转子(12)外部，所述后汽缸(22)与所述后转子(12)之间形成有第二待冷却区域(42)，所述第二待冷却区域(42)通过管道与所述第一待冷却区域(41)相连通，由所述管道将所述第一待冷却区域(41)内的乏汽引入所述第二待冷却区域(42)内。

【技术特征摘要】
1.一种汽轮机多级汽缸间联合冷却系统，其特征在于，包括前转子(11)、前汽缸(21)、后转子(12)和后汽缸(22)，所述前汽缸(21)套设在所述前转子(11)外部，所述前汽缸(21)与所述前转子(11)之间形成有第一待冷却区域(41)，所述前汽缸(21)设有向所述第一待冷却区域(41)内引入冷却蒸汽的孔道；所述后汽缸(22)套设在所述后转子(12)外部，所述后汽缸(22)与所述后转子(12)之间形成有第二待冷却区域(42)，所述第二待冷却区域(42)通过管道与所述第一待冷却区域(41)相连通，由所述管道将所述第一待冷却区域(41)内的乏汽引入所述第二待冷却区域(42)内。2.根据权利要求1所述的汽轮机多级汽缸间联合冷却系统，其特征在于，所述管道上设有逆止阀。3.根据权利要求1所述的汽轮机多级汽缸间联合冷却系统，其特征在于，所述管道上设有节流装置。4.根据权利要求1所述的汽轮机多级汽缸间联合冷却系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾永丹，王海涛，华文祥，仪剑，
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