一种高参数汽轮机深度调峰高压前轴封结构及冷却方法技术

本发明专利技术公开了一种高参数汽轮机深度调峰高压前轴封结构及冷却方法，属于汽轮机火电技术领域；该结构主要在于高压前轴封内缸段靠近高压前轴封外缸段的端部还设置有汽封圈，在汽封圈的内侧设置有漏汽接口，所述漏汽接口通过旁路管道引出，并在旁路管道上设置有截止阀；本发明专利技术与传统结构设计不同的是，在本结构的设计中采用了漏汽结构，并通过旁路管道将漏汽引出，而在高参数的汽轮机深度调峰的工况下，可以有效的调节漏汽的走向，并根据温度情况来控制漏汽与高压外缸的接触，从而能够有效的避免过高的温度对高压外缸造成不可逆的损伤，从而进一步的提升高压外缸的使用寿命。进一步的提升高压外缸的使用寿命。进一步的提升高压外缸的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种高参数汽轮机深度调峰高压前轴封结构及冷却方法


[0001]本专利技术涉及一种高参数汽轮机深度调峰高压前轴封结构及冷却方法，属于汽轮机火电


技术介绍

[0002]随着“双碳”目标的加速推进，能源转型势在必行，绿色能源在能源消费市场的占比日益提高，这对传统煤电机组的经济性和深度调峰技术提出了更高的要求，而提高火电机组的发电效率最有效的方法之一就是提升机组的进汽参数，随着火电技术的发展火电机组的进汽参数原来越高，高压缸(也包括二次再热机组的超高压缸)的前轴封漏汽温度也越来越高，尤其是深度调峰工况下，因机组滑压运行的压力大幅下降，而进汽温度下降不大，导致了高压前轴封漏汽温度急剧升高，从而导致高压内缸前轴封漏汽温度随之上升，这对高压外缸的运行造成了较大影响，如果随温度提升而升级材料等级，则会造成高压外缸的制造成本大幅提高。
[0003]当前，煤电机组的高压模块(二次再热机组的超高压模块)一般采用双层缸设计，高压内缸前轴封漏汽至高压内外缸夹层，该夹层的压力由高压缸排汽建立，高压内缸采用高合金铸钢，高压外缸采用适应温度等级相对低的常规合金铸钢(一般为Cr－Mo－V钢，运行温度上限约570℃)。如果机组设计参数提高至35Mpa/630℃以上，机组滑压运行时，当因调峰需求而降负荷至低于大约60％－70％THA时，高压前轴封漏汽温度降超过570℃，这就超出了高压外缸材料的适应范围。

技术实现思路

[0004]本专利技术的专利技术目的在于：针对上述存在的问题，提供一种高参数汽轮机深度调峰高压前轴封结构及冷却方法，用以提高汽轮机高压外缸、超高压外缸等高温部件的运行可靠性和寿命。
[0005]本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]一种高参数汽轮机深度调峰高压前轴封冷却方法，包括以下步骤：
[0007]S1、在高压前轴封内缸段的端部汽封圈内侧，设置漏汽接口，并通过旁路管道将漏汽引出至再热热段或与漏汽温度相匹配的回热抽汽管道，并在漏汽引出的外部管道上设置截止阀；
[0008]S2、汽轮机在额定工况运行时，截止阀关闭，高压前轴封内缸段漏汽直接漏入由高压外缸和高压内缸组成的夹层中，然后再漏入高压前轴封外缸段，最终进入轴封母管；此时，高压前轴封内缸段漏汽温度相对较低，高压外缸材料性能能够满足漏汽温度的需求；
[0009]S3、当机组深度调峰运行时，机组负荷下降，高压进汽室压力降低，利用高压进汽室参数和高压内外缸夹层压力，根据等焓温降计算得出最外圈汽封的出口温度；进一步判断出口温度是否高于高压外缸材料的许用温度。
[0010]进一步的，在步骤S3中，当出口温度高于高压外缸材料的许用温度时，开启截止
阀，将轴封漏汽引至再热热段或与漏汽温度相匹配的回热抽汽管道。
[0011]进一步的，在步骤S3中，在机组滑参数升负荷过程中，当出口温度低于高压外缸材料的许用温度时，关闭截止阀，高压前轴封内缸段漏汽直接漏入由高压外缸和高压内缸组成的夹层中。
[0012]进一步的，所述高压外缸的材料的许用温度不超过570℃。
[0013]进一步的，在步骤S3中，利用高压进汽压力、温度和高压排汽压力计算等焓温降，得出前轴封漏汽温度值并将其运用到控制逻辑中指导截止阀动作。
[0014]进一步的，为避免截止阀在启闭临界点频繁的动作，设置截止阀的延时动作逻辑。
[0015]进一步的，所述汽轮机为进汽参数不小于35Mpa/630℃的机组或全负荷运行区间高压前轴封漏汽温度高于高压外缸材料许用的机组。
[0016]进一步的，所述汽轮机为一次再热机组或二次再热机组。
[0017]一种高压缸前轴封结构，应用于上述的一种高参数汽轮机深度调峰高压前轴封冷却方法，包括高压外缸、高压内缸以及设置于高压内缸内的高压转子，所述高压外缸与高压内缸之间形成高压内外缸夹层，所述高压内缸与高压转子之间通过高压前轴封内缸段进行密封装配，所述高压外缸与高压转子通过高压前轴封外缸段进行密封装配，所述高压前轴封内缸段靠近高压前轴封外缸段的端部还设置有汽封圈，在汽封圈的内侧设置有漏汽接口，所述漏汽接口通过旁路管道引出，并在旁路管道上设置有截止阀。
[0018]进一步的，所述旁路管道连通至再热热段或与漏汽温度相匹配的回热抽汽管道。
[0019]综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：
[0020]本专利技术的一种高参数汽轮机深度调峰高压前轴封结构及冷却方法，与传统结构设计不同的是，在本结构的设计中采用了漏汽结构，并通过旁路管道将漏汽引出，而在高参数的汽轮机深度调峰的工况下，可以有效的调节漏汽的走向，并根据温度情况来控制漏汽与高压外缸的接触，从而能够有效的避免过高的温度对高压外缸造成不可逆的损伤，从而进一步的提升高压外缸的使用寿命。
附图说明
[0021]本专利技术将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
[0022]图1是本专利技术的结构示意图。
[0023]图中标记：1－高压外缸，2－高压内缸，3－高压转子，4－高压前轴封内缸段，5－汽封圈，6－高压前轴封外缸段，7－截止阀，T1－进汽温度，T2－出口温度，P1－进汽压力，P2－高压内外缸夹层压力。
具体实施方式
[0024]本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
[0025]本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
[0026]实施例1
[0027]一种高参数汽轮机深度调峰高压前轴封冷却方法，如图1所示，包括以下步骤：
[0028]S1、在高压前轴封内缸段4的端部汽封圈5内侧，设置漏汽接口，并通过旁路管道将漏汽引出至再热热段或与漏汽温度相匹配的回热抽汽管道，并在漏汽引出的外部管道上设置截止阀7；
[0029]S2、汽轮机在额定工况运行时，截止阀7关闭，高压前轴封内缸段4漏汽直接漏入由高压外缸1和高压内缸2组成的夹层中，然后再漏入高压前轴封外缸段6，最终进入轴封母管；此时，高压前轴封内缸段4漏汽温度相对较低，高压外缸1材料性能能够满足漏汽温度的需求；
[0030]S3、当机组深度调峰运行时，机组负荷下降，高压进汽室压力降低，利用高压进汽室参数(高压进汽时内的进汽压力P1以及进汽温度T1)和高压内外缸夹层压力P2，根据等焓温降计算得出最外圈汽封的出口温度T2；进一步判断出口温度T2是否高于高压外缸1材料的许用温度。
[0031]在本实施例中，作为尤其的说明，与传统结构设计不同的是，本设计中，在高压前轴封内缸段4的端部汽封圈5内侧，设置漏汽接口，也就是在高压前轴封内缸段4的端部设置有汽封圈5，在汽封圈5靠近高压前轴封内缸段4的内侧设置漏汽接口，在漏汽温度过高的情况下，也就是高于高压外缸1的材料的可用温度的情况下，打开截止阀7，而旁路管道相对于密封圈的作用，其内部本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高参数汽轮机深度调峰高压前轴封冷却方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、在高压前轴封内缸段的端部汽封圈内侧，设置漏汽接口，并通过旁路管道将漏汽引出至再热热段或与漏汽温度相匹配的回热抽汽管道，并在漏汽引出的外部管道上设置截止阀；S2、汽轮机在额定工况运行时，截止阀关闭，高压前轴封内缸段漏汽直接漏入由高压外缸和高压内缸组成的夹层中，然后再漏入高压前轴封外缸段，最终进入轴封母管；此时，高压前轴封内缸段漏汽温度相对较低，高压外缸材料性能能够满足漏汽温度的需求；S3、当机组深度调峰运行时，机组负荷下降，高压进汽室压力降低，利用高压进汽室参数和高压内外缸夹层压力，根据等焓温降计算得出最外圈汽封的出口温度；进一步判断出口温度是否高于高压外缸材料的许用温度。2.如权利要求1所述的一种高参数汽轮机深度调峰高压前轴封冷却方法，其特征在于：在步骤S3中，当出口温度高于高压外缸材料的许用温度时，开启截止阀，将轴封漏汽引至再热热段或与漏汽温度相匹配的回热抽汽管道。3.如权利要求2所述的一种高参数汽轮机深度调峰高压前轴封冷却方法，其特征在于：在步骤S3中，在机组滑参数升负荷过程中，当出口温度低于高压外缸材料的许用温度时，关闭截止阀，高压前轴封内缸段漏汽直接漏入由高压外缸和高压内缸组成的夹层中。4.如权利要求1所述的一种高参数汽轮机深度调峰高压前轴封冷却方法，其特征在于：所述高压外缸的材料的许用温度不超过570℃。5.如权利要求1所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：高展羽，谢林贵，许朋江，侯明军，谢明江，陈峰，谢峰，陈胜军，薛朝囡，乔朋博，郑卫东，何高祥，曹志华，
申请(专利权)人：华能浙江能源开发有限公司玉环分公司西安热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：