一种高效超超临界一次再热机组的汽轮机分缸结构制造技术

本发明专利技术公开了一种高效超超临界一次再热机组的汽轮机分缸结构，包括高参数模块和低参数模块；所述高参数模块包括一级中压缸；所述低参数模块包括二级中压缸，高参数模块和低参数模块通过联通管连通。本发明专利技术的好处是对超超临界一次再热机组形成分轴分缸布置，能够减少耐650℃高温材料的应用，缩短蒸汽管道的长度，减小主蒸汽管道和再热蒸汽系统压降，有效降低机组热耗。机组热耗。机组热耗。

【技术实现步骤摘要】
一种高效超超临界一次再热机组的汽轮机分缸结构


[0001]本专利技术涉及超超临界再热机组
，尤其是涉及一种高效超超临界一次再热机组的汽轮机分缸结构。

技术介绍

[0002]随着煤电节能减排事业的深入发展，高参数发电技术被日益重视，已成为世界范围的研究与开发热点。近20年来，我国燃煤发电机组主汽参数由亚临界（16.7MPa，535℃）逐渐发展到超临界（24.2MPa，566℃）、再到超超临界（25MPa，600℃）、再到高参数二次再热超超临界，主汽温度最高达到615℃，再热温度最高达到630℃。650℃高效超（超）临界燃煤发电技术是现阶段根本性降低机组整体能耗水平、实现机组跨代升级和煤电高效清洁化的关键性技术，相比当前超超临界煤电技术，效率大幅提升，CO2排放量大幅下降，对实现我国“3060”双碳目标具有重要作用。
[0003]汽轮机以蒸汽为工质，将热能转化为机械能，为发电厂发电提供机械能。常规一次再热机组的单轴汽轮发电机组如现有中国专利文献中所公开的布置方式所示，其专利号为CN 2015210033533于2016年4月6日授权公告的一种660MW等级一次中间再热抽汽式汽轮机机组，包括从右到左依次顺列设置的前轴承箱、高中压缸、轴承箱、低压缸。
[0004]常规一次再热机组的主蒸汽、高温再热蒸汽温度分别为600℃和620℃，但650℃高效超超临界机组的主蒸汽、高温再热蒸汽温度都将提升至650℃，此时常规汽机缸体、转子所采用的材料和高温管材A335P92均已无法满足650℃高温要求，需升级成为特制的高温材料。而受限于高温材料的研发难度、制造环节、制造能力、制造工艺等因素，适用于650℃的高温材料价格昂贵，且主机制造难度非常大。

技术实现思路

[0005]本专利技术为了克服现有技术中的上述不足，提供了一种高效超超临界一次再热机组的汽轮机分缸结构，对超超临界一次再热机组采用分轴分缸布置，能够减少耐650℃高温材料的应用，减小蒸汽管道的长度，减少主蒸汽管道和再热蒸汽系统压降，有效降低机组热耗。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种高效超超临界一次再热机组的汽轮机分缸结构，包括高参数模块和低参数模块；所述高参数模块包括一级中压缸；所述低参数模块包括二级中压缸，高参数模块和低参数模块通过联通管连通。
[0007]常规1000MW超超临界一次再热机组的单轴汽轮发电机组，即一个高压缸、一个中压缸、两个低压缸和发电机串联布置在同一根轴上，通常布置在常规汽机房的运转层上。本申请将超超临界一次再热汽轮发电机组分为高参数模块和低参数模块，并分轴布置，将传统超超临界汽轮机的一个中压缸，拆分成了一个一级中压缸和一个二级中压缸，二级中压缸不涉及650℃高温材料，可减小一级中压缸内缸高温材料铸件的尺寸，缩小一级中压缸转
子高温材料锻件的吨级；能够避免中压缸整体布置在高位所产生的中压缸至低压缸之间的大口径薄壁厚的联通管尺寸过长的问题；减少主蒸汽管道和再热蒸汽系统压降，有效降低机组热耗；减少650℃高温管道现场焊接焊缝数量。
[0008]作为优选，低参数模块还包括两个低压缸，两个低压缸与二级中压缸之间设有联通管。二级中压缸和低压缸之间通过大口径薄壁厚的联通管联通，将二级中压缸、低压缸和发电机串联低位布置，能够避免如现有技术中只有低压缸和发电机单轴布置时，高位布置的高压缸和低位布置的低压缸之间的大口径薄壁厚的联通管过长的问题，以及与之带来的设计和布置难题。
[0009]作为优选，高参数模块还包括高压缸、一级中压缸和一号发电机。高压缸与一级中压缸、一号发电机单轴布置，能够避免只有高压缸和发电机单轴布置时转动惯量过大，而引发机组振动和不平衡运行的问题。
[0010]作为优选，低参数模块包括二号发电机，二级中压缸和两个低压缸依次串联，二级中压缸与两个低压缸、二号发电机单轴布置。实现低参数模块的可靠设置。
[0011]作为优选，一级中压缸的缸体和转子采用耐650℃高温的镍铁基合金制成。本申请中二级中压缸按一级中压缸排汽参数选用常规材料制成，而一级中压缸采用能够耐650℃材料制成，相比传统一个中压缸设置的形式，一级中压缸的体积小，耐650℃高温材料用量少，能够减小生产成本。对于650℃级汽轮机关键部件尤其是高温转子，国内外研究相对较少，受制于冶炼及锻造水平，目前仅SAAR和JSW能制造出10吨的转子锻件，对于成分复杂的钢种或高温合金，重达40吨以上的大型转子锻件的制造难度很大，合格率很低，因此目前国内外均没有成熟的650℃级转子技术方案和产品。而中压缸分缸结构，则可以有效缩短650℃中压缸转子的长度，降低转子锻件难度，提高合格率和降低制造成本。
[0012]作为优选，高参数模块布置在半高位汽机房。高参数模块布置于半高位汽机房，可大大减少主蒸汽管道和再热蒸汽管道的管道长度。对比超超临界机组的常规低位布置，可将主蒸汽管道压降由5%降低至2%，热耗降低约10kJ/kW.h；再热压降由10%降低至约4%，热耗降低约25kJ/kW.h，可见降低再热系统的阻力具有较高的经济性。
[0013]作为优选，低参数模块布置在低位汽机房。
[0014]作为优选，低参数模块与高参数模块分轴布置。利于低参数模块和高参数模块的不同机房布置。
[0015]本专利技术的有益效果是：1）二级中压缸不涉及耐650℃高温材料，可减小一级中压缸内缸高温材料铸件的尺寸，缩小一级中压缸转子高温材料锻件的吨级；2）可避免中压缸整体布置在高位所产生的中压缸至低压缸之间的大口径薄壁厚的联通管尺寸过长的问题；3）减少主蒸汽管道和再热蒸汽系统压降，有效降低机组热耗；4）减少650℃高温管道现场焊接焊缝数量。
附图说明
[0016]图1是本专利技术中高参数模块的结构示意图。
[0017]图2是图1的俯视图。
[0018]图3是本专利技术中低参数模块的结构示意图。
[0019]图4是图3的俯视图。
[0020]图中：高压缸1 一级中压缸2 二级中压缸3 两个低压缸4 一号发电机5 二号发电机6。
具体实施方式
[0021]下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行进一步的描述。
[0022]实施例1：如图1到图4所示，一种高效超超临界一次再热机组的汽轮机分缸结构，包括高参数模块和低参数模块；高参数模块与低参数模块通过管道连通，低参数模块与高参数模块分轴布置。高参数模块布置在半高位汽机房。低参数模块布置在低位汽机房。高参数模块包括从左到右依次设置的高压缸1、一级中压缸2和一号发电机5；高压缸1与一级中压缸2、一号发电机5单轴布置。低参数模块包括从左到右依次设置的二级中压缸3、两个低压缸4和二号发电机6。二级中压缸3与两个低压缸4之间设有连通的联通管。二级中压缸3和两个低压缸4同轴设置并依次串联。二级中压缸3、两个低压缸4和二号发电机6单轴布置。一级中压缸2的缸体和转子采用耐650℃高温的镍铁基合金制成。二级中压缸3按一级中压缸排汽参数选用常规材料制成。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高效超超临界一次再热机组的汽轮机分缸结构，其特征是，包括高参数模块和低参数模块；所述高参数模块包括一级中压缸；所述低参数模块包括二级中压缸，高参数模块和低参数模块通过联通管连通。2.根据权利要求1所述的一种高效超超临界一次再热机组的汽轮机分缸结构，其特征是，所述低参数模块包括两个低压缸，两个低压缸与二级中压缸之间设有联通管。3.根据权利要求1所述的一种高效超超临界一次再热机组的汽轮机分缸结构，其特征是，所述高参数模块还包括高压缸、一级中压缸和一号发电机，高压缸与一级中压缸、一号发电机单轴布置。4.根据权利要求2所述的一种高效超超临界一次再热机组的汽轮机分缸结构，其特征是，所述低参数模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈青，徐红波，解永刚，陈胜军，赵云龙，郑卫东，薛朝囡，吴骅鸣，刘炳俊，沈小飞，
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：