单轴汽轮发电机组制造技术

一种单轴汽轮发电机组可以将主蒸汽管道和/或再热蒸汽管道的长度明显缩短，包括汽轮发电机和锅炉，其特点是，汽轮发电机设置在锅炉的过热器出口联箱的附近使得锅炉和汽轮机的连接管道足够短，汽轮发电机的标高至少应超过过热器出口联箱标高的50％以上，汽轮发电机采用弹性基础并由汽机房土建结构支撑。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及汽轮发电机组，尤其涉及单轴汽轮发电机组。
技术介绍
随着一次能源的价格不断提高，发电行业对火力发电厂中的汽轮发电机组的效率的追求越来越高，以降低发电厂的运行成本。其中提高汽轮发电机组的参数是提高其效率的主要手段。近20年来汽轮机进口的主蒸汽压力从17MPa的亚临界压力发展到目前的27MPa的超超临界压力，温度从538°C达到目前的600°C，再热蒸汽温度从538°C发展到 600°C。预计今后10年的下一代火电机组的主蒸汽压力将达到35MPa，温度将达到700°C， 再热蒸汽温度将达到720V。随着蒸汽参数的提高，对火电机组的材料提出越来越高的耐高温和抗腐蚀的要求。其中连接锅炉和汽轮机的主蒸汽管道、再热蒸汽管道的材料从普通的合金钢发展到高Cr的铁素体合金钢，预计用于700°C、720°C蒸汽参数的下一代火电机组的主蒸汽和再热蒸汽管道将采用镍基合金。管道材料等级的提高带来管道价格大幅上升。目前600°C等级的超超临界火电机组的管道材料占机组的成本约6. 8%，将来700°C的下一代火电机组的管道材料单价可能提高5倍以上，这样高的管道价格对700°C下一代机组的商业运行可行性带来很大的问题。汽轮发电机组为发电厂的主要设备，通常包括锅炉、汽轮机、发电机。其工作原理是锅炉燃烧产生的蒸汽进入汽轮机做功，使得汽轮机旋转，汽轮机与发电机相连带动发电机旋转，发电机旋转输出电能。常规单轴汽轮发电机组由锅炉、汽轮机和发电机组成。单轴汽轮发电机组主要有一次再热机组和二次再热机组两种类型。现有的一次再热机组的锅炉有Π型锅炉和塔式锅炉两种，一般包括省煤器、水冷壁、过热器和再热器。汽轮机一般包括高压缸、中压缸和若干个低压缸等汽缸；汽轮发电机中的汽轮机的各汽缸和发电机在同一轴系上。如图1所示，锅炉1(外围配置有煤仓间15、 除氧间16)和汽轮发电机14之间的连接管道有主蒸汽管道112，冷再热蒸汽管道IM和热再热蒸汽管道123。汽轮发电机14中的汽轮机和发电机布置在通常的标高为Urn 17m的汽机房运转层，汽轮机配置有凝汽器13。锅炉的过热器11的过热器出口联箱110，再热器 12的进出口联箱122、121布置在锅炉1的上部，如1000MW锅炉一般为80m 90m左右。因此锅炉1的出口和汽轮机的进口的标高相差较大，加上各管道的水平布置长度，机炉之间的主蒸汽管道112和再热蒸汽管道123、124的长度较大。以1000MW机组塔式锅炉为例，锅炉过热器出口联箱与汽轮机高压缸之间的每根主蒸汽管道长度约为150m，且机组间的主蒸汽管道一般由走向相似的4根或2根管道组成，可见主蒸汽管道的总量较大。同样地，汽轮机高压缸至锅炉再热器进口联箱的冷再热蒸汽管道的每根长度约为160m，锅炉再热器出口联箱与汽轮机中压缸进口的热再热蒸汽管道的也有约170m。冷再热蒸汽管道和热再热蒸汽管道也由走向相似的4根或2根管道组成，再热蒸汽管道的总量也较大。现有的二次再热机组的锅炉有Π型锅炉和塔式锅炉两种，一般包括省煤器、水冷壁、过热器、一次再热器、二次再热器；汽轮机一般包括高压缸、第一中压缸、第二中压缸和若干个低压缸等汽缸；汽轮机的各汽缸和发电机在同一轴系上。锅炉和汽轮机之间的连接管道有主蒸汽管道，一次冷再热蒸汽管道、一次热再热蒸汽管道、二次冷再热蒸汽管道、二次热再热蒸汽管道。汽轮机和发电机布置在通常标高为iaii 17m的汽机房运转层。锅炉的过热器出口联箱，一次再热器、二次再热器的进出口联箱布置在锅炉的上部，如600MW锅炉一般为70m 80m左右。因此锅炉的出口和汽轮机的进口的标高相差较大，加上各管道的水平布置长度，机炉之间的主蒸汽管道和再热蒸汽管道的长度较大。以600MW机组塔式锅炉为例，锅炉过热器出口联箱与汽轮机高压缸之间的每根主蒸汽管道长度约为130m，且机组间的主蒸汽管道一般为走向相似的4根或2根管道组成，可见主蒸汽管道的总量较大。 同样地，汽轮机高压缸至锅炉一次再热器进口联箱的一次冷再热蒸汽管道的每根长度约为 130m，锅炉一次再热器出口联箱与汽轮机第一中压缸进口的一次热再热蒸汽管道的也有约 130m，汽轮机第一中压缸至锅炉二次再热器进口联箱的二次冷再热蒸汽管道的每根长度约为140m，锅炉二次再热器出口联箱与汽轮机第二中压缸进口的二次热再热蒸汽管道的也有约140m。一次和二次冷再热蒸汽管道及热再热蒸汽管道也由走向相似的4根或2根管道组成，可见一次和二次再热蒸汽管道的总量很大。锅炉和汽轮机之间的高温高压管道材料的价格的上升的原因之一是随着蒸汽压力和温度的提高，管道单价上升；原因之二是高参数的机组基本上都是大容量的机组，机组容量越大，锅炉越高，锅炉的接口位置——主蒸汽出口联箱和再热蒸汽进出口联箱的标高越高，锅炉房和汽机房的体积越大，而汽轮机的布置高度增加很少，因此机炉连接的管道的两端——锅炉侧和汽轮机侧的距离越来越远，主蒸汽和再热蒸汽管道的长度越来越长。对于二次再热机组，比一次再热机组增加了一套机炉连接管道，即增加了二次冷再热蒸汽管道和二次热再热蒸汽管道，因此管道的成本更高。虽然二次再热机组的效率较一次再热机组高，但是增加的效率如不能补偿管道成本和锅炉汽轮机成本的提高，则二次再热机组在经济上并不占优势。这也是世界上绝大部分现代化的超临界和超超临界机组都是一次再热机组的主要原因。因此，如果缩短主蒸汽和再热蒸汽管道的长度成为一项重要课题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供单轴汽轮发电机组，其可以将主蒸汽管道和/或再热蒸汽管道的长度明显缩短。为实现所述目的的单轴汽轮发电机组，包括汽轮发电机和锅炉，其特点是，汽轮发电机设置在锅炉的过热器出口联箱的附近，使得锅炉和汽轮机的连接管道足够短，汽轮发电机的标高至少超过过热器出口联箱标高的50%以上，汽轮发电机采用弹性基础并由汽机房土建结构支撑。所述的单轴汽轮发电机组，其进一步的特点是，汽轮发电机中的汽轮机为一次再热汽轮机，锅炉对应地为一次再热锅炉，锅炉过热器出口联箱和汽轮机高压缸进汽口通过主蒸汽管道相连，汽轮机高压缸排汽口和锅炉再热器进口联箱通过冷再热蒸汽管道相连， 锅炉再热器出口联箱和汽轮机中压缸通过热再热蒸汽管道相连。所述的单轴汽轮发电机组，其进一步的特点是，汽轮发电机中的汽轮机为二次再热汽轮机，锅炉对应地为二次再热锅炉，锅炉过热器出口联箱和汽轮机高压缸进汽口通过主蒸汽管道相连，汽轮机高压缸排汽口和锅炉一次再热器进口联箱通过一次冷再热蒸汽管道相连，锅炉一次再热器出口联箱和汽轮机第一中压缸通过一次热再热蒸汽管道相连，汽轮机第一中压缸排汽和锅炉二次再热器进口联箱通过二次冷再热蒸汽管道相连，锅炉二次再热器出口联箱和汽轮机第二中压缸通过二次热再热蒸汽管道相连。所述的单轴汽轮发电机组，其进一步的特点是，汽轮机为湿冷汽轮机或间接空冷汽轮机，汽轮机的低压缸和冷凝器分离，并用排汽管相连。所述的单轴汽轮发电机组，其进一步的特点是，汽轮机为直接空冷汽轮机，汽轮机的低压缸高于汽轮机的冷凝器。所述的单轴汽轮发电机组，其进一步的特点是，汽轮机为凝汽式汽轮机或抽凝式汽轮机。所述的单轴汽轮发电机组，其进一步的特点是，锅炉为无再热锅炉，汽轮发电机中的汽轮机为无再热汽轮机。所述的单轴汽轮发电机组，其进一步的特点是，所述锅炉为Π本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．单轴汽轮发电机组，包括汽轮发电机和锅炉，其特征在于，汽轮发电机设置在锅炉的过热器出口联箱的附近，使得锅炉和汽轮机的连接管道足够短，汽轮发电机的标高至少超过过热器出口联箱标高的５０％以上，汽轮发电机采用弹性基础并由汽机房土建结构支撑。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：叶勇健，林磊，申松林，陈仁杰，施刚夜，
申请(专利权)人：中国电力工程顾问集团华东电力设计院，
类型：发明
国别省市：31