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超超临界1300MW等级汽轮机

阅读：864发布：2021-03-01

IPRDB可以提供超超临界1300MW等级汽轮机专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型提供一种超超临界1300MW等级汽轮机，其包括：一高压缸，所述高压缸内设有高压转子，所述高压缸进汽温度为600℃-625℃，所述高压缸进汽压力为28-30MPa；一中压缸，所述中压缸内设有中压转子，所述中压缸再热进汽温度为610-635℃；二个或三个低压缸，所述低压缸内设有低压转子，所述低压缸的排汽压力为3.6-11.8kPa；所述高压缸、中压缸、低压缸依次排列连接，所述高压转子、中压转子、低压转子通过联轴器依次同轴连接。该汽轮机对应于现有的超超临界汽轮机技术，其单位千瓦造价、发电热耗和煤耗可同步降低，具有较高的性价比和市场前景。，下面是超超临界1300MW等级汽轮机专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种超超临界1300MW等级汽轮机，其特征在于，其包括：一高压缸，所述高压缸内设有高压转子，所述高压缸进汽温度为600℃-625℃，所述高压缸进汽压力为28-30MPa；

一中压缸，所述中压缸内设有中压转子，所述中压缸再热进汽温度为610℃-635℃；

二个或三个低压缸，所述低压缸内设有低压转子，所述低压缸的排汽压力为

3.6-11.8KPa；

所述高压缸、中压缸、低压缸依次排列连接，所述高压转子、中压转子、低压转子通过联轴器依次同轴连接。

2.根据权利要求1所述的超超临界1300MW等级汽轮机，其特征在于：所述高压缸为单流缸，所述中压缸、低压缸为双流缸。

3.根据权利要求1所述的超超临界1300MW等级汽轮机，其特征在于：所述高压缸为双层缸，所述高压缸的外缸由前后两个圆筒型缸体通过轴向螺栓连接而成。

4.根据权利要求1所述的超超临界1300MW等级汽轮机，其特征在于：所述高压缸、中压缸、低压缸为单轴承支撑。

5.根据权利要求1所述的超超临界1300MW等级汽轮机，其特征在于：所述高压转子、中压转子包括进汽段和排汽段两部分，所述进汽段采用9%Cr或10%Cr材料，所述排汽段采用CrMoV材料，所述进汽段与所述排汽段焊接。

6.根据权利要求1所述的超超临界1300MW等级汽轮机，其特征在于：所述高压缸、中压缸上的高温部件均为600-625℃铁素体材料。

7.根据权利要求1所述的超超临界1300MW等级汽轮机，其特征在于：所述高压转子、中压转子、低压转子的轴承座落地支撑。

8.根据权利要求1所述的超超临界1300MW等级汽轮机，其特征在于：所述高压转子、中压转子、低压转子上的叶片为3D全弯扭叶片。

说明书全文

超超临界1300MW等级汽轮机

技术领域

[0001] 本实用新型涉及一种汽轮机，特别是涉及一种高效率的超超临界1300MW等级汽轮机。

背景技术

[0002] 电力已经成为世界经济和人类生存的支柱。根据地球的资源状况，燃煤发电在电力工业的主导地位在很长时间内不会发生根本转变，推进洁净燃煤发电技术的发展，提高电站效率，节约资源，减少排放是燃煤发电技术和产品的基本发展方向。无论发电机组使用的一次能源是燃煤、核能还是燃汽，只要使用蒸汽作为能量转换的工质，汽轮机均承担将蒸汽热能转换为机械功的功能，因而汽轮机是决定整个电厂性能的最重要的发电设备之一。

[0003] 由于环保和节能的呼声越来越高，煤价和碳排放费已经成为决定汽轮机性价比的两个关键因素，这两个因素大幅度提高了高参数大容量汽轮机的价值，大功率汽轮机已成为汽轮机发展的一个主要方向。而且由于结构、材料等因素的影响，大功率汽轮机的发展往往会受到一定的限制，目前世界上最大功率汽轮机位为1100MW汽轮机，影响汽轮机功率大小的因素很多，主要是由进出汽轮机的蒸汽焓降及汽轮机效率决定。

[0004] 如上海外高桥第三发电责任有限公司2×1000MW机组是采用高参数并应用热力系统优化技术取得显著节能减排效益的一个典型案例，运行效率达到了当今世界最高水平。配合蒸汽高参数，该电厂推出一系列新的节能减排技术：通过提高锅炉燃烧效率、降低锅炉汽水压损及烟汽阻力、降低厂用电率、利用烟汽余热、冷端优化降低背压、选配高效率的给水泵汽轮机、启动前的旁路冲洗等优化技术，使汽轮机的供电煤耗累计降低4%，2010年该电厂超超临界汽轮机折算的发电煤耗可达到268g/kW·h，为当年世界最高水平。

[0005] 由上述描述可知，提高汽轮机运行效率是增大汽轮机功率的一个有效途径，而提高汽轮机效率常用的方法是采用新材料来提高蒸汽进汽温度。如欧盟及日本研究新的材料镍基合金材料，采用这种镍基合金材料虽然可以进一步承受更高的温度，但镍基合金材料的成本很高，而且汽轮机主要部件的一系列关键制造工艺技术（如大型铸锻件、焊接转子）尚在研究阶段，近期尚不能在产品中应用。可见铁素体材料仍是当前阶段汽轮机应用的主要材料，目前常用的铁素体材料为600℃和625℃以上两个温度等级，但现有超超临界一次再热机组的最高设计温度仍为27MPa/600℃/600℃，铁素体材料的潜力在现有产品技术中尚未完全体现。因此如何进一步提升采用铁素体材料制造的汽轮机的功率容量才是目前最需要解决的技术问题。实用新型内容

[0006] 鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种采用现有铁素体材料、功率可达1300MW的汽轮机。

[0007] 为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种超超临界1300MW等级汽轮机，其包括：一高压缸，所述高压缸内设有高压转子，所述高压缸进汽温度为600℃-625℃，所述高压缸进汽压力为28-30MPa；一中压缸，所述中压缸内设有中压转子，所述中压缸再热进汽温度为610-635℃；二个或三个低压缸，所述低压缸内设有低压转子，所述低压缸的排汽压力为3.6-11.8kPa；所述高压缸、中压缸、低压缸依次排列连接，所述高压转子、中压转子、低压转子通过联轴器依次同轴连接。

[0008] 优选地，所述高压缸为单流缸，所述中压缸、低压缸为双流缸。

[0009] 优选地，所述高压缸为双层缸，所述高压缸的外缸由前后两个圆筒型缸体通过轴向螺栓连接而成。

[0010] 优选地，所述高压缸、中压缸、低压缸为单轴承支撑。

[0011] 优选地，所述高压转子、中压转子分为进汽段和排汽段两部分，所述进汽段采用9%Cr或10%Cr材料，所述排汽段采用CrMoV材料，所述进汽段与所述排汽段焊接。

[0012] 优选地，所述高压缸、中压缸上的高温部件均为600-625℃铁素体材料。

[0013] 优选地，所述高压转子、中压转子、低压转子的轴承座落地支撑。

[0014] 优选地，所述高压转子、中压转子、低压转子上的叶片为3D全弯扭叶片。

[0015] 如上所述，本实用新型超超临界1300MW等级汽轮机具有以下有益效果：该超超临界1300MW等级汽轮机的铭牌出力可达1300MW等级，最大出力为1400MW，超过目前最大的1100MW容量；其热耗比目前1000MW机组降低了大约50～100kJ/kWh，因此该汽轮机具有输出功率大、热耗低的优点，符合目前节能环保的要求。再有该汽轮机可采用目前成熟的
600-625℃铁素体材料制成，无需使用昂贵的合金材料，因此其还具有制造成本低，性价比高的优点。

附图说明

[0016] 图1为本实用新型实施例五缸六排汽机组的侧视图。

[0017] 图2为本实用新型实施例五缸六排汽机组的俯视图。

[0018] 图3为本实用新型实施例四缸四排汽机组的侧视图。

[0019] 图4为本实用新型实施例四缸四排汽机组的俯视图。

[0020] 元件标号说明

[0021] 1 高压缸

[0022] 2 中压缸

[0023] 3 低压缸

[0024] 4 连通管

具体实施方式

[0025] 以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

[0026] 本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

[0027] 如图1、2所示，本实用新型提供一种超超临界1300MW等级汽轮机，其包括一高压缸1、一中压缸2和3个低压缸3，其中高压缸1为单流缸、中压缸2、低压缸3为双流缸，该汽轮机为5缸6排汽结构形式。高压缸1内设有高压转子，中压缸2内设有中压转子、低压缸3内设有低压转子，高压缸1、中压缸2、低压缸3依次排列连接，高压转子、中压转子、低压转子通过联轴器依次同轴连接，该汽轮机为单轴、一次再热汽轮机，其高压缸进汽温度为600℃-625℃，高压缸进汽压力为28-30MPa；中压缸再热进汽温度为610-635℃，中压缸的排汽口通过连通管4与低压缸3的进汽口连通，低压缸3的排汽压力为3.6-11.8kPa，低压
2
缸3的总排汽面积为75-25m。

[0028] 高压缸1为双层缸，该高压缸1的外缸为圆筒型，由前后两个圆筒型缸体通过轴向螺栓连接而成。圆筒型高压缸的最大特点是汽缸及螺栓应力低，应力集中小，高温蠕变强度特别高，因而汽轮机承压能力强，机组可靠性高。根据热力分析，相对那种传统压力最高到25MP的机型，因承压能力提高的热耗得益为33～55kJ/kWh，加上温度提高的因素，参数提高的总得益最高可达100kJ/kWh。

[0029] 高压缸1、中压缸2、低压缸3为单轴承支撑，即采用紧凑的N+1单轴承支撑方式，相邻各汽缸之间仅设置一个轴承进行支撑，对于本实施例五缸六排汽结构而言只需6个轴承，长度只有30～38m，比传统的双轴承支撑方式节省了10m以上的轴距空间，这种汽轮机结构紧凑，效率高，适合大容量汽轮机应用。

[0030] 该汽轮机的高压转子、中压转子、低压转子的轴承座采用落地支撑的方式安装，轴承座固定不动，转子与汽缸同向膨胀，差胀小；再配合使用大量补偿动静部件位移的连接件，使机组具备快速5分钟冲转启动以及FCB功能。

[0031] 本实用新型汽轮机高压转子、中压转子、低压转子上的叶片为3D全弯扭叶片，加上“不设置导汽管”、“第一级叶片斜置”、“转子小直径”、“级数增加”等各项措施，机组热耗比其他机型至少低2%。本实用新型采取国标GB5578（报批稿）即玉环和外高桥III采用的定义，按当地夏季背压作为铭牌出力的保证值，在此基础上增加3%作为VWO流量，最大出力可达到1350～1400MW。作为单轴机组，其容量前无所有。

[0032] 该汽轮机的高压缸、中压缸上高温部件（如阀门、缸体、转子等）均采用600-625℃铁素体材料制成。目前的铸锻供应商已形成该类材料冶炼及大型铸、锻件毛坯的生产能力，相关材料和技术属于公知技术的范围。为降低制造成本，减少高温合金钢材的应用，减小转子锻件尺寸，该汽轮机的高温转子，特别是高压转子、中压转子即可以采用整锻结构，也可以采用焊接结构。焊接结构的转子包括进汽段和排汽段两部分，进汽段采用9%Cr或10%Cr材料，排汽段采用CrMoV材料，进汽段与排汽段焊接。

[0033] 该实施例汽轮机主要热力性能参数如下表所示：

[0034]

[0035] 如上所述，该超超临界1300MW等级汽轮机的铭牌出力可达1300MW等级，最大出力为1400MW，超过目前最大的1100MW容量；其热耗比目前1000MW机组降低了大约50～100kJ/kWh，因此该汽轮机具有输出功率大、热耗低的优点，符合目前节能环保的要求。再有该汽轮机可采用目前成熟的600-625℃铁素体材料制成，无需使用昂贵的合金材料，因此其还具有制造成本低，性价比高的优点。

[0036] 另外，本实用新型还可以根据需要设计成其他方案，如设计成四缸四排汽结构，如图3、4所示，机组的主要技术规范如下：一个单流高压缸、一个双流中压缸及两个双流低压缸，汽轮机进口压力为28MPa；汽轮机进口温度为600℃；再热温度为620℃；额定出力为1260MW。该方案上一方案相比，其高中压模块相同，但低压模块为两个低压双流缸，其总排
2
汽面积为4×11m，采用单轴承支撑结构，只需5个轴承，长度一般只有29m。

[0037] 综上所述，本实用新型超超临界1300MW等级汽轮机相对现有的超超临界汽轮机而言，其技术效果是非常突出的，对应于现有的超超临界汽轮机技术，其单位千瓦造价、发电热耗和煤耗可同步降低，具有较高的性价比和市场前景。

[0038] 上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

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