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Unit 1000MW 的博客

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上海汽轮机有限公司百万机组特点  

2009-10-27 18:03:40|  分类: 百万机组之机组特 |  标签: |举报 |字号 订阅

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 上海汽轮机有限公司(STC)位于上海闵行区,为我国第一家电站汽轮机生产厂家,1999年和德国西门子成立合资公司,其中上汽占68%股份,西门子为32%股份。2003年STC与西门子签定百万等级技术转让合同,包括设计技术资料、计算程序、制造工艺、质保、安装调试、现场服务等一系列技术。2003年以STC为主与西门子的联合体获得国内首个超超临界1000MW燃煤发电项目——玉环4X1000MW汽轮机的供货合同。到07年11月为止,玉环项目四台百万机组均成功投运。截止07年9月,STC已经取得40台百万等级机组汽轮机的定单,占市场的50%以上。

一、上汽百万机组总体结构特点:

1、  机组总体形式为单轴四缸四排汽,为西门子公司开发的“HMN”型积木块组合。1个单流圆筒型M30高压缸,1个双流M30中压缸,2个N30双流低压缸,高中低缸采用串联布置,各汽缸之间仅一个轴承,汽轮机四缸共五个轴承。

2、  机组整个轴系是以2号轴承座为四点向两头膨胀,而高压缸和中压缸的猫爪在2号轴承座处也是固定的。在2号轴承座内装有径向推力联合轴承。因此,整个轴系是以此为死点向两头膨胀;而高压缸和中压缸的猫爪在2号轴承座处也是固定的。因此,高压外缸受热后也是以2号轴承座为死点只向机头方向膨胀。而中压外缸与中压转子的温差远远小于低压外缸与低压转子的温差。因此,这样的滑销系统在运行中通流部分动静之间的差胀比较小,有利于机组快速启动。

3、  盘车装置采用液压马达,安装于高压转子调阀端的顶端。

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二、高压缸特点:

1、  高压缸采用单流程和全周进汽方式。采用蒸汽单流程,提高效率和解决了强度和附加汽隙激振的问题;和喷嘴调节比较,在可靠性和经济性上都显示出较大优势。但阀门全开的全周进汽方式下,机组对负荷的响应缓慢,特别在一次调频动作增加负荷时,除了增加燃料量外缺少控制手段,故在该汽轮机上引入了补汽阀技术。

2、  高压外缸采用双层缸,共14级,无中分面的圆筒型。高压缸由圆筒型前后外缸及具有水平中分面的内缸组成。由于缸体为旋转对称,避免了不理想的材料集中,使得机组在启动停机或快速变负荷时缸体的温度梯度很小,即将热应力保持在一个很低的水平。

3、  高压缸第一级为低反动度叶片级(约20%的反动度),降低进入转子动叶的温度。切向进汽的第一级斜置静叶结构;效率高、漏汽损失小。滑压及全周进汽使第一级动静叶片的最大载荷大幅度下降,根本解决了第一叶片级采用单流程的强度设计问题。

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三、中压缸特点:

1、 中压缸采用双流程和双层缸设计,共2*13级。中压高温进汽仅局限于内缸的进汽部分。而中压外缸只承受中压排汽的较低压力和较低温度。这样汽缸的法兰部分可以设计得较小。同时,外缸中的压力也降低了内缸法兰的负荷,因为内缸只要承受压差即可。

2、  西门子中压缸进汽第一级除了与高压缸一样采用了低反动度叶片级(约20%的反动度),以及切向进汽的第一级斜置静叶结构外,为冷却中压转子还采取了一种切向涡流冷却技术,降低中压转子的温度,为此,可满足某些机组中压缸积块进口再热温度比主蒸汽温度高的要求。

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四、低压缸的特点

1、  低压缸采用两个双流设计,共4*6级。

2、  低压外缸由两个端板、两个侧板和一个上盖组成。外缸与轴承座分离,直接坐落于凝汽器上。它大大降低了运转层基础的负荷。

3、  低压内缸通过其前后各两个猫爪,搭在前后两个轴承座上,支撑整个内缸、持环及静叶的重量。并以推拉装置与中压外缸相连,以保证动静间隙。

五、高压转子通流部分采取独特的技术风格:

1、  小直径、多级数,制造成本会增加,但效率高,转子应力小。

2、  各叶片级与静叶对应的转子上也装有汽封,形成较大的漏汽阻尼。

3、  动叶基本采用‘T’型叶根,与侧装式叶根相比,可减少轴向漏汽损失。

六、主调门及再热调门的独特技术风格

1、  西门子采用两个主调门及两个再热主调门。布置在汽缸两侧,切向进汽,损失小;起吊高度低。

2、  阀门直接支撑在基础上,阀门与汽缸采用大型罩螺母方式连接。

 

七、全三维的弯扭(马刀型)叶片

1、  每一叶片级的反动度是不等,与叶片的几何尺寸、焓降、进出角特性相对应。

2、  所有的高中低压叶片级全部采用马刀型,不仅静叶片,而且所有的动叶片(除末三级外)也是马刀型。

3、  较低反动度的叶片级。根据最佳的气动设计,已不是50%反动度的纯反动式叶片级,目前级的反动度控制在30%~40%的水平。

4、  整体自带围带结构,动应力小,抗高温蠕变性能好。

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八、特有的轴系高稳定性设计

1、  单流高压缸,转子跨度明显小于其他机型,转子刚性,临界转速比其他机型要高20%~30%。

2、  全周进汽的运行方式彻底消除了一大汽隙激振源。

3、  单轴承使轴承比压高,采用高粘度的润滑油,稳定性好。

4、  小直径高压缸,多道汽封,包括各级叶片的转子部位也装有汽封,有利于减少汽隙激振。

九、机组大修间隔长

正因为在机组设计方面采取了一系列独特的技术,机组的可靠性好。根据西门子公司的规范,其机组的大修间隔比其他机型要大一倍左右。1000MWHMN型机组的大修间隔可达到96000小时(约12年)。

十、低压末级及次末级叶片抗应力腐蚀、抗水蚀措施及足够的除湿用的疏水口。

超临界机组由于压力的提高,其低压缸的排汽湿度比同样进汽温度的亚临界机组要大,从安全性、经济性的角度,更应注重低压末几级叶片抗水蚀和抗腐蚀技术:

1、       末端叶片采用抗腐蚀性能好的17-4PH材料。

2、       结构上有足够的疏水槽。

3、       相当大的轴向间隙,这是公认十分有效的防冲蚀措施。

4、       末级静叶采取空心叶片结构,在内部抽出水分。

5、       末级动叶片采用新型的激光表面硬化技术。

十一、低压缸末级叶片为1146mm。

 

 

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