汽轮机原理三大汽轮机厂简介VIP

当前汽轮发电机的发展概况 主讲 张利平 电能及其产生 电能是最清洁 最方便的能源 直接转换产生电能 太阳能电池 燃料电池 间接转换产生电能 原动机 发电机 世界汽轮发电机的发展 1 产品种类和单机容量2 冷却介质和冷却方式3 材料和绝缘技术4 定 转子冷却结构5 总体布置结构6 试验 检验和监测技术的进步7 设计方法和设计手段 1 产品种类 常规火电 双轴和单轴 燃气轮机及联合循环电站 核能发电技术 三大汽轮机厂汽轮机介绍 东方汽轮机厂生产的汽轮机上海汽轮机厂生产的汽轮机哈尔滨汽轮机厂生产的汽轮机 超临界600MW汽轮机综合介绍 一 东方汽轮机厂 东方汽轮机厂通过三次全面引进日立公司600MW汽轮机设计制造技术 使东汽厂具备了设计制造先进亚临界 超临界600MW等级机组的能力 第一次引进 全面引进具有20世纪90年代初先进水平的亚临界600MW机组设计制造技术第二次引进 全面引进具有21世纪先进水平的亚临界600MW机组设计制造技术 采用当代先进的全三维技术进一步提高亚临界600MW机组的经济性第三次引进 全面引进具有21世纪先进水平的超临界600MW机组设计制造技术 东方汽轮机厂600MW汽轮机设计 制造技术 全面引进技术 设计图纸 计算方法 计算程序制造工艺 操作指导书 采购规范 检验规范 标准 全面人员培训 设计人员 工艺人员 检验人员关键工序操作人员东汽按照日立许可证 严格按照日立图纸进行生产制造 东方汽轮机厂600MW汽轮机设计 制造技术 1997年开始超临界技术谈判1999年完成超临界600MW技术引进协议谈判2001年完成对600MW技术协议的修改工厂已与日立公司完成超临界600MW汽轮机设计 制造技术转让协议谈判 东方汽轮机厂600MW汽轮机设计 制造技术 日立汽轮机历史已经投入商业运行的机组数量 1 697台已经投入商业运行的单机最大功率 燃煤 1 000MW最大机组功率 核电 1 137MW最大蒸汽参数 蒸汽压力 25 1MPa主蒸汽温度 600 再热蒸汽温度 600 已经投入商业运行总功率 105 214MW 超临界600MW汽轮机主要技术规范 东方 日立600MW汽轮机 主要技术特点 机型先进可靠性高经济性好调峰性能好自动化水平高 机型先进 冲动式汽轮机 机组热耗 运行时间 一个大修期 一个大修期 一个大修期 反动式机组 反动式机组 冲动式机组 冲动式机组 机组持久性能 机型先进 机型先进 东方超临界600MW汽轮机高中压合缸 三缸四排汽 结构紧凑 投资和维护费少 温度场均匀 膨胀通畅 轴承箱温度较低 轴系稳定 从高压第4级后引入冷却蒸汽冷却中压第1级叶轮前后的高温段轮毂及轮面 达到冷却中压高温部位的目的 从而使机组的寿命消耗大幅下降 机型先进 东方超临界600MW汽轮机外形图 机型先进 超临界600MW汽轮机纵剖面图 机型先进 高中压缸高温部分的结构简图 600MW机组回热系统 600MW机组汽封系统 600MW机组油系统 600MW机组顶轴油系统 600MW机组低压缸喷水系统 紧急排放阀 中压缸启动及紧急排放系统 中压缸启动及旁路系统 机组可靠性高 提高轴系稳定性所采用的先进措施 联轴器带止口 对中准确 联接牢靠 采用超纯净转子锻件 无中心孔转子 机组可靠性高 提高轴系稳定性所采用的先进措施 1 2 瓦采用可倾瓦 3 4 5 6 采用椭圆瓦 主油泵刚性联接 高速动平衡和超速试验 低磨擦自润滑滑块 机组可靠性高 提高机组启停灵活性采用的先进措施 铁素体不锈钢汽封 机组可靠性高 新设计 原设计 提高机组启停灵活性采用的先进措施 汽缸采用窄高法兰 机组可靠性高 提高机组启停灵活性采用的先进措施 末三级动叶片调开三重点共振 低压缸三层结构防止热变形 测温元件可不揭缸更换 机组可靠性高 提高机组可靠性的其他先进措施 高效 高可靠性的阀门 提高配套辅机质量 高压主汽调节阀 机组可靠性高 机组经济性高 先进的通流技术 层流叶栅 薄出汽边 高负荷扭曲动叶 可控涡流型 平围带多齿汽封 分流叶栅 边界层抽吸 弯曲 弯扭静叶片 子午型线 光滑子午流道 层流静叶叶型 该叶型型损小二次流损失小 损失降低30 级效率提高1 1 5 环形叶栅对比试验 0 38薄出汽边 机组经济性高 可控涡静叶 减少冲角损失和二次流损失 级效率提高1 0 1 5 机组经济性高 平衡动叶叶型 该叶型型损小二次流损失小 级效率提高2 3 动叶型损试验 机组经济性高 高负荷动叶叶型 叶型型损小于平衡叶型 二次流损失小 与平衡叶型比级效率提高0 23 动叶型损试验 机组经济性高 减少静叶漏汽对主流的影响 同时减少根部边界层厚度 边界层抽吸技术 机组经济性高 优化动 静叶片数和动 静间距离 减少气流的不均匀造成的附加损失 动 静叶片栅距最佳匹配 机组经济性高 椭圆汽封 既提高了机组的经济性 又提高了机组的安全可靠性 机组经济性高 三维 3D 气动设计提高级效率 弯曲 弯扭静叶片 机组经济性高 弯曲静叶 减少二次流损失 级效率提高1 2 机组经济性高 弯扭静叶 机组经济性高 普通静叶片弯扭叶片 机组经济性高 弯曲静叶及隔板 机组经济性高 低压排汽缸优化 亚临界 设计热耗值1884kcal kW h实测热耗值1864kcal kW h超临界 保证热耗值1808kcal kW h实测热耗值1785kcal kW h 600MW机组采用的日立先进技术已在电厂实测热耗中证明了其先进性 机组调峰性能好 冲动式结构 性能优良的末级叶片 采用高窄法兰 中压缸启动 采用径向汽封 增大轴向间隙 机组调峰性能好 改用铁素体汽封齿 平围带动叶叶顶 阀门管理和寿命管理功能 机组调峰性能好 自动化水平高 高压抗燃油数字电液控制系统功能完善 性能先进 可靠性高使用方便 灵活 自动化水平高 超临界汽轮机与亚临界汽轮机技术对比 汽轮机效率的对比 超临界机组与亚临界机组结构变化 材料对比 超临界汽轮机与亚临界汽轮机技术对比 汽轮机效率的对比 超临界汽轮机与亚临界汽轮机技术对比 超临界机组与亚临界机组结构变化 超临界汽轮机与亚临界汽轮机技术对比 材料对比 提高机组可靠性的其他先进措施 性能先进的凝汽器和低加 先进的辅助设备 高收益 蒸汽向下流动顺畅 最长服务年限 高传热系数 凝汽器压力可达99 8 真空 最小凝结水过冷 有效除氧 相同传热面积时 TEPEE管束背压比HEI标准低 BD公司TEPEE管束 先进的辅助设备 先进的模块式排管技术 汽相流场分析计算技术 先进的辅助设备 先进的模块式排管技术 汽相流场分析计算技术 先进的辅助设备 外置挎篮式疏水扩容器 容积大 不占额外布置空间 先进的弧形水室 先进的辅助设备 先进的辅助设备 低加技术特点 高起点 90年代初通过引进消化日立公司低加技术 并总结分析国内同类产品的长处和不足而开发设计 首台用于山东邹县电厂600MW机组 广泛采用现代技术 关键部件应用ANSYS有限元程序分析 管系振动采用多种方法校核 热力 强度设计程序化 设计全部计算机化 先进的辅助设备 先进的换热管与管板连接结构型式 换热管与管板胀 焊连接 既保证了连接强度又可彻底杜绝渗漏 管板堆焊超低碳不锈钢 改善管板与换热管的焊接性能 不锈钢堆焊层有利于保护管板免受给水冲蚀 已投运的低加产品尚无堵管记录 先进的辅助设备 独特的防冲挡板结构采用双层多孔不锈钢防冲挡板 既能防止蒸汽冲刷管子又能充分利用换热面积 先进的辅助设备 合理的内置式疏水冷却段 既满足疏水逐级自流要求 又简化电站布置 内置式疏水冷却段严密性好 虹吸可靠 疏水阻力小 疏水通畅 满足端差要求 低加投运至今从未出现过疏水不畅 先进的辅助设备 综上所述 东方超临界600MW汽轮机是具有当代世界先进水平的大型电站汽轮机 东方汽轮机厂将努力为用户提供优质的产品和满意的服务 返回 哈汽超临界600MW汽轮机发展历程超临界汽轮机的主要特点超临界汽轮机重点解决的几个问题超临界汽轮机结构设计汇报总体设计思想本体设计系统设计热经济性评估 哈尔滨汽轮机厂超临界600MW汽轮机 哈汽超临界600MW汽轮机发展历程 三菱公司汽轮机发展 已制造投产超临界机组35台 最大功率1050MW 日本中部电力碧南电厂3 型号 TC4F 4024 2 538 593投运日期 1993年5月 日本电源开发橘湾电厂2 型号 CC4F 4625 1 600 610投运日期 2000年12月 考核机71 原型机 完善化型75A 新一代75B 优化型75 锥型喷嘴静动叶直叶片869末叶热耗1912大卡 喷嘴收缩扭曲静叶变截面动叶 全部动叶自带围带1000末叶低压缸放大油泵 改进顶轴装置调整通流盖度改进主汽调节阀 再热阀排汽导流环改进热耗1875大卡 三维设计弯扭叶片高效叶型改进加工工艺汽封改进新型叶根热耗1858大卡 超临界汽轮机的主要特点 蒸汽参数高 效率比亚临界可提高2 以上热耗比亚临界机组下降40Kcal KW h蒸汽流量比亚临界机组小煤耗低 NOx SO2 CO2排放量小防固粒腐蚀防蒸汽激振材料选择原则 温度高25 12 Cr钢持久强度与NiCrMoWV钢在原温度持久强度相同动叶片及汽缸螺栓566 设计采用12 Cr钢高度可靠 动叶片及汽缸螺栓 温度高60 12 Cr铸钢持久强度与CrMo铸钢在原温度持久强度相同喷嘴室及内缸566 设计采用12 Cr铸钢高度可靠 喷嘴室及内缸 温度高60 9 Cr锻钢持久强度与CrMo锻钢在原温度持久强度相同主汽调节阀体566 设计采用12 Cr铸钢高度可靠 主汽阀及调节阀 预防蒸汽激振力措施 蒸汽涡动调节级喷嘴向转子施加向上的力HIP转子系统的刚性低转子系统抵抗迷宫汽封激振力的阻尼相对较低调节级汽流扰动造成的强迫振动转子和汽缸间摩擦造成的强迫振动 阀开启顺序保证任何运行条件下HIP转子上都会产生适当的向下的力单跨的刚性临界速度 一阶模式频率 应在2000rpm以上 所提供的汽轮机刚性临界速度约为2200rpm高中压缸采用可倾瓦轴承将高压缸中调节级出力限制在20 左右根据大量的600MW超临界机组运行经验确定转子与汽缸间的适当的间隙 轴系稳定性分析 临界转速计算 对数衰减率计算 扭振计算 轴系稳定性分析 不平衡响应计算 超临界汽轮机结构设计 典型高压缸级损失图 超临界600MW汽轮机总体设计思想 超临界600MW汽轮机总体设计思想 采用成熟的全三维气动热力设计体系进行通流的设计分析与优化特征 对一维热力系统对静 动叶片叶型的气动性能对级内流动的全三维计算对多级的匹配进行准三维 全三维流场计算 叶型每个截面计算 每一级叶片排内部流动三维计算 速度矢量图 相对马赫数图 级内计算网格图 级之间匹配多级连算 计算模型及网格划分 速度矢量计算结果 先进的全三维气动热力设计程序 世界上各大型汽轮机制造厂家如西门子 ABB GE 日立 东芝等都使用的CFX TASCflow 英国AEA公司开发的世界最先进的旋转机械CFD工程软件 据西门子公司文章介绍 采用此软件设计的新型全三维叶片的级效率与传统叶片相比提高大约2 叶片三维成型设计采用世界上最先进的三维曲面 实体造型软件CATIA 中科院工程热物理研究所准三维气动计算程序哈工大热力发动机教研室开发的准三维 全三维气动计算程序苏联 的准三维气动计算程序东南大学全三维气动计算程序 超临界600MW汽轮机总体设计思想 用于强度分析的汽缸三维模型剖视 三维流场计算结果显示 考虑汽封的全三维计算 新引进的大型精密加工设备做保证 多台数控铣床 数控转子车床二台四轴五连动数控叶片铣床 超临界600MW汽轮机总体设计思想 200MW汽轮机改造后试验结果 高中压缸效率较原设计值提高1 5 2 低压缸效率较原设计值提高 3 5 热耗较原设计值降低2 5 3 比电厂实际运行热耗降低100Kcal Kw h以上 超临界汽轮机主要技术规范 超临界汽轮机主要技术规范 A A 高压主汽调节联合阀 调节阀 主汽阀 A A A A 再热主汽调节联合阀 B B I B B 再热主汽阀 高中压缸积木块 高压隔板套 高中压转子 中压隔热罩 危机遮断器 高压内缸 主油泵 高中压外缸 高压喷嘴组 高中压平衡环 推力轴承 支持轴承 汽封 高中压缸结构特点 弹性密封高窄法兰中分面结构 高压进汽 中压进汽 A A 中压内缸隔热罩 中压叶根冷却蒸汽 调节级喷嘴 焊接喷嘴刚性好热应力小热膨胀性好 子午面收缩表面渗硼固粒腐蚀下降为原材料0 2 推力轴承 轴承座 推力瓦 支撑块 平衡桥 支撑装置 衬套 四瓦块可倾瓦轴承 四瓦块可倾瓦轴承 合理的高压排汽型线 高中压通流设计特点 弯扭动叶枞树型叶根 长城式隔板汽封 长城式动叶顶部汽封 菱形焊接结构 弯扭静叶 1 西屋反动式叶片 2 三菱可控涡反动式叶片 3 三菱全三维反动式叶片 相对内效率比较 比可控涡反动式提高效率比较3 轴承 2 内缸 外缸 无中心孔转子 盘车装置 隔板套 1 内缸 进汽导流环 排汽导流环 低压缸积木块 顶轴问题 设计了采用1000mm末级动叶片的新低压缸模块 转子末级根径有所降低 并对各级焓降 叶高和速比进行了调整 使之更为合理 末静叶两级采用马刀型弯扭改进排汽导流环 前4级动叶片采用变截面叶片 后3级扭曲动叶片 全部动叶自带围带 改进盘车装置链条宽由62改为78 连接小轴加粗 由 5 97改为 6 9 扭曲静叶 采用自带围带整圈联结预扭装配 先进的调频技术 无三重点共振 采用圆弧枞树型叶根 强度好 应力小 叶片具有较高的强度和刚度 小容积流量动应小仍很小 较高的根部的反动度 能推迟小容积流量工况下根部倒流的出现 叶片沿叶高反扭 二次流损失少 级效率高 跨音速性能好 末二级动叶片 哈汽668mm自带围带末级动叶锦州电厂试验动应力最大只有13 6MPa 次末级515mm叶片坎贝尔图 末级1000mm叶片坎贝尔图 强度与振动计算分析 长叶片约束予扭成型 末级动叶片速度分布 排汽导流环改进 排汽导流环改进 改前 改后 其它改进 消除内缸水平中分面漏汽 装配式隔板 前掠静叶 低直径汽封 第1 2 3 4级动叶采用新型线 新叶根所有级别静叶采用新型线 叶顶硬汽封 低压缸通流设计特点 后加载叶型 弯扭静叶片 末级 次末级汽封结构改进 改前 改后 改前 改后 低压2 5级导叶片装配图 末级实体图 超临界75及75A 静叶在合理相对栅距下工作 减小了顶部叶型损失 降低了顶部反动度 减少了动叶顶部的漏汽损失 激波损失和余速损失 级间静压沿径向更均匀 减弱叶片表面径向二次流与端壁处横向二次流相互作用的强度削弱了静 动叶端部低能流体在吸力面扩压段的堆积 级后的静压沿径向也趋于均匀化 有利于汽流在扩压器内的扩压流动 静 动叶顶部轴向间隙加大 从而可减少水滴对动叶的冲击和腐蚀 增强了动叶的安全性 末级静叶顶部前掠 末级等压线沿径向分布 75及75A75B 末级静叶顶部叶型表面压力分布图 75及75A75B 末级级后静压沿径向分布的对比 P2 P0 相对叶高 75及75A 超临界 汽轮机后汽缸喷水系统 汽轮机通风系统 汽轮机润滑油系统 汽轮机疏水系统 汽轮机汽封系统 汽轮机滑销系统 超临界机组热经济性评估 1高中压缸效率 三菱公司技术 结论 三菱公司高中压部分采用调节级子午面收缩 弯扭静叶 弯扭动叶等设计技术 处于世界前沿 2低压缸效率 哈汽75B技术 开发新型线 采用新叶根 低压第1级静叶采用弯叶片低压第2 3 4级静叶采用扭叶片低压第5 6级静叶采用弯扭复合成型低压末级静叶采用弯扭加前掠结构低压1 2 3 4级动叶采用新型扭叶片汽封改进 排汽导流环加工工艺改进 低压1 内缸法兰结构改进 低压前五级隔板改为装配式结构 主要改进设计点 75B低压缸各项改进产生的收益 各型机组低压缸效率比较 计算分析与实际测量表明超临界机组低压缸效率能够达到设计值 3超临界的热耗水平 综上所述 超临界机组通过哈汽与三菱公司的共同保证热耗不仅可以达到1798 5Kcal Kw h 而且还具有足够裕度 该机整体水平处于国内领先 国际先进水平 返回 2003年7月 上海汽轮机厂超临界汽轮机技术简介 新的135 280MW二缸二排汽积木块2001年 300MW调整抽汽新的积木块1998 300MW汽轮机优化通流部分全面更新1999 2002 新的反动式高中压合缸及 ILB 叶片2000 600MW通流部分全面更新2000 2001 联合循环55 100MW新的补汽单缸汽机2001 禹州2x350MW2000 2001 新产品开发成果 现代汽轮机开发系统的开发成果 325MW空冷型通流部分全面更新2001 2002 超临界900MW合作制造2001 125MW高压双抽汽系列全新的反动式汽轮机1999 2001 新的320MW单流高压 单流中压积木块2000年 600MW抽汽 超临界600超超900MW合作制造 STC具有成熟的大型新产品的开发技术和经验 返回 加工叶片的主要设备 数控5轴铣 数控加工中心 MitsubishiJapan 数控叶根磨床 German 三座标测量仪 German 整体围带叶片 末级长叶片 百万千瓦汽轮机制造能力 计算机数控加工中心 低压汽机转子 高中压汽机转子 数控12米车床dia 2 5m 12m 80T 数控转子轮槽铣床 IngersollUSA 数控12米车床12m 180T 加工转子的主要设备 加工汽缸的主要设备 INNSEItaly FA C221落地卧式数控镗铣床 1台 NC框架龙门铣 Waldrichcoburg德国 数控立车德国SCHIESS公司制造 EXA 5500数控火焰钢板自动切割机 1台 德国ESAB公司制造 ESABGerman 落地卧式数控镗铣床 IngersollUSA HorizontalNCboringandmillingforLPinnercylinderof300MWturbine 介绍内容 1 超临界汽轮机发展的技术路线2 STC超临界汽轮机开发的技术平台3 机型方案及特点 第一次大规模发展 美国西屋 GE首先发展超临界机组 50 70年代 1959年 GE公司第一台125MW 31 621 566 5381975年已停运 1959年 西屋310MW 34 5 649 566 566 至今仍在运行 世界运行时间最长的超临界机组 西屋共计生产了60余台 其中11台为两次再热 5台温度达到593 C以上 世界超临界汽轮机发展的先驱 70 80年代向三菱及西门子 意大利托西转让超临界技术 80 90年代大规模超临界改造和优化成功 发展了一系列现代汽轮机的新技术 提高经济性 可靠性 运行灵活性 90年代新技术与三菱联合用于日本一系列新的超临界机组 1987 1997的JDP计划JoinDevelopmentProgram 碧南24 1MPa 538 C 593 C 700MW机组 松蒲24 1MPa 593 C 593 C 1000MW机组 1996 2001年超临界技术转让给韩国 2001年 TEEAN两台550MW超临界机组投运 西门子 西屋第二次大规模发展 超临界机组优化及新技术发展阶段 STC发展超临界汽轮机的技术准备 唯一曾二次引进超临界技术 1987年引进ABB超临界高压缸技术 1996年开始 全面引进西门子 西屋超临界技术2 建立世界先进水平的现代汽轮机开发技术平台 现代汽轮机设计技术系统 超临界的10个汽轮机积木块 西门子 西屋900MW 600MW等典型产品资料 日本三菱超临界600MW产品资料3 1999年开始与西门子联合设计超临界600MW4 2000年 2002年与西门子联合制造超临界900MW 以引进技术 独立的知识产权为主 成熟 有业绩的汽轮机积木块 采取一系列先进技术提高经济性 可靠性 运行灵活性平等互利 强强组合的双铭牌产品SIEMENS STC STC超临界汽轮机产品发展的技术路线 强强组合 相同技术平台 技术协调性好 降低造价 保证质量 保证性能 双铭牌开发模式 国际合作大量成功的业绩 我国第一台秦山核电310MW 1991 杨柳青第一台引进型抽汽供热300MW 1998 阳逻及丰城优化机型 1996 吴泾2X600MW联合设计制造 2000 2001 禹州2X350MW 双铭牌 2000 2001 超临界600MW联合设计 双铭牌 介绍内容 1 超临界汽轮机发展的技术路线2 STC超临界汽轮机开发的技术平台3 机型方案及特点 引进技术的现代汽轮机技术开发体系 三菱典型产品转让二缸210MW二缸350MW三缸亚临界600MW三缸超临界600MW 技术转让与支持 西门子 西屋公司技术转让 四十一种高 中 低压汽轮机积木块 130MW 1300MW火电 核电产品系列 产品设计开发技术170个设计程序库29项世界先进水平的技术工程资料库 长期合作伙伴合作制造300MW抽汽320MW 350MW 600MW超临界900MW超临界600MW 现代汽轮机设计开发系统西门子 西屋公司相同的技术设计体系 1 计算机网络化管理的汽轮机热力设计系统2 汽轮机积木块及通流自动优化设计系统3 新 汽轮机 积木块开发设计技术系统 包括29项具有世界先进水平的技术 4 汽轮机数字计算机控制开发系统5 网络化的计算机设计程序及CAD系统6 汽轮机大型CAM系统 叶片数控加工中心 信息输出 热平衡图自动绘制 性能数据审核 供通流部分叶片级设计用参数 机电炉参数协调 用户及电厂设计 通流部分叶片级的详细逐级热力计算 汽轮机热力系统热平衡计算 综合热力计算程序 任务管理程序 任务登记 输入输出信息归档 查询及调用 网络化管理的汽轮机热力设计系统 汽轮机积木块及通流部分自动设计系统 41个成熟的汽轮机积木块 覆盖功率130MW 1300MW 通流部分自动优化设计系统 叶型及叶片数据库 典型的结构设计准则 各种气动及强度程序 积木块设计及应用原则 高中压积木块适应一定流量或功率范围 只需改变叶片通流尺寸 其它部件均可保持不变 低压积木块按容积流量 流量及背压 选取 通流部分及所有部件均可保持不变 在其它机组应用的经验保证可靠性 相同的膨胀滑销系统 相同的阀门 管道 汽缸 转子 轴承 相同的轴系振动特性 相同的辅助系统 按流量改变高中压缸通流部分尺寸 通流部分自动优化设计程序 叶片型线库 不同叶片结构形式 自动输出通流图 自动确定具有最佳效率的叶片尺寸 自动完成强度及热力计算及考核 现代汽轮机开发系统 提高经济性 全三元气动设计体系 全三元气动设计体系全弯扭反动式叶片系列可控涡反动式叶片系列低压马刀型静叶 高效率的反动式汽轮机 经济性提高3 新型汽封 弹簧退让式 转子上各级增加 蜂窝式汽封 低直径汽隔板 亚临界 超临界 大功率反动式叶片的效率优势 高压缸至少高4 以上 弯扭角 LEAN tan r rx const r rx const N S全三元气动计算技术 LEAN角 度 根部端损顶部端损型损总损203 12 84 06 9107 51 74 18 75010 51 23 59 3 1014 10 74 412 1 20191 85 415 8 弯扭叶片损失系数试验 现代汽轮机开发系统 提高可靠性 满足二班制运行的能力 连续50000小时免检能力 10000次启停的抗低周疲劳 热疲劳及高的抗高周疲劳能力 全新的可靠性设计原则 CAE的设计系统 新的考核准则 应力场考核 动应力考核 寿命管理 高中压汽缸三维应力计算 低压转子轮槽低周疲劳寿命三维应力计算 介绍内容 1 超临界汽轮机发展的技术路线2 STC超临界汽轮机开发的技术平台3 机型方案及特点 产品性能的技术保证 采用有成熟运行经验的积木块 积木块通用 汽缸 轴承 阀门 转子直径及跨度通用 机组总体运行可靠性有大量业绩保证 只需按流量 功率 设计通流部分叶片 叶型 高度 安装角 新设计工作量少 制造周期短 成本低 通流部分设计中采用一系列具有世界先进水平的技术 三缸四排汽BB0244 2XBB074 高中压缸采用西屋传统的积木块BB0244 低压缸典型的积木块BB074 最大功率700MW 采用西屋高中低积木块技术机组2000年整个机组的年运行小时 汽轮机的高中低压缸分别为BB0222 BB057 BB0244 BB074 BB0281R积木块 代表整机 包括锅炉 系统 电机 辅助等 的运行水平 高中压合缸积木块BB0244 西门子 西屋 三菱传统的标准积木块 有50年的发展历史 超临界运行业绩50台 与国内100多台业绩的BB0243积木块 功率等级280 430MW 结构相同 仅尺寸放大 STC同时具有三菱及西门子许可技术转让 最新的超临界应用业绩 韩国2X550MW 2001年 高压级数 9 11级 中压 6 8级轴承 跨度6100mm 2个可倾瓦 405轴承 高效整体围带高中压动叶 调节级顺流布置 可倾瓦轴承 BB0244高中压合缸积木块 低压缸积木块BB074 西门子 西屋 三菱传统的三种标准50HZ低压积木块之一 有大量的运行业绩 国内在300 600MW机组中已有180多台业绩 轴承形式 原 483 圆柱瓦 1999年禹州开始可倾瓦 508 584 末级转子根径 1737mm 按排汽容积流量 背压及排汽量 选配三种不同的长叶片 排汽面积 905mm 7 52m2 980mm 8 4m2 1050mm 9 2m2 产品性能的技术保证 采用有成熟运行经验的积木块 积木块通用 汽缸 轴承 阀门 转子直径及跨度通用 机组总体运行可靠性有大量业绩保证 只需按流量 功率 设计通流部分叶片 叶型 高度 安装角 新设计工作量少 制造周期短 成本低 采用一系列具有世界先进水平的技术 1 固体颗粒冲蚀喷嘴采用子午面端壁强化型调节级控制调节动 静叶间隙表面涂层 超临界机组主要关键设计技术 3 高压部件的设计现代汽轮机设计技术的三维有限元程序系统进行强度考核 4 高中压转子冷却 5 600 C超临界机组材料已成熟 市场化6 超临界机组热力特性分析 简化 主温10 C 热耗0 25 再热温度10 C 热耗0 20 进汽压力1MPa 热耗0 25 0 1 进汽压力温度对机组经济性的影响 超临界汽轮机的排汽湿度特性 进汽压力25MPa 再热600 C的排汽湿度才与亚临界16 7 538 538 0 9069 相同 降低湿度 应尽量提高再热温度 采取有效的去湿技术 如蜂窝式汽封 产品性能的技术保证 采用有成熟运行经验的积木块 积木块通用 汽缸 轴承 阀门 转子直径及跨度通用 机组总体运行可靠性有大量业绩保证 只需按流量 功率 设计通流部分叶片 叶型 高度 安装角 新设计工作量少 制造周期短 成本低 通流部分设计中采用一系列具有世界先进水平的技术 具有世界先进水平的通流部分设计技术 高稳定性的可倾瓦轴承 蜂窝式及低直径汽封 表面防冲蚀技术 高强度的叶根及轮槽型线 高温螺栓连接分析方法 无中心孔转子 高温调节级三联体叶片设计 高中压缸通流自动优化设计程序 ISB整圈碰撞阻尼叶片设计 马刀型静动叶片型线 三元流场设计 ILB整圈自锁阻尼长叶片设计 考虑汽隙激振的轴系振动计算 产品性能的技术保证 高效反动式可控涡及全马刀型叶型 全三元理论计入叶片力减少二次流损失 减少静叶叶根部转折角后加载沿叶高等反动度分布 马刀型动静叶 1981年石横 平圩 直叶片 1995年杨柳青 丰城开始可控涡叶型 2001年福州 禹州 珠海700MW 厦门6X600MW 蜂窝汽封 弹簧汽封 低直径汽封 新型高效汽封 整圈自锁阻尼长叶片系列 ILB 整体围带马刀型动 静叶片 三联体调节级叶片用于1050MW机组 新型高强度叶片 低振动应力 围带连接部分应力集中下降2 3 消除动叶顶部的高温蠕变破坏源 消除应力腐蚀坑 特别适用于高温叶片级 整体围带动叶片 ISB 低应力集中 单片整体自带围带 凸台 由离心力反扭形成整圈 无附加铆 焊 销 孔 低动应力 整圈阻尼动应力仅为成组叶片的1 5 1 10 适用周波变化范围大 47 51 5HZ 配BB074低压缸1050mm叶片 根径 1737面积 9 2m2轴向宽度 359mm 调频振型少 1 2阶 极低动应力 整圈自锁阻尼型长叶片 新的强化型的叶根及轮槽 CAE的开发成果 大圆角 斜齿面 增加齿长 应力集中下降50 提高抗低周疲劳 抗高周疲劳能力 最大应力下降50 加快冷态启动时间 缩短2小时左右 高压缸提高通流效率 国内唯一有大量大功率机组使用业绩的公司 掌握无中心孔转子探伤专门技术