一种变转速设计主循环给水泵汽轮机

摘要

一种变转速设计主循环给水泵汽轮机，属于汽轮机制造领域，本发明为解决现有二次再热汽轮机存在蒸汽品质损失，对各级高压加热器安全运行有伤害的问题。它包括：前轴承箱和后轴承箱分别设置在汽缸外缸前端和后端；汽缸外缸左右两侧分别设置一个主汽调节联合阀，主汽调节联合阀与汽缸外缸和汽缸内缸均直接连接；汽缸内缸与五级隔板套依次排布，形成五级抽汽腔室和排汽腔室；前轴承箱连接水泵，后轴承箱连接变转速发电机；相对死点和绝对死点均设置在后轴承箱处，汽缸外缸以后轴承箱为绝对死点向进汽侧膨胀，转子以后轴承箱为相对死点向排汽侧膨胀。本发明用于高参数二次再热汽轮机系统。

说明书

技术领域

本发明涉及一种变转速设计主循环给水泵汽轮机，属于汽轮机制造领域。

背景技术

为构建清洁低碳环保能源利用体系，提升煤电汽轮机循环热效率，高参数二次再热设计成为主要研究方向。因此，二次再热汽轮机设计蒸汽参数不断提升，同时，推动650℃和700℃高参数蒸汽应用汽轮机设计制造及系统创新应用技术发展。但在役高参数二次再热汽轮机均采用常规回热系统设计，再热蒸汽温度提升至630℃以上后，蒸汽再热后的第一级回热抽汽由于并未在通流内产生更高的压降及温降形成动能转化，导致二次再热汽轮机第2、4、5级回热抽汽温度较高，存在一定的蒸汽品质损失，未充分发挥蒸汽初参数提升带来的性能收益，且对各级高压加热器安全运行不利，亟待提供创新型回热系统设备应用以提高二次再热汽轮机高参数蒸汽应用效果。

发明内容

本发明目的是为了解决现有二次再热汽轮机存在蒸汽品质损失，对各级高压加热器安全运行有伤害的问题，提供了一种变转速设计主循环给水泵汽轮机。

本发明所述一种变转速设计主循环给水泵汽轮机，它包括主汽调节联合阀、前轴承箱、后轴承箱和汽缸外缸、汽缸内缸、五级隔板套和转子；

前轴承箱和后轴承箱分别设置在汽缸外缸的前端和后端；汽缸外缸的左右两侧分别设置一个主汽调节联合阀，主汽调节联合阀与汽缸外缸和汽缸内缸均直接连接；

汽缸内缸与五级隔板套依次排布，形成五级抽汽腔室和排汽腔室；

前轴承箱连接水泵，后轴承箱连接变转速发电机；

转子支撑在前轴承箱的轴承和后轴承箱的轴承上；

相对死点和绝对死点均设置在后轴承箱处，汽缸外缸以后轴承箱为绝对死点向进汽侧膨胀，转子以后轴承箱为相对死点向排汽侧膨胀。

优选的，前轴承箱通过膜片联轴器连接水泵，后轴承箱通过膜片联轴器连接变转速发电机；

同时，转子通过膜片联轴器吸收轴系胀差。

优选的，所述五级抽汽腔室和排汽腔室分别对应回热系统2#高加抽汽口、3#高加抽汽口、4#高加抽汽口、5#高加抽汽口、除氧器用汽口，排汽进入7#低压加热器。

优选的，汽缸外缸的前端和后端分别采用下缸猫爪支撑在前轴承箱和后轴承箱上。

优选的，汽缸外缸的下半部分安装有定中心梁，定中心梁与后轴承箱轴向固定。

优选的，汽缸外缸与前轴承箱采用无推拉结构的导向键形式，猫爪能够在前轴承箱上滑动。

优选的，前轴承箱和后轴承箱均落地设置，前轴承箱、后轴承箱和汽缸外缸、汽缸内缸、五级隔板套和转子安装成整体后，放置在安装运输支架上。

本发明的优点：本发明提出的一种变转速设计主循环给水泵汽轮机，应用于高参数二次再热汽轮机双机回热系统，可有效缓解高参数二次再热汽轮机高加回热系统蒸汽可用能损失高、回热系统设备成本高及高温应用风险等问题，并可优化主汽轮机高、中压缸蒸汽流动环境及整机回热级数及合理化温升设计，进一步提高二次再热机组循环热效率，可有效提高产品市场竞争力及工程应用经济性。

附图说明

图1是本发明所述一种变转速设计主循环给水泵汽轮机的结构示意图；

图2是图1的A向视图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

具体实施方式一：下面结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述一种变转速设计主循环给水泵汽轮机，它包括主汽调节联合阀1、前轴承箱2、后轴承箱3和汽缸外缸4、汽缸内缸5、五级隔板套6和转子7；

前轴承箱2和后轴承箱3分别设置在汽缸外缸4的前端和后端；汽缸外缸4的左右两侧分别设置一个主汽调节联合阀1，主汽调节联合阀1与汽缸外缸4和汽缸内缸5均直接连接；

汽缸内缸5与五级隔板套6依次排布，形成五级抽汽腔室和排汽腔室；

前轴承箱2连接水泵，后轴承箱3连接变转速发电机；

转子7支撑在前轴承箱2的轴承和后轴承箱3的轴承上；

相对死点和绝对死点均设置在后轴承箱3处，汽缸外缸4以后轴承箱3为绝对死点向进汽侧膨胀，转子7以后轴承箱3为相对死点向排汽侧膨胀。

本实施方式中，变转速设计主循环给水泵汽轮机(main cycle turbine，MCT)为变转速设计，运行转速匹配给水泵转速需求。能够适应10MPa、450℃参数的蒸汽，设计点内效率超过90％，为单缸单排汽结构。

进一步的，前轴承箱2通过膜片联轴器连接水泵，后轴承箱3通过膜片联轴器连接变转速发电机；

同时，转子7通过膜片联轴器吸收轴系胀差。

本实施方式中，后轴承箱3通过膜片联轴器连接变转速发电机，输出电源通过变频器转化为直流电源供工厂内部使用。

再进一步的，所述五级抽汽腔室和排汽腔室分别对应回热系统2#高加抽汽口9、3#高加抽汽口10、4#高加抽汽口11、5#高加抽汽口12、除氧器用汽口13，排汽进入7#低压加热器8。

本实施方式中，汽源引自主汽轮机超高压缸排汽，经进汽阀门后进入通流，通流级间抽汽提供主汽轮机2～6级回热抽汽即2#、3#、4#、5#高加和除氧器用汽，排汽进入7#低压加热器，排汽溢流进入8#低压加热器，更多溢流可进入中排连通管，本体抽汽口为上下缸间接布置，缩短MCT缸体长度，节约空间。

再进一步的，汽缸外缸4的前端和后端分别采用下缸猫爪支撑在前轴承箱2和后轴承箱3上。

再进一步的，汽缸外缸4的下半部分安装有定中心梁，定中心梁与后轴承箱3轴向固定。

再进一步的，汽缸外缸4与前轴承箱2采用无推拉结构的导向键形式，猫爪能够在前轴承箱2上滑动。

再进一步的，汽缸外缸4的前端和后端分别采用下缸猫爪支撑在前轴承箱2和后轴承箱3上，汽缸外缸4的下半部分安装有定中心梁，定中心梁与前轴承箱2和后轴承箱3轴向固定。

再进一步的，前轴承箱2和后轴承箱3均落地设置，前轴承箱2、后轴承箱3和汽缸外缸4、汽缸内缸5、五级隔板套6和转子7安装成整体后，放置在安装运输支架14上。

本实施方式中，除主汽调节联合阀1外，整体运输至现场，现场安装时对运输支架进行二次灌浆与现场基础形成一体，机组整体安装。

本发明中，MCT为内外缸+隔板套结构，结构简洁合理，适应进汽参数设计，缸体刚度好、强度好、热应力小，采用高窄法兰结构，以适应机组快速启动的需要。

转子为整锻转子，转子刚度好，运行安全性、稳定性、可靠性高。

机组按6级回热系统设计，分别对应主汽轮机2#、3#、4#、5#高压加热器、除氧器、7#低压加热器用汽，排汽溢流进入主汽轮机8#低压加热器。

MCT汽源引自二次再热主汽轮机超高压缸排汽，主汽轮机除1#高加外其余高加及除氧器回热抽汽全部由MCT提供，可有效降低回热抽汽温度，降低回热系统设备、锅炉再热器及管道成本及高温应用风险。

应用MCT，可摆脱主汽轮机最优循环参数选型(一次再热和二次再热压力)带来的高压加热器温升不合理的情况，进一步优化回热系统设计，主汽轮机高压、中压缸通流级间无回热抽汽，通流流动效率可进一步提升。

MCT驱动给水泵运行，效率较常规给水泵汽轮机明显升高。

MCT采用多级小焓降反动式设计，对应抽汽口分上下缸间隔布置，在保证机组具有高通流效率、高安全性的前提下，最大限度缩短家族总长，减少机组占地面积，节约空间、降低基建投资。

通流内全部静叶、动叶采用预扭装配式结构，与传统焊接隔板相比，装配结构没有焊缝，避免了焊接和焊接后的热处理带来的通流变形，运行一段时间后无焊接处热应力释放，长时保效性更好。

MCT采用全周进汽形式，阀门与汽缸直接连接，有效的降低进口位置蒸汽压力损失，避免蒸汽品质的浪费。

MCT轴系驱动发电机，可为电站提供厂用电需求。

虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。