一种超高压冲动式汽轮机制造技术

本发明专利技术涉及一种超高压冲动式汽轮机，包括：单个汽缸，其具有高压缸体和中低压缸体；单个转子，其安装在所述汽缸中并延伸经过所述高压缸体和所述中低压缸体；多个叶片级，其中每个叶片级包括设置在所述汽缸内壁上的多个静叶片和设置在所述转子上的多个动叶片；其中，所述汽缸包括位于所述高压缸体上的高压缸进汽口和高压缸出汽口、位于所述高压缸体上的高压中排抽汽口以及位于所述中低压缸体上的中低压缸进汽口，所述高压缸出汽口通过连通管与所述中低压缸进汽口直接连通。本发明专利技术的汽轮机可以在发出电力的同时提供大量的工业用汽。

【技术实现步骤摘要】
一种超高压冲动式汽轮机
本专利技术涉及汽轮机领域，更具体地说，本专利技术涉及一种超高压冲动式汽轮机，尤其是一种超高压双抽汽冲动凝汽式汽轮机。
技术介绍
汽轮机是火力发电行业主要生产设备之一。汽轮机是一个以水蒸汽为介质的复杂能源转换机械设备，起着把蒸汽的热能转化为机械能，并最终带动发电机将机械能转化为电能的作用。锅炉产生的高温高压过热蒸汽进入汽轮机后，在汽轮机的每一级动静叶片之间产生热能和动能的转换，通过逐级膨胀作功，高速流动的蒸汽推动转子高速旋转，带动发电机长期工作，将机械能转换成巨大的电能。汽轮机根据蒸汽气流在透平动静叶间的工作特性可分为冲动式汽轮机与反动式汽轮机。冲动式汽轮机中的蒸汽气流在动叶间只改变方向，主要在静叶间膨胀加速，透平的级反力度小。现阶段国内设计生产的汽轮机大多数为冲动式汽轮机。100MW～200MW功率等级的汽轮机，通常采用超高压冲动式结构。超高压冲动式汽轮机的进汽初参数最佳取值范围为：压力12.7Mpa～13.7Mpa、温度530℃～560℃。现有的100MW～200MW功率等级的超高压冲动式汽轮机设计中，一般采用双缸、双转子、多排汽结构，这主要因为该功率等级汽轮机进汽初参数为超高压决定的。对于超高压汽轮机来说，若要达到100MW～200MW的输出功率，必须有相应的蒸汽流量与出口背压匹配。汽轮机根据进汽排汽参数进行相关热力、汽动、通流、结构设计。同时考虑到汽轮机材料强度、制造工艺、汽动性能，国内外汽轮机厂家对该功率等级汽轮机一般均采用双转子、双缸、多排汽结构，主要是双缸、双排汽结构。现有的汽轮机根据蒸汽在汽轮机工作压力等级，可分为多个独立的汽缸，例如高压缸、中压缸和低压缸。每个汽缸内设有一个独立的转子或联合转子，多个转子之间通过联轴器连接在一起。蒸汽作功后的排汽从汽轮机低压缸的多个低压排汽口排出。现有的超高压进汽参数汽轮机存在多缸、多转子、多排汽特点，其结构复杂，机组总长度等外形尺寸大，重量大，制造成本高等缺点与不足。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种新的超高压冲动式汽轮机，其可具有简单紧凑的结构，可以克服现有汽轮机存在的至少一项缺点与不足，并且还具有高压非调整抽汽和中压可调整抽汽的双抽汽功能。根据本专利技术的技术方案，一种超高压冲动式汽轮机，包括：单个汽缸，其具有高压缸体和中低压缸体；单个转子，其安装在所述汽缸中并延伸经过所述高压缸体和所述中低压缸体；多个叶片级，其中每个叶片级包括设置在所述汽缸内壁上的多个静叶片和设置在所述转子上的多个动叶片；其中，所述汽缸包括位于所述高压缸体上的高压缸进汽口和高压缸出汽口、位于所述高压缸体上的高排中压抽汽口以及位于所述中低压缸体上的中低压缸进汽口，所述高压缸出汽口通过连通管与所述中低压缸进汽口直接连通。单缸单转子结构可以使整个汽轮机的长度大大缩短，体积大大减小，并且结构简单、紧凑、强度及安全性大幅度提高。使蒸汽在高压缸体和中低压缸体之间直接连通可以省去中间再热的环节，进一步简化结构。同时，通过高排中压抽汽口可以大量抽出中压蒸汽提供给下游工业用汽用户。例如，汽轮机100在额定功率150MW不变的情况下，高排中压抽汽口处的中压抽汽流量最大值可达高压缸进汽口流量的30％-35％。优选地，所述连通管上设置有膨胀补偿装置。膨胀补偿装置可以吸收连通管与汽缸之间的热膨胀位移差值，防止连通管和汽缸受力而拉伸变形或损坏。优选地，所述膨胀补偿装置包括：管体，其第一端与所述连通管相连通且第二端封闭；邻近所述第一端设置的第一波纹管；邻近所述第二端设置的第二波纹管；以及连接至所述管体的所述第一端和所述第二端的拉杆。优选地，所述连通管设有用于同时调整所述高压缸出汽口和所述高排中压抽汽口的流量的流量调整机构。优选地，所述流量调整机构包括靠近所述高压缸体处设置的蝶阀，所述蝶阀的开启程度可以在最小安全开度至全开启之间调节。这可以确保流入中低压缸体内的蒸汽流量有一个保证安全工作的最小值。根据该蝶阀的开启程度，不仅可以有效调节从高压缸出汽口到中低压缸进汽口的蒸汽用于驱动中低压缸体内的叶片级作用，还可相应地调节高排中压抽气口处的抽取蒸汽流量用于工业用户。优选地，所述高压缸体中至少一部分缸体为双层缸体，包括外层缸体、内层缸体和在其间形成的至少第一个夹层空间，所述第一个夹层空间将所述内层缸体的出口侧连通至所述高压缸体出汽口和所述高排中压抽汽口。双层缸体可以降低外层缸体的工作压力和温度并提高外层缸体的强度和安全性，并且提供了一个有利的高压缸出汽口以及高排中压抽汽口安装配置。优选地，所述高压缸体还设有位于所述高压缸出汽口上游的高压抽汽口，所述内层缸体和所述外层缸体之间还形成第二个夹层空间，所述内层缸体包括分别固定至所述外层缸体的内层缸体部分和高压隔板套，所述内层缸体部分和所述高压隔板套之间限定出连通所述内层缸体内部和所述第二个夹层空间的环形狭缝，所述第二个夹层空间与所述高压抽汽口相互连通，所述第一个夹层空间和所述第二个夹层空间是相互隔离开的。这样可以满足下游工业系统高压用汽的需求，提高汽轮机效率的同时，利用多个独立安装的内层缸体部分提供了结构简单的工业用高压抽汽配置。优选地，所述高压缸体还设有位于所述高压缸出汽口上游的高压抽汽口。这样可以满足下游工业系统高压用汽的需求，提高汽轮机效率。优选地，所述高压抽汽口是流量不可调整的。这可以有效地维持汽轮机的稳定工作，保证汽轮机和工业系统的协调性。优选地，所述汽轮机的进气量是可调整的且在最大抽汽工况时的进汽量达到额定纯凝工况时的1.8-2倍。例如，汽轮机100在额定功率150MW并且最大工业抽汽量工况时的进汽量可以达到150MW额定纯凝工况时的1.8-2倍，进汽量几乎相当于一台300MW纯凝式汽轮机的进汽量。附图说明图1是根据本专利技术的实施例的超高压冲动式汽轮机的示意图；图2是根据图1的A处放大图；图3是根据图1的B处放大图；图4是根据图1的C处放大图；图5是根据本专利技术的实施例的超高压冲动式汽轮机中转子的示意图；图6是根据本专利技术的实施例的超高压冲动式汽轮机中末级动叶片的示意图；图7是根据图6的末级动叶片根部形状放大图。附图标记说明：100、汽轮机；1、汽缸；21、中心线；2、转子；3、叶片级；30、静叶片；32、动叶片；24、叶轮；4、分界线；40、高压段；42、中低压段；10、高压缸体；11、中低压缸体；107、高压缸进汽口；101、高压缸出汽口；105、高压抽汽口；103、高排中压抽汽口；111、中低压缸进汽口；12、连通管；108、外层缸体；109、内层缸体；1090、内层缸体部分；1091、高压隔板套；102、第一个夹层空间；1092、环形狭缝；106、第二个夹层空间；1082、安装凸脊；104、轴封；115、单层缸体；117、中低压隔板；113、低压排汽口；13、膨胀补偿装置；121、第一段管体；122、第二段管体；130、管体；133、第一波纹管；134、第二波纹管；1301、第一端；1302、第二端；1320、第一法兰；1323、第二法兰；1321、拉杆；1322、导向套；14、蝶阀；26、转子高压段；28、转子中低压段；20、前端；22、后端；34、开孔；320、叶根；322、叶顶；36、围带具体实施方式现参考附图，详细说明本专利技术所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超高压冲动式汽轮机(100)，包括：单个汽缸(1)，其具有高压缸体(10)和中低压缸体(11)；单个转子(2)，其安装在所述汽缸(1)中并延伸经过所述高压缸体(10)和所述中低压缸体(11)；多个叶片级(3)，其中每个叶片级(3)包括设置在所述汽缸(1)内壁上的多个静叶片(30)和设置在所述转子(2)上的多个动叶片(32)；其中，所述汽缸(1)包括位于所述高压缸体(10)上的高压缸进汽口(107)和高压缸出汽口(101)、位于所述高压缸体(10)上的高压中排抽汽口(103)以及位于所述中低压缸体(11)上的中低压缸进汽口(111)，所述高压缸出汽口(101)通过连通管(12)与所述中低压缸进汽口(111)直接连通。

【技术特征摘要】
1.一种超高压冲动式汽轮机(100)，包括：单个汽缸(1)，其具有高压缸体(10)和中低压缸体(11)；单个转子(2)，其安装在所述汽缸(1)中并延伸经过所述高压缸体(10)和所述中低压缸体(11)；多个叶片级(3)，其中每个叶片级(3)包括设置在所述汽缸(1)内壁上的多个静叶片(30)和设置在所述转子(2)上的多个动叶片(32)；其中，所述汽缸(1)包括位于所述高压缸体(10)上的高压缸进汽口(107)和高压缸出汽口(101)、位于所述高压缸体(10)上的高排中压抽汽口(103)以及位于所述中低压缸体(11)上的中低压缸进汽口(111)，所述高压缸出汽口(101)通过连通管(12)与所述中低压缸进汽口(111)直接连通，所述高压缸进汽口(107)的最大进汽量是额定纯凝工况时的1.8～2倍，所述超高压冲动式汽轮机(100)的额定功率为150MW，所述高排中压抽汽口(103)的抽汽量最大值占所述高压缸进汽口(107)进汽量的30％-35％。2.根据权利要求1所述的超高压冲动式汽轮机(100)，其特征在于，所述连通管(12)上设置有膨胀补偿装置(13)。3.根据权利要求2所述的超高压冲动式汽轮机(100)，其特征在于，所述膨胀补偿装置(13)包括：管体(130)，其第一端(1301)与所述连通管(12)相连通且第二端(1302)封闭；邻近所述第一端(1301)设置的第一波纹管(133)；邻近所述第二端(1302)设置的第二波纹管(134)；以及连接至所述管体(130)的所述第一端(1301)和所述第二端(1302)的拉杆(1321)。4.根据权利要求1所述的超高压冲动式汽轮机(100)，其特征在于，所述连通管(12)设有用于同时调整所述高压缸出汽口(101)和所述高排中压抽汽口(103)的流量的流量调整机构。5.根据权利要求4所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡虎，王振鹏，童孟春，黄永琪，张晓光，秦中伟，张学东，崔永强，齐琰，顾亚楠，王学博，孙秀君，夏贺平，杜春艳，杨敏，余凯，贺新宇，马莘源，茜晓阳，温静，孙定博，
申请(专利权)人：北京全三维能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11