專利名稱：一種空冷式高參數(shù)汽輪機(jī)的高中壓合體缸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種空冷式高參數(shù)汽輪機(jī)的高中壓合體缸，屬于汽輪機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
空冷式汽輪機(jī)的排汽采用空氣冷卻，背壓比濕冷式汽輪機(jī)高。濕冷式汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)背壓為4. 9kPa,空冷式汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)背壓的范圍是12kPa至18kPa。由于設(shè)計(jì)背壓的升高，導(dǎo)致空冷式汽輪機(jī)功率下降4. 55%至8. 45%。為了提高空冷式汽輪機(jī)的功率，需要汽輪機(jī)的流量增大4. 55%至8. 45%，以提高空冷式汽輪機(jī)的功率。對(duì)于空冷式高參數(shù)汽輪機(jī)，空冷式超臨界汽輪機(jī)高中壓合體缸的進(jìn)汽溫度為566°C、進(jìn)汽壓力為24. 2MPa，空冷式超超臨界汽輪機(jī)高中壓合體缸的進(jìn)汽溫度為600°C、進(jìn)汽壓力為25MPa，空冷式超高參數(shù)汽輪機(jī)高中壓合體缸的進(jìn)汽溫度達(dá)到680°C至760°C、進(jìn)汽壓力為^MPa至35 MPa0對(duì)于空冷式高參數(shù)汽輪機(jī)，因?yàn)檫M(jìn)汽流量和進(jìn)汽壓力增大，引起高中壓合體缸的工作應(yīng)力增大；又因?yàn)檫M(jìn)汽溫度升高，相同材料的許用應(yīng)力下降，造成使用壽命縮短。以上兩點(diǎn)導(dǎo)致空冷式高參數(shù)汽輪機(jī)高中壓合體缸的設(shè)計(jì)面臨結(jié)構(gòu)安全性設(shè)計(jì)的技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種安全性有保障的空冷式高參數(shù)汽輪機(jī)的高中壓合體缸。為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提供了一種空冷式高參數(shù)汽輪機(jī)的高中壓合體缸，包括高壓持環(huán)和中壓持環(huán)，其特征在于，在高壓持環(huán)的內(nèi)側(cè)設(shè)有高壓隔板套和高壓隔熱罩，在中壓持環(huán)的內(nèi)側(cè)設(shè)有中壓隔板套和中壓隔熱罩，高壓前3級(jí)隔板和中壓前3級(jí)隔板分別設(shè)于高壓隔板套和中壓隔板套內(nèi)，高壓隔熱罩和中壓隔熱罩分別位于高壓隔板套和中壓隔板套的前側(cè)。優(yōu)選地，所述的高壓隔板套與高壓持環(huán)之間的間隙以及中壓隔板套與中壓持環(huán)之間的間隙皆為10 15mm。優(yōu)選地，所述的高壓隔熱罩與高壓持環(huán)之間的間隙以及中壓隔熱罩與中壓持環(huán)之間的間隙皆為10 15mm。優(yōu)選地，所述的高壓隔板套、中壓隔板套、高壓隔熱罩和中壓隔熱罩的內(nèi)外表面皆采用真空等離子工藝噴涂隔熱涂層。優(yōu)選地，所述的高壓隔板套、中壓隔板套、高壓隔熱罩和中壓隔熱罩采用相同的材料，高壓持環(huán)、中壓持環(huán)以及高壓內(nèi)缸采用相同的材料，高壓隔板套、中壓隔板套、高壓隔熱罩和中壓隔熱罩的材料的高溫長時(shí)力學(xué)性能優(yōu)于高壓持環(huán)、中壓持環(huán)以及高壓內(nèi)缸的材料。更優(yōu)選地，對(duì)于進(jìn)汽溫度為566°C的空冷式超臨界汽輪機(jī)，高壓持環(huán)、中壓持環(huán)和高壓內(nèi)缸采用CrMoV鑄鋼，高壓隔板套、中壓隔板套、高壓隔熱罩和中壓隔熱罩采用鉻重量含量為9% 1 的鑄鋼；對(duì)于進(jìn)汽溫度為600°C的空冷式超超臨界汽輪機(jī)，高壓持環(huán)、中壓持環(huán)和高壓內(nèi)缸采用鉻重量含量為9% 1 的鑄鋼，高壓隔板套、中壓隔板套、高壓隔熱罩和中壓隔熱罩采用含鈷的鉻重量含量為9% 12%的鑄鋼；對(duì)于進(jìn)汽溫度為680°C至760°C 的空冷式超高參數(shù)汽輪機(jī)，高壓持環(huán)、中壓持環(huán)和高壓內(nèi)缸采用含鈷的鉻重量含量為9% 12%的鑄鋼，高壓隔板套、中壓隔板套、高壓隔熱罩和中壓隔熱罩采用鎳基合金。更優(yōu)選地，所述的冷式高參數(shù)汽輪機(jī)的高中壓合體缸還包括中壓內(nèi)缸、高壓噴嘴室、中壓進(jìn)汽室、高壓進(jìn)汽管和中壓進(jìn)汽管，中壓內(nèi)缸、高壓噴嘴室、中壓進(jìn)汽室、高壓進(jìn)汽管和中壓進(jìn)汽管的材料與高壓隔板套、中壓隔板套、高壓隔熱罩和中壓隔熱罩采用相同的材料。優(yōu)選地，在與高中壓外缸連接的高壓持環(huán)上，沿圓周方向開有直徑為IOmm 20mm 的20個(gè)至30個(gè)軸向小孔。使高中壓缸中間軸封的漏汽作為冷卻蒸汽流過高壓內(nèi)缸與高壓持環(huán)的外表面，流入高壓排汽，進(jìn)一步降低高壓內(nèi)缸與高壓持環(huán)的高溫區(qū)域的工作溫度。本發(fā)明的空冷式高參數(shù)汽輪機(jī)的高中壓合體缸，采用了隔熱罩、隔板套新結(jié)構(gòu)，隔板套與隔熱罩內(nèi)外表面噴涂隔熱涂層，隔板套與隔熱罩的材料采用高溫長時(shí)力學(xué)性能優(yōu)于持環(huán)的耐熱鋼，高壓內(nèi)缸與高壓持環(huán)的外表面采用蒸汽冷卻技術(shù)，達(dá)到的技術(shù)效果是降低了高中壓合體缸的高溫區(qū)域的工作該溫度，降低了高溫部件的熱應(yīng)力，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是在大流量的工況下提高了空冷式高參數(shù)汽輪機(jī)高中壓合體缸結(jié)構(gòu)的運(yùn)行安全性。


圖1為空冷式高參數(shù)700MW汽輪機(jī)高中壓合體缸的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。實(shí)施例1
某型號(hào)空冷式700MW汽輪機(jī)，主蒸汽壓力^MPa,高壓進(jìn)汽和中壓進(jìn)汽的溫度為700°C， 低壓缸排汽壓力為15kPa ；與濕冷式600MW汽輪機(jī)相比，通流部分流量增大33%。如圖1所示，為空冷式高參數(shù)700MW汽輪機(jī)高中壓合體缸的結(jié)構(gòu)示意圖，該型號(hào)汽輪機(jī)的高中壓合體缸由高壓隔板套1、中壓隔板套2、高壓隔熱罩3，中壓隔熱罩4、高壓持環(huán)5、中壓持環(huán)6、 高壓內(nèi)缸7、中壓內(nèi)缸8、高壓噴嘴室9、中壓進(jìn)汽室10、高壓進(jìn)汽管11、中壓進(jìn)汽管12和高中壓外缸13等組成。在高壓持環(huán)5的內(nèi)側(cè)設(shè)有高壓隔板套1和高壓隔熱罩3，在中壓持環(huán)6的內(nèi)側(cè)設(shè)有中壓隔板套2和中壓隔熱罩4，高壓前3級(jí)隔板和中壓前3級(jí)隔板分別設(shè)于高壓隔板套1和中壓隔板套2內(nèi)，高壓隔熱罩3和中壓隔熱罩4分別位于高壓隔板套1和中壓隔板套2的前側(cè)。所述的高壓隔板套1與高壓持環(huán)5之間的間隙以及中壓隔板套2與中壓持環(huán)6之間的間隙皆為10mm。所述的高壓隔熱罩3與高壓持環(huán)5之間的間隙以及中壓隔熱罩4與中壓持環(huán)6之間的間隙皆為10mm。安裝時(shí)，高壓隔板套1上安裝高壓缸前3級(jí)隔板，高壓隔板套 1安裝在高壓持環(huán)5上，中壓隔板套2上安裝中壓缸前3級(jí)隔板，中壓隔板套2安裝在中壓持環(huán)6上，高壓隔熱罩3用螺栓固定在高壓持環(huán)5上，中壓隔熱罩4用螺栓固定在中壓持環(huán) 6上，高壓持環(huán)5、高壓內(nèi)缸7、中壓內(nèi)缸8與高中壓外缸13采用螺栓固定，中壓持環(huán)6與中壓內(nèi)缸8采用螺栓固定。高壓隔板套1、中壓隔板套2、高壓隔熱罩3、中壓隔熱罩4的內(nèi)外表面采用現(xiàn)有的
4真空等離子工藝噴涂隔熱涂層(Cu-Ni-h合金粉末)。高壓隔板套1、中壓隔板套2、高壓隔熱罩3、中壓隔熱罩4、中壓內(nèi)缸8、高壓噴嘴室9、中壓進(jìn)汽室10、高壓進(jìn)汽管11、中壓進(jìn)汽管12采用鎳基合金，高壓持環(huán)5、中壓持環(huán)6和高壓內(nèi)缸7采用含鈷的鉻重量含量為10% 的鑄鋼，高中壓外缸13采用CrMoV鋼。高壓隔板套1、中壓隔板套2、高壓隔熱罩3和中壓隔熱罩4的材料的高溫長時(shí)力學(xué)性能優(yōu)于高壓持環(huán)5、中壓持環(huán)6以及高壓內(nèi)缸7的材料。 在與高中壓外缸13連接的高壓持環(huán)5上，沿圓周方向開有直徑為IOmm的20個(gè)軸向小孔， 使高中壓缸中間軸封的漏汽作為冷卻蒸汽流過高壓內(nèi)缸7、高壓持環(huán)5和高中壓外缸13之間的夾層流入高壓排汽。采用本發(fā)明提出的新結(jié)構(gòu)和新技術(shù)方案后，經(jīng)該型號(hào)空冷式汽輪機(jī)高中壓合體缸溫度場和應(yīng)力場有限元數(shù)值計(jì)算分析，高壓持環(huán)5、中壓持環(huán)6和高壓內(nèi)缸 7的工作溫度均低于630°C，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于高壓進(jìn)汽與中壓進(jìn)汽溫度700°C，使得高壓持環(huán)、中壓持環(huán)、高壓內(nèi)缸可以采用含鈷的鉻重量含量為9% 1 的鑄鋼，工作應(yīng)力小于許用應(yīng)力，能夠保障該型號(hào)空冷式高參數(shù)汽輪機(jī)的長周期安全運(yùn)行。高壓持環(huán)、中壓持環(huán)和高壓內(nèi)缸采用含鈷的鉻重量含量為9% 12%的鑄鋼，既節(jié)約了昂貴的鎳基合金材料，又提高了該型號(hào)空冷式高參數(shù)高中壓合體缸的結(jié)構(gòu)運(yùn)行安全性。
權(quán)利要求
1.一種空冷式高參數(shù)汽輪機(jī)的高中壓合體缸，包括高壓持環(huán)(5)和中壓持環(huán)(6)，其特征在于，在高壓持環(huán)(5)的內(nèi)側(cè)設(shè)有高壓隔板套(1)和高壓隔熱罩(3)，在中壓持環(huán)(6)的內(nèi)側(cè)設(shè)有中壓隔板套(2)和中壓隔熱罩(4)，高壓前3級(jí)隔板和中壓前3級(jí)隔板分別設(shè)于高壓隔板套(1)和中壓隔板套(2)內(nèi)，高壓隔熱罩(3)和中壓隔熱罩(4)分別位于高壓隔板套 (1)和中壓隔板套(2)的前側(cè)。
2.如權(quán)利要求1所述的空冷式高參數(shù)汽輪機(jī)的高中壓合體缸，其特征在于，所述的高壓隔板套(1)與高壓持環(huán)(5 )之間的間隙以及中壓隔板套(2 )與中壓持環(huán)(6 )之間的間隙皆為10 15mm。
3.如權(quán)利要求1所述的空冷式高參數(shù)汽輪機(jī)的高中壓合體缸，其特征在于，所述的高壓隔熱罩(3)與高壓持環(huán)(5)之間的間隙以及中壓隔熱罩(4)與中壓持環(huán)(6)之間的間隙皆為10 15mm。
4.如權(quán)利要求1所述的空冷式高參數(shù)汽輪機(jī)的高中壓合體缸，其特征在于，所述的高壓隔板套(1)、中壓隔板套(2)、高壓隔熱罩(3)和中壓隔熱罩(4)的內(nèi)外表面皆采用真空等離子工藝噴涂隔熱涂層。
5.如權(quán)利要求1所述的空冷式高參數(shù)汽輪機(jī)的高中壓合體缸，其特征在于，所述的高壓隔板套(1)、中壓隔板套(2)、高壓隔熱罩(3)和中壓隔熱罩(4)采用相同的材料，高壓持環(huán)(5)、中壓持環(huán)(6)以及高壓內(nèi)缸(7)采用相同的材料，高壓隔板套(1)、中壓隔板套(2)、 高壓隔熱罩(3)和中壓隔熱罩(4)的材料的高溫長時(shí)力學(xué)性能優(yōu)于高壓持環(huán)(5)、中壓持環(huán) (6)以及高壓內(nèi)缸(7)的材料。
6.如權(quán)利要求5所述的空冷式高參數(shù)汽輪機(jī)的高中壓合體缸，其特征在于，對(duì)于進(jìn)汽溫度為566°C的空冷式超臨界汽輪機(jī)，高壓持環(huán)(5)、中壓持環(huán)(6)和高壓內(nèi)缸(7)采用 CrMoV鑄鋼，高壓隔板套(1)、中壓隔板套(2)、高壓隔熱罩(3)和中壓隔熱罩(4)采用鉻重量含量為9% 12%的鑄鋼；對(duì)于進(jìn)汽溫度為600°C的空冷式超超臨界汽輪機(jī)，高壓持環(huán)(5)、 中壓持環(huán)(6)和高壓內(nèi)缸(7)采用鉻重量含量為9% 12%的鑄鋼，高壓隔板套(1)、中壓隔板套(2)、高壓隔熱罩(3)和中壓隔熱罩(4)采用含鈷的鉻重量含量為9% 12%的鑄鋼；對(duì)于進(jìn)汽溫度為680°C至760°C的空冷式超高參數(shù)汽輪機(jī)，高壓持環(huán)(5)、中壓持環(huán)(6)和高壓內(nèi)缸(7)采用含鈷的鉻重量含量為9% 12%的鑄鋼，高壓隔板套(1)、中壓隔板套(2)、高壓隔熱罩(3)和中壓隔熱罩(4)采用鎳基合金。
7.如權(quán)利要求1所述的空冷式高參數(shù)汽輪機(jī)的高中壓合體缸，其特征在于，所述的冷式高參數(shù)汽輪機(jī)的高中壓合體缸還包括中壓內(nèi)缸(8)、高壓噴嘴室(9)、中壓進(jìn)汽室(10)、 高壓進(jìn)汽管(11)和中壓進(jìn)汽管(12)，中壓內(nèi)缸(8)、高壓噴嘴室(9)、中壓進(jìn)汽室(10)、高壓進(jìn)汽管(11)和中壓進(jìn)汽管(12)的材料與高壓隔板套(1)、中壓隔板套(2)、高壓隔熱罩(3) 和中壓隔熱罩(4)采用相同的材料。
8.如權(quán)利要求1所述的空冷式高參數(shù)汽輪機(jī)的高中壓合體缸，其特征在于，在與高中壓外缸(13)連接的高壓持環(huán)(5)上，沿圓周方向開有直徑為IOmm 20mm的20個(gè)至30個(gè)軸向小孔。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種空冷式高參數(shù)汽輪機(jī)的高中壓合體缸，包括高壓持環(huán)和中壓持環(huán)，其特征在于，在高壓持環(huán)的內(nèi)側(cè)設(shè)有高壓隔板套和高壓隔熱罩，在中壓持環(huán)的內(nèi)側(cè)設(shè)有中壓隔板套和中壓隔熱罩，高壓前3級(jí)隔板和中壓前3級(jí)隔板分別設(shè)于高壓隔板套和中壓隔板套內(nèi)，高壓隔熱罩和中壓隔熱罩分別位于高壓隔板套和中壓隔板套的前側(cè)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是在大流量的工況下提高了空冷式高參數(shù)汽輪機(jī)高中壓合體缸結(jié)構(gòu)的運(yùn)行安全性。
文檔編號(hào)F01D25/08GK102562187SQ20111043058
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月21日
發(fā)明者何阿平, 危奇, 史進(jìn)淵, 楊宇, 汪勇, 沈國平, 蔣浦寧, 鄧志成, 陽虹 申請(qǐng)人:上海上發(fā)院發(fā)電成套設(shè)備工程有限公司, 上海發(fā)電設(shè)備成套設(shè)計(jì)研究院, 上海電氣電站設(shè)備有限公司