一種汽輪機整體式雙層低壓內缸的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種汽輪機整體式雙層低壓內缸，包括外內缸、內內缸、進汽室和隔板套；所述外內缸、內內缸、進氣室和隔板套鑄造或焊接為一體；所述進汽室兩側布置有若干回熱抽汽腔室和相應的回熱抽汽口；所述進汽室有進汽口和進汽環(huán)形通道；所述進汽環(huán)形通道至外內缸的低壓一回熱抽汽口間有一圈完整的內內缸，形成蒸汽向兩端膨脹流動通道。本發(fā)明通過設置完整一圈內內缸，利用低壓內缸下部空間再布置低壓一回熱抽汽口，用回熱低壓一抽蒸汽就實現對低壓進汽高溫部分進行冷卻，熱應力大幅降低；無需設置額外的冷卻汽引入和疏水系統(tǒng)，不會引起級間串汽泄漏；同時抽口開孔數量減少、結構簡化，低壓內缸的密封可靠性、持久性和經濟性提高。
【專利說明】
一種汽輪機整體式雙層低壓內缸
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及汽輪機低壓內缸結構，具體地講是一種汽輪機整體式雙層低壓內缸。
【背景技術】
[0002]隨著汽輪機向高參數、大容量發(fā)展，低壓內缸尺寸越來越大，其剛性、汽密性要求越來越高，但目前傳統(tǒng)低壓內缸存在結構復雜、汽密性差，易變形漏汽、可靠性差等問題。具體介紹如下:
1、在裝配式進汽室單層低壓內缸結構中，其進汽室與低壓內缸的徑向配合面采用鍵連接，連接部設有徑向和軸向熱膨脹間隙；進汽室與低壓內缸的其它連接部位采用活動連接件連接;進汽室由搭子支撐于低壓內缸上。該結構進汽部分徑向和軸向配合面間隙始終存在，引起進汽泄露，同時進汽部分中分面法蘭內外壁溫差為進汽溫度與低壓排汽溫度之差，即使以0.6MPa.a,300°C低壓進汽，5kPa.a排汽背壓對應排汽溫度約33°C，則工作溫差260°C以上，加之內外壁壓差約0.6 MPa.a,使低壓進汽部分水平中分面法蘭內外壁熱應力大;而對1.0 MPa.a、375°C低壓進汽機組則熱應力更大，使機組運行一段時間后即出現變形漏汽，后續(xù)相鄰抽汽超溫，經濟性惡化。每側布置抽汽口開孔多，對主流擾流大，影響機組經濟性；同時內缸下半進汽通道占用中心線附近空間，使低壓內缸下半抽口布置空間減少，抽口布置緊張密集，排管困難。
[0003]2、在單層整體式低壓內缸結構中，將低壓內缸和進汽室焊接或鑄造為一體，原裝配式結構進汽部分徑向和軸向配合面間隙存在引起進汽泄露問題得到解決，但進汽部分中分面法蘭內外壁熱應力大，引起變形漏汽，后續(xù)抽汽超溫、經濟性惡化和抽口開孔多、布置緊張密集、排管困難問題仍未解決。
[0004]3、在進汽部分帶隔熱設計低壓內缸中，在低壓內缸進汽室區(qū)域設置隔熱夾層，隔熱夾層由上下部分組成獨立腔室，上半分左、右腔室，下半為整體腔室，引低壓二級后抽汽進入夾層內，經低壓二級后抽汽口流出，腔室低點設疏水孔與二級后抽汽腔室相通，隔熱夾層內設撐筋，該設計可緩解低壓進汽部分溫差大、變形漏汽問題;但存在結構復雜、引汽疏水系統(tǒng)復雜、解決了汽缸變形漏汽卻帶來級間串汽泄漏、影響經濟性等新問題；同時抽口開孔密集、布置緊張、排管困難問題仍得不到解決。
[0005]以上三種結構均具有較為明顯的結構缺點，無法滿足大型機組長期高效、可靠運行需求。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明的目的是為了解決上述大型機組低壓內缸存在的技術問題，提供一種汽輪機整體式雙層低壓內缸，不僅解決了大型機組低壓內缸變形漏汽的問題，還解決了低壓抽汽口布置的問題，提高了機組持久運行的可靠性和經濟性。
[0007]實現本發(fā)明的技術方案是:一種汽輪機整體式雙層低壓內缸，包括外內缸、內內缸、進汽室和隔板套;所述外內缸、內內缸、進氣室和隔板套鑄造或焊接為一體;所述進汽室兩側布置有若干回熱抽汽腔室和相應的回熱抽汽口；所述進汽室有進汽口和進汽環(huán)形通道;所述進汽環(huán)形通道至外內缸的低壓一回熱抽汽口間有一圈完整的內內缸，形成蒸汽向兩端膨脹流動通道。
[0008]作為特例一:所述低壓內缸布置有二級回熱抽汽腔室，其沿低壓進汽中心線左右對稱;所述內內缸自身左、右兩側構成低壓一抽回熱抽汽腔室；內內缸左、右段與隔板套均在低壓二回熱抽汽口處斷開，構成左右低壓二抽回熱抽汽腔室。
[0009]所述低壓內缸在水平中分面處分上半和下半;所述上半包括含進汽口的內內缸上半、左隔板套上半、右隔板套上半、外內缸上半、水平法蘭上半;所述進汽口與內內缸上半采用整體鑄造，隔板套采用鑄造，它們與外內缸上半、水平法蘭采用焊接結構，內內缸上半貫穿外內缸上半;所述下半包括內內缸下半、左隔板套下半、右隔板套下半、外內缸下半、水平法蘭下半、低壓一回熱抽汽口、低壓二回熱抽汽口；內內缸下半、隔板套均采用鑄造，它們與外內缸下半、水平法蘭采用焊接結構。
[0010]作為特例二:所述低壓內缸布置有三級回熱抽汽室，其沿低壓進汽中心線左右不對稱，所述內內缸自身左、右兩側構成低壓一抽回熱抽汽腔室；內內缸左段與左隔板套在低壓二回熱抽汽口處斷開，內內缸右段與右隔板套在低壓三回熱抽汽口處斷開，分別構成低壓二、三抽回熱抽汽腔室。
[0011]所述低壓內缸在水平中分面處分上半和下半;所述上半包括含進汽口的內內缸上半、左隔板套上半、右隔板套上半、外內缸上半、水平法蘭上半;所述進汽口與內內缸上半采用整體鑄造，隔板套采用鑄造，它們與外內缸上半、水平法蘭采用焊接結構，內內缸上半貫穿外內缸上半;所述低壓內缸下半包括內內缸下半、左隔板套下半、右隔板套下半、外內缸下半、水平法蘭下半、低壓一回熱抽汽口、低壓二回熱抽汽口，內內缸下半、隔板套均采用鑄造，它們與外內缸下半、水平法蘭采用焊接結構。
[0012]作為特例三:所述低壓內缸布置有四級回熱抽汽室，其沿低壓進汽中心線左右不對稱，所述內內缸沿進汽中心線設置低壓一、二回熱抽汽腔室分隔板，在內內缸自身左、右兩側分別構成低壓一、二抽回熱抽汽腔室；內內缸左段與左隔板套在低壓三回熱抽汽口處斷開、內內缸右段與右隔板套在低壓四回熱抽汽口處斷開，分別構成低壓三、四抽回熱抽汽腔室。
[0013]所述低壓內缸在水平中分面處分上半和下半;所述上半包括含進汽口及低壓一、二回熱抽汽腔室分隔板的內內缸上半，左隔板套上半，右隔板套上半，外內缸上半，水平法蘭上半;所述進汽口與內內缸上半采用整體鑄造，隔板套采用鑄造，它們與外內缸上半、水平法蘭采用焊接結構，內內缸上半貫穿外內缸上半;所述低壓內缸下半包括內內缸下半、左隔板套下半、右隔板套下半、外內缸下半、水平法蘭下半、低壓一回熱抽汽口、低壓二回熱抽汽口；所述內內缸下半、隔板套均采用鑄造，它們與外內缸下半、水平法蘭采用焊接結構。
[0014]本發(fā)明的有益技術效果:
1、本發(fā)明取消裝配式進汽室、消除凸肩漏汽，通過增加完整一圈內內缸，利用低壓內缸下部空間再布置低壓一回熱抽汽口，用回熱低壓一抽蒸汽就實現對低壓進汽高溫部分進行冷卻，降低溫差約120°c、熱應力大幅降低;還無需設置額外的冷卻汽引入和疏水系統(tǒng)，不會引起級間串汽泄漏；同時抽口開孔數量減少、結構簡化，機組運行時低壓內缸的密封可靠性、持久性和經濟性提高。
[0015]2、本發(fā)明結構簡潔有效、設計創(chuàng)新。
【附圖說明】
[0016]圖1為實施例1結構示意圖；
圖2為圖1的A-A視圖；
圖3為實施例2結構示意圖；
圖4為實施例2的內缸下半結構示意圖；
圖5為實施例3結構示意圖；
圖6為實施例3的內缸下半結構示意圖；
圖中標號一進汽口，2—進汽室，3—進汽通道，4一內內缸，5—外內缸，6—低壓一抽回熱抽汽腔室，7—低壓二抽回熱抽汽腔室，8-低壓三抽回熱抽汽腔室，9-低壓四抽回熱抽汽腔室，10-低壓一回熱抽汽口，11-低壓二回熱抽汽口，12-低壓三回熱抽汽口，13-低壓四回熱抽汽口，14-左隔板套，15-右隔板套，16-內內缸撐桿，17-低壓一、二回熱抽汽腔室分隔板。
【具體實施方式】
[0017]一種汽輪機整體式雙層低壓內缸，包括外內缸5、內內缸4、進汽室2和隔板套;所述外內缸5、內內缸4、進氣室2和隔板套鑄造或焊接為一體;所述進汽室2兩側布置有若干回熱抽汽腔室和相應的回熱抽汽口 ；所述進汽室2有進汽口 I和進汽環(huán)形通道3;所述進汽環(huán)形通道3至外內缸5的低壓一回熱抽汽口 10間有一圈完整的內內缸4，形成蒸汽向兩端膨脹流動通道。所述內內缸4由內內缸撐桿16支撐于外內缸5上。
[0018]雙層整體低壓內缸分為上下兩半，采用水平中分面法蘭結構、外內缸5采用通孔螺栓連接，內內缸4、隔板套采用栽絲螺栓連接;外內缸5壁板根據焊接工藝需進行分段設計?，F依據低壓內缸需布置的回熱抽汽級數量結合附圖作進一步說明。
[0019]實施例1
如圖1、圖2所示，雙層整體低壓內缸按二級回熱抽汽布置時，其沿進汽腔室2中心線左右對稱;所述內內缸4自身左、右兩側構成低壓一抽回熱抽汽腔室6 ；內內缸4左、右段與隔板套均在低壓二回熱抽汽口 11處斷開，構成左右低壓二抽回熱抽汽腔室7。
[0020]雙層整體低壓內缸上半包括含進汽口 I的內內缸4上半、左隔板套14上半、右隔板套15上半、外內缸5上半、水平法蘭上半等，進汽口 I與內內缸4上半采用整體鑄造，隔板套采用鑄造，它們與外內缸5上半、水平法蘭采用焊接結構，內內缸4上半貫穿外內缸5上半。
[0021]雙層整體低壓內缸下半包括內內缸4下半、左隔板套14下半、右隔板套15下半、夕卜內缸5下半、水平法蘭下半、低壓一回熱抽汽口 10、低壓二回熱抽汽口 11等，內內缸下半、隔板套均采用鑄造，它們與外內缸5下半、水平法蘭采用焊接結構。
[0022]所述內內缸4與外內缸5構成低壓一抽回熱抽汽腔室6，利用外內缸5下半進汽中心線附近空間布置低壓一回熱抽汽口 10，實現利用回熱低壓一抽抽汽，不用配置額外隔熱抽汽系統(tǒng)和疏水系統(tǒng)即實現對低壓進汽高溫部分進行冷卻，溫差、壓差大幅降低，熱應力也大幅降低，徹底解決變形漏汽問題。
[0023]同時低壓下半進汽中心線附近空間得以利用布置低壓一回熱抽汽口10，無需按傳統(tǒng)結構只能在低壓左右兩側均布置低壓一回熱抽汽口 10，減少該級抽口開孔個數、后續(xù)抽口布置空間也更大更容易，使低壓內缸抽口開孔布置緊張、排管困難問題得到解決，抽口開孔數減少對通流擾流降低，經濟性提升。
[0024]
實施例2
如圖3、圖4所示，雙層整體低壓內缸需布置三級回熱抽汽時，其沿進汽中心線左右不對稱，所述內內缸4自身左、右兩側構成低壓一抽回熱抽汽腔室6;內內缸4左段與左隔板套14在低壓二回熱抽汽口 11處斷開，內內缸4右段與右隔板套15在低壓三回熱抽汽口 12處斷開，分別構成低壓二、三抽回熱抽汽腔室7、8。
[0025]雙層整體低壓內缸上半包括含進汽口 I的內內缸4上半、左隔板套14上半、右隔板套15上半、外內缸5上半、水平法蘭上半等，進汽口 I與內內缸4上半采用整體鑄造，隔板套采用鑄造，它們與外內缸5上半、水平法蘭采用焊接結構，內內缸4上半貫穿外內缸5上半。
[0026]雙層整體低壓內缸下半包括內內缸4下半、左隔板套14下半、右隔板套15下半、夕卜內缸5下半、水平法蘭下半、低壓一回熱抽汽口 10、低壓二回熱抽汽口 11等，內內缸下半、隔板套均采用鑄造，它們與外內缸5下半、水平法蘭采用焊接結構。
[0027]內內缸4與外內缸5構成低壓一抽回熱抽汽腔室6，利用外內缸5下半進汽中心線附近空間布置低壓一回熱抽汽口 10，實現利用回熱低壓一抽抽汽、不用配置額外隔熱抽汽系統(tǒng)和疏水系統(tǒng)即實現對低壓進汽高溫部分進行冷卻，溫差、壓差大幅降低，熱應力也大幅降低，徹底解決變形漏汽問題。
[0028]同時低壓下半進汽中心線附近空間得以利用布置低壓一回熱抽汽口10，再通過內內缸4左右非對稱設計布置低壓二、三回熱抽汽口 11、12，無需按傳統(tǒng)結構左右兩側均布置低壓各級回熱抽口，減少抽口開孔個數、布置空間也更大更容易，使低壓內缸抽口開孔布置緊張、排管困難問題得到解決，抽口開孔數減少對通流擾流降低，經濟性提升。
[0029]實施例3
如圖5、圖6所示，雙層整體低壓內缸需布置四級回熱抽汽時，其沿進汽中心線左右不對稱，所述內內缸4沿進汽中心線設置低壓一、二回熱抽汽腔室分隔板17，在內內缸4自身左、右兩側分別構成低壓一、二抽回熱抽汽腔室6、7;內內缸4左段與左隔板套14在低壓三回熱抽汽口 12處斷開，內內缸4右段與右隔板套15在低壓四回熱抽汽口 13處斷開，分別構成低壓三、四抽回熱抽汽腔室8、9。
[0030]雙層整體低壓內缸上半包括進汽口I及低壓一、二回熱抽汽腔室分隔板17的內內缸4上半，左隔板套14上半，右隔板套15上半，外內缸5上半，水平法蘭上半等，進汽I與內內缸4上半采用整體鑄造，隔板套采用鑄造，它們與外內缸5上半、水平法蘭采用焊接結構，內內缸4上半貫穿外內缸5上半。
[0031]雙層整體低壓內缸下半包括內內缸4下半、左隔板套14下半、右隔板套15下半、夕卜內缸5下半、水平法蘭下半、低壓一回熱抽汽口 10、低壓二回熱抽汽口 11等，內內缸4下半、隔板套均采用鑄造，它們與外內缸5下半、水平法蘭采用焊接結構。
[0032]內內缸4與外內缸5構成低壓一抽回熱抽汽腔室6，利用外內缸5下半進汽中心線附近空間布置低壓一回熱抽汽口 10，實現利用回熱低壓一抽抽汽、不用配置額外隔熱抽汽系統(tǒng)和疏水系統(tǒng)即實現對低壓進汽高溫部分進行冷卻，溫差、壓差大幅降低，熱應力也大幅降低，徹底解決變形漏汽問題。
[0033]同時低壓一、二回熱抽汽腔室分隔板17設計、利用低壓下半進汽中心線附近空間布置低壓一、二回熱抽汽口 10、11;再通過內內缸4和隔板套左右均非對稱設計布置低壓三、四回熱抽汽口 12、13，無需按傳統(tǒng)結構左右兩側均布置低壓各級回熱抽口，減少抽口開孔個數、布置空間也更大更容易，使低壓內缸抽口開孔布置緊張、排管困難問題得到解決，抽口開孔數減少對通流擾流降低，經濟性提升。
[0034]上述三個方案以低壓0.6MPa.a、300 °C進汽、5kPa.a背壓排汽為條件，內內缸4缸壁承受低壓進汽與第一個抽汽參數間溫差約70°C、壓差約0.3MPa，而原低壓內缸進汽部分外壁承受溫差約190°C、壓差0.6MPa，進汽部分中分面內外壁熱應力大幅降低，徹底解決低壓內缸溫度最高、壓力最大的進汽部分變形漏汽問題;加之抽口開孔數量減少、結構簡化，機組運行時低壓內缸的密封可靠性、持久性和經濟性提高，從而提高整個機組運行可靠性和經濟性。
【主權項】
1.一種汽輪機整體式雙層低壓內缸，包括外內缸、內內缸、進汽室和隔板套；其特征在于:所述外內缸、內內缸、進氣室和隔板套鑄造或焊接為一體;所述進汽室兩側布置有若干回熱抽汽腔室和相應的回熱抽汽口 ；所述進汽室有進汽口和進汽環(huán)形通道;所述進汽環(huán)形通道至外內缸的低壓一回熱抽汽口間有一圈完整的內內缸，形成蒸汽向兩端膨脹流動通道。2.根據權利要求1所述汽輪機整體式雙層低壓內缸，其特征在于:所述低壓內缸布置有二級回熱抽汽腔室，其沿低壓進汽中心線左右對稱;所述內內缸自身左、右兩側構成低壓一抽回熱抽汽腔室；內內缸左、右段與隔板套均在低壓二回熱抽汽口處斷開，構成左右低壓二抽回熱抽汽腔室。3.根據權利要求2所述汽輪機整體式雙層低壓內缸，其特征在于:所述低壓內缸在水平中分面處分上半和下半;所述上半包括含進汽口的內內缸上半、左隔板套上半、右隔板套上半、外內缸上半、水平法蘭上半;所述進汽口與內內缸上半采用整體鑄造，隔板套采用鑄造，它們與外內缸上半、水平法蘭采用焊接結構，內內缸上半貫穿外內缸上半;所述下半包括內內缸下半、左隔板套下半、右隔板套下半、外內缸下半、水平法蘭下半、低壓一回熱抽汽口、低壓二回熱抽汽口；內內缸下半、隔板套均采用鑄造，它們與外內缸下半、水平法蘭采用焊接結構。4.根據權利要求1所述汽輪機整體式雙層低壓內缸，其特征在于:所述低壓內缸布置有三級回熱抽汽室，其沿低壓進汽中心線左右不對稱，所述內內缸自身左、右兩側構成低壓一抽回熱抽汽腔室；內內缸左段與左隔板套在低壓二回熱抽汽口處斷開，內內缸右段與右隔板套在低壓三回熱抽汽口處斷開，分別構成低壓二、三抽回熱抽汽腔室。5.根據權利要求4所述汽輪機整體式雙層低壓內缸，其特征在于:所述低壓內缸在水平中分面處分上半和下半;所述上半包括含進汽口的內內缸上半、左隔板套上半、右隔板套上半、外內缸上半、水平法蘭上半;所述進汽口與內內缸上半采用整體鑄造，隔板套采用鑄造，它們與外內缸上半、水平法蘭采用焊接結構，內內缸上半貫穿外內缸上半;所述低壓內缸下半包括內內缸下半、左隔板套下半、右隔板套下半、外內缸下半、水平法蘭下半、低壓一回熱抽汽口、低壓二回熱抽汽口，內內缸下半、隔板套均采用鑄造，它們與外內缸下半、水平法蘭采用焊接結構。6.根據權利要求1所述汽輪機整體式雙層低壓內缸，其特征在于:所述低壓內缸布置有四級回熱抽汽室，其沿低壓進汽中心線左右不對稱，所述內內缸沿進汽中心線設置低壓一、二回熱抽汽腔室分隔板，在內內缸自身左、右兩側分別構成低壓一、二抽回熱抽汽腔室；內內缸左段與左隔板套在低壓三回熱抽汽口處斷開、內內缸右段與右隔板套在低壓四回熱抽汽口處斷開，分別構成低壓三、四抽回熱抽汽腔室。7.根據權利要求6所述汽輪機整體式雙層低壓內缸，其特征在于:所述低壓內缸在水平中分面處分上半和下半;所述上半包括含進汽口及低壓一、二回熱抽汽腔室分隔板的內內缸上半，左隔板套上半，右隔板套上半，外內缸上半，水平法蘭上半;所述進汽口與內內缸上半采用整體鑄造，隔板套采用鑄造，它們與外內缸上半、水平法蘭采用焊接結構，內內缸上半貫穿外內缸上半;所述低壓內缸下半包括內內缸下半、左隔板套下半、右隔板套下半、夕卜內缸下半、水平法蘭下半、低壓一回熱抽汽口、低壓二回熱抽汽口；所述內內缸下半、隔板套均采用鑄造，它們與外內缸下半、水平法蘭采用焊接結構。
【文檔編號】F01D25/30GK105863750SQ201610275510
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月29日
【發(fā)明人】劉金芳, 史宣平, 方宇, 劉東旗, 范小平, 張曉東, 章艷, 陳鐵寧, 魏小龍, 羅方, 朱志堅, 薛軍
【申請人】東方電氣集團東方汽輪機有限公司