东汽600MW超临界汽轮机结构介绍.doc

1、东汽600MW超临界汽轮机介绍第一节 东汽600MW超临界汽轮机技术特点及性能规范 东方汽轮机厂（以下简称东汽）与日立公司具有相同的设计技术体系，即采用美国 GE公司的冲动式技术。东汽N60024.2566566型超临界汽轮机采用日立公司所具有的当代国际上最先进的通流优化技术及汽缸优化技术，使机组经济性、可靠性得到进一步提高。一、东汽N60024.2566566型汽轮机的设计思想 东汽的600MW汽轮机有亚临界参数和超临界参数两种，与亚临界600MW机组相比，由于高压及中压部分进汽压力、温度的升高，在材料、结构及冷却上均采取了相应措施，如高温动叶材料采用了CrMoVNb；高压部分汽缸采用CrM

2、oV钢，该材料具有优良的高温性能。 结构上，该汽轮机保证内缸的最大工作压力为喷嘴后的压力与高排压差，外缸最大工作压力为高排压力与大气压之差，可有效的降低汽缸的工作压力，同时进汽口及遮热环的布置保证汽缸有一个合理的温度梯度，以控制它的温度应力，保证寿命损耗在要求的范围内。中压部分除中间汽封漏汽冷却高中压转子中间汽封段以外，还从高压第3级后引汽冷却中压第1级叶轮轮面及轮缘，大大提高了中压第1级的可靠性；阀门采用经过实验研究及实际验证的高效低损、低噪声高稳定性的阀座和阀碟型线及合理的卸载防漏结构。 该汽轮机广泛采用当代通流设计领域中最先进的全三元可控涡设计技术，高中压静叶型线采用高效的后加载层流叶型

3、（SCH），动叶采用型损、攻角损失更小的高负荷叶型 （HV），低压静叶采用高负荷静叶型线（CUC），低压动叶采用成熟的40低压积木块。在采用以上通流核心技术的同时，对焓降、动静叶匹配进行优化，在高压缸部分级采用分流叶栅，叶顶采用多齿汽封，对连通管以及高中低排汽涡壳根据实验以及流体计算结果进行优化设计。该机组为冲动式汽轮机，冲动式机组的转子由于采用轮盘式结构，启动过程中转子的热应力相对较小，同时高中压合缸使得汽缸及转子温度基本上同步升高，保证了机组的顺利膨胀，为启动的灵活性奠定了基础。同时启动过程中采用先进的复合配汽方式，降低了启动过程中热应力的产生，保证了机组具有快速、安全、灵活、经济的启动性

4、能。二、东汽N60024.2566566型汽轮机的主要技术特点 该汽轮机在结构上具有一系列的特点，主要表现在如下几个方面： （1）动叶和喷嘴的设计。东汽日立汽轮机为冲动式，其特点是具有低的故障率、高的可靠性及高的经济性。级的设计可以使平均反动度由高压级到低压级、由叶根至叶顶逐渐增加从而获得更高的效率。 （2）高中压合缸。高压缸和中压缸被布置在同一个外缸之内，呈反向流动，这样可以减少轴承和轴封数量，缩短汽轮机的跨度，也能更好地平衡推力，同时由于温度变化更平滑，也减少了热应力。 （3）高温部件的中心线支承。中心线支承使汽缸及其他静子部件保持一致的热膨胀，从而避免变形和不对中，并保持适当的汽封间隙。

5、 （4）末级叶片的固定。末级长叶片采用叉形叶根，其特点是具有相当高的强度以抵抗离心力和蒸汽弯应力。叉形叶根的动叶在长叶片中具有很高的可靠性。 （5）高效的叶型（平衡动叶）。利用超级计算机系统对复杂的可压缩流场进行计算，开发出平衡动叶，从而使通流设计应用更高效的先进的叶片型线。 （6）多齿汽封。围带采用阶梯式的沉头铆钉，叶顶汽封采用两个高齿和两个低齿，形成迷宫效果以减小叶顶漏汽。 （7）椭圆汽封。考虑到汽缸热变形主要在垂直方向上的，椭圆汽封间隙在上下方向的间隙较大，而两侧间隙相对较小。这样，由于摩擦引起的转子振动发生的可能性就大大减小。 （8）扩压型排汽缸。减小末级叶片出口至冷凝器入口的压降可减

6、少排汽损失，扩压型排汽缸内的导流锥对平滑流道是非常有效的。三、东汽N60024.2566566型汽轮机的技术参数东汽生产的N60024.2566566型汽轮机的主要技术特性参数见表2-1。表2-1 名称单位数值型式超临界、一次中间再热、冲动式、单轴、三缸四排汽凝汽式转速r/min3000铭牌功率MW600主汽门前额定压力MPa（a）主汽门前额定温度566中压联合汽门前额定压力MPa（a）中压联合汽门前额定温度566给水温度（TRL工况）转向逆时针（从汽轮机向发电机看）抽汽级数级8汽轮机允许最高背压值kPa（a）冷态启动从空负荷到满负荷所需时间min173冷态冲转到额定车速min90轴系扭振频率

7、Hz，轴系临界转速（一阶）r/min1692/1724/1743/984轴系临界转速（二阶）r/min4000/2676发电机转子临界转速（一阶/二阶）r/min933/2665汽轮机外形尺寸m机组总长（包括罩壳）m机组最大宽度（包括罩壳）m高压缸排汽口数量及尺寸个/mm2/600中压缸排汽口数量及尺寸个/mm1/1670低压缸排汽口数量及尺寸个/mm2/78207300设备最高点距运转层的高度m机组中心线至运转层高度mm760高压转子级数级8中压转子级数级6低压转子级数级227低压缸末级叶片长度mm1016低压缸次末级叶片长度mm低压缸末级叶片环形面积cm2487599高/中压内缸材质改良型

8、ZG15Cr1Mo1V低压缸材质Q235-B/20g高/中压转子材质改良型30Cr1Mo1V高中压转子脆性转变温度（FATT）100低压转子材质30Cr2Ni4MoV低压转子脆性转变温度各级叶片材质KT5300BS5KT5301HS20E1Cr12Ni3Mo2VN,2Cr11NiMolV汽缸螺栓材质KT5301ES20JIS SNB 161、铭牌工况（TRL）本机组在铭牌工况下在保证寿命期内任何时间都能安全连续运行，发电机输出铭牌功率600MW（当采用静态励磁时，指扣除所消耗的功率后）。铭牌工况下的进汽量为铭牌进汽量，铭牌工况为出力保证值的验收工况。本机组铭牌工况规定的条件是：（1）额定主蒸汽

9、参数、再热蒸汽参数及所规定的汽水品质；（2）汽轮机低压缸排汽平均背压为11.8kPa(a)；（3）补给水率为3%；（4）最终给水温度为；（5）全部回热系统正常运行，但不带厂用辅助蒸汽；（6）汽动给水泵及前置泵满足额定给水参数；（7）发电机效率98.9%，额定功率因数0.90，额定氢压。2、最大连续功率（T-MCR）工况本机组规定是在进汽量等于铭牌工况进汽量，在下列条件下安全连续运行，发电机输出的功率（当采用静态励磁时，扣除所消耗的功率）为最大连续功率（T-MCR）。（1）额定主蒸汽再热蒸汽参数及所规定的汽水品质；（2）汽轮机低压缸排汽背压力5.88kPa(a)；（3）补给水量为0%；（4）最终

10、给水温度为；（5）全部回热系统正常运行，但不带厂用辅助蒸汽；（6）汽动给水泵及前置泵满足规定给水参数；（7）发电机效率98.9%，额定功率因数0.90，额定氢压。3、调节汽门全开（VWO）工况本机组规定调节汽门全开工况（VWO）是指：调节阀全开，其它条件同TMCR，进汽量应不小于105%铭牌工况（TRL）进汽量的工况。4、机组热耗验收（THA）工况本机组当功率（当采用静态盛磁时，扣除所消耗的功率）为600MW时，除进汽量以外其它条件同T-MCR时，即为机组的热耗验收（THA）工况，此工况为热耗率保证值的验收工况。本机组各工况特性数据见表2-2。机组能以定滑定和定压运行方式中的任何一种方式进行启

11、动和运行。以定滑定方式运行时，滑压运行的范围按锅炉最大连续出力的3090%；定压运行的范围按030%和90100%。滑压拐点由东汽优化确定。1、启动状态根据停机时间的长短，本机组启动状态可以分为：（1）冷态启动。停机超过72小时，汽缸金属温度约低于该测点满负荷值的40%。（2）温态启动。停机在10至72小时之间，汽缸金属温度约在该测点满负荷值的40%80%之间；（3）热态启动。停机不到10小时，汽缸金属温度约高于该测点满负荷值的80%。（4）极热态启动。机组脱扣1小时以内，汽缸金属温度接近该测点满负荷值。表2-2 工况项目TRL工况T-MCR工况VWO工况THA工况75%THA50%THA40

12、%THA30%THA高加停用工况厂用汽工 况功率 MW热耗率 kJ/kWh主蒸汽压力 MPa(a)再热蒸汽压力 MPa(a)主蒸汽温度 再热蒸汽温度 主蒸汽流量 t/h再热蒸汽流量 t/h高压缸排汽压力 kPa(a)低压缸排汽压力 kPa(a)低压缸排汽流量 t/h补给水率 %末级高加出口给水温度 发电机功率 MW发电机氢压 MPa(a)6007969566566185715101050360064275355665661857151910540642670752056656619501590109706706007564566566171414109870600450771435665661

13、24610467730263.84503008086566566825709553024130024083595665406785874680240180874956653052145537301806007786566566149014471066060060073205665661781146091806002、启动方式本机组可以采用中压缸启动方式（IP）和高中压缸联合启动方式（GHIP）两种启动方式。与高中压缸联合启动相比，中压缸启动具有时间短、启动过程中机组寿命消耗小等优点。本机组正常启动方式采用中压缸启动。高中压缸联合启动仅限于当旁路系统故障而被切除时采用。从保护汽轮机的观点出发，旁

14、路阀关闭状态是高中压缸联合启动的前提条件。采用中压缸启动时，汽轮机的转速和负荷由中压调节阀（ICV）控制。高压调节阀（CV）微开，中压调节阀慢慢开启，蒸汽进入中压缸使汽轮机启动。并网后，在机组负荷达到一定负荷值后，开始由ICV控制向CV控制切换，此时，DEH将自动设定一升负荷率，切换完成的条件主要取决于锅炉的输出。对于采用中压缸启动，为了防止高压缸过热，在高压缸排汽口处设有通风阀（VV阀）与凝汽器相连，使高压缸处于真空状态以减少鼓风发热。为了保证旁路压力的设定值不变，在ICV打开及由ICV向CV控制切换的过程中，高压旁路阀（HPBV）及低压旁路阀（LPBV）应分别关小，当ICV全开及CV开启时

15、，紧急排放阀（BDV）及通风阀（VV）应全关。采用高中压缸联合启动时，由CV和ICV同时控制升速、并网和升负荷。高中压缸联合启动方式的选择仅限在汽轮机启动之前进行，汽轮机启动之后不能进行切换操作。启动方式、条件及时间见表2-3。表2-3 启动方式、条件及时间启动状态冲转方式冲转至额定转速时间（min）额定转速至并网时间（min）并网至额定负荷时间（min）冲转至额定负荷时间（min）蒸汽压力(MPa(a)蒸汽温度（）备注冷态中压缸启动7020173263HP：370IP：320停机72小时以上温态同上2057095HP：400IP：380停机48小时以上热态同上1054560HP：10HP：4

16、40IP：420停机8小时以上极热态同上1002535HP：480IP：460停机1小时以上3、启动参数启动参数见表2-4。表2-4 预热蒸汽参数名称单位数据主蒸汽压力主蒸汽温度主蒸汽流量辅助蒸汽压力辅助蒸汽温度辅助蒸汽流量汽缸预热最低温度转子预热最低温度MPa(g)kg/hMPa(a)kg/h2002709000(260) 2002709000(260)1501504、汽轮机THA工况和VWO工况下各级抽汽参数汽轮机THA工况和VWO工况下各级抽汽参数见表2-5和表2-6。表2-5 汽轮机THA工况下各级抽汽参数抽汽参数流量kg/h压力MPa(a)温度允许的最大抽汽量kg/h第一级（至1号高

17、加）115487第二级（至2号高加）142231第三级（至3号高加）68056第四级（至除氧器）87290第四级（至给水泵汽轮机）91131第四级（至厂用汽）70000第五级（至5号低加）45908第六级（至6号低加）44505第七级（至7号低加）44168第八级（至8号低加）73355表2-6 汽轮机VWO工况下各级抽汽参数抽汽参数流量kg/h压力MPa(a)温度允许的最大抽汽量kg/h第一级（至1号高加）140173第二级（至2号高加）167832第三级（至3号高加）80048468第四级（至除氧器）101636第四级（至给水泵汽轮机）1024521.027第四级（至厂用汽）70000第五

18、级（至5号低加）53057第六级（至6号低加）51237第七级（至7号低加）51102第八级（至8号低加）878515、汽轮机运行参数汽轮机运行参数见表2-7。表2-7 运行参数项目单位数据全真空惰走时间min60无真空惰走时间min30主开关断开不超速跳闸的最高负荷kW670054超速脱扣转速r/min33003330（机械）33603375（电气）超速试验飞升转速r/min3300最大运行背压kPa(a)汽机报警背压kPa(a)汽机脱扣背压kPa(a)允许不喷水运行的最高排汽温度120报警排汽温度手操停机排汽温度121汽机低压缸喷水流量t/h40最小持续允许负荷（kW）及运行时间（min）

19、90000最小持续允许排汽压力kPa(a)允许连续运行最大主蒸汽压力kPa(a)见表2-9允许连续运行最大主蒸汽温度见表2-9额定参数下空负荷蒸汽流量kg/h85540最小启动蒸汽流量kg/h9000最小启动蒸汽压力MPa(a)启动过程中高压缸运行最高排汽温度450盘车转速r/min盘车停止时汽缸最高温度180盘车停止时转子最高温度180轴振动限值（相对振动双振幅）（额定转速）250轴承座振动限值（相对振动双振幅）（过临界转速时）80停用高压加热器时的负荷限制（从一台至全部）kW60000对其它短期非正常工况的要求6、保证和限制（1）热耗率保证值本机组THA工况的保证热耗率不高于7585kJ/

20、kWh。净热耗率计算公式如下：q=M1(H1hf)+M2(H3H2)+Mis(hfhis)+Mir(H2hir)/(PGPEXC)M1主蒸汽流量kg/hM2低温再热蒸汽流量kg/hq净热耗kJ/kWhMis过热器的喷水量kg/hMir再热器的喷水量kg/hH1主汽门入口主蒸汽焓kJ/kgH2高压缸排汽焓kJ/kgH3中压主汽门入口的蒸汽焓kJ/kghis过热器喷水焓kJ/kghf最终给水焓kJ/kghir再热器喷水焓kJ/kgPG发电机终端输出功率kWPEXC采用静态励磁时发电机端供应励磁变压器的功率kW计算保证热耗率的条件还有： 给水泵汽轮机效率81%； 给水泵效率83%； 再热系统压降10

21、%； 1、2、3段抽汽压损3%，其它各段抽汽压损5%； 加热器端差如下表（加热器号按抽汽压力由高至低排列）：1号高加3号高加3号高加5号低加6号低加7号低加8号低加上端差00下端差热耗试验标准采用ASME PTC6-1996。试验结果与保证值的比较采用“网点法”。（2）本机组在高压加热器全部停运时，除进汽量外，其它条件同T-MCR工况时保证能输出额定负荷。在可能的不正常环境条件下或凝汽器冷却水系统发生故障（例如水温升高、单循泵或凝汽器半边运行等），背压高到0.0186MPa(a)时，机组能安全稳定运行，时间不受限制。在MCR流量下，背压0.0186MPa(a)，计算负荷为580MW可以连续运行

22、。（3）本机组能承受下列可能出现的运行工况：汽轮机轴系能承受发电机及母线突然发生两相、三相短路、线路单相短路快速重合闸、非同期合闸时所产生的扭矩。机组甩去外部负荷时在额定转速下空转（即不带厂用电）持续运行的时间不小于15分钟。冷态启动汽轮机并网前能在额定转速下空转运行，其允许持续运行的时间，至少能满足汽轮机启动后进行汽轮机及发电机试验的需要，一般不低于24小时。汽轮机能在低压缸排汽温度不高于80下长期安全运行。高压缸排汽温度最高允许运行值不大于450；低压缸排汽温度最高允许运行值不大于121。（4）本机组不允许运行或不允许长期连续运行的异常工况：报警背压19.7kPa(a)，汽机跳闸背压25.

23、3kPa(a)。当主汽门、调节汽阀、中压联合汽门突然脱扣关闭，发电机仍与电网并列时，发电机处于电动机运行状态，发电机作为电动机运行时汽轮机的允许运行时间不小于1分钟，即倒拖时间限制在1分钟内。本机组能安全连续地在48.550.5Hz频率范围内运行，当频率偏差超过此值时，允许时间规定见表2-8。表2-8 偏周波运行时间限制频率（Hz）允许时间每次（sec）累计（min）3030180180连续运行48.548.0300300606047.547.0201052汽轮发电机组在所有稳定运行工况下（转速为额定值）运行时，在轴承座上测得的双振幅振动值，无论是垂直、横向均不大于，在任何轴颈上所测得的垂直、

24、横向双振幅相对振动值不大于。各转子及轴系在通过临界转速时各轴承座双振幅振动值不大于，各轴颈双振幅相对振动值不大于。允许的蒸汽参数变化范围本机组从VWO工况到最小负荷，能与锅炉协调运行，且能满足汽轮机启动方式的要求。汽轮机低压缸不喷水的最低运行负荷值为30%THA。本机组允许主蒸汽及再热蒸汽参数在下表范围内运行。表2-9 蒸汽参数允许变化范围参数名称限制值主蒸汽压 力任何12个月周期内的平均压力0保持所述年平均压力下允许连续运行的压力0例外情况下允许偏离值，但12个月周期内积累时间12小时0冷再热蒸汽压力1主蒸汽及再热蒸汽温度任何12个月周期内的平均温度保持所述年平均温度下允许连续运行的温度t+

25、8例外情况下允许偏离值，但12个月周期内积累时间400小时t+(814)例外情况下允许偏离值，每次15分钟，但12个月周期内积累时间80小时t+(1428)不允许值t+28表中：P0额定主汽门前压力，MPa(a) P1额定冷再热蒸汽压力，MPa(a) t额定主汽门前、再热汽阀前温度，主蒸汽和再热蒸汽管道均采用双-单-双连接方式。机组正常运行时二根管道中的蒸汽温度偏差不超过11时，能连续运行；在例外情况下，任意4小时内连续运行时间不超过15分钟时，可以允许两根平行主蒸汽或再热蒸汽管道之间的蒸汽温度之间的允许温度差不超过42。7、汽轮机运行模式机组半年试生产后，年利用小时数不小于5000小时，年可

26、用小时数不小于7680小时，等效强迫停机率小于2%。强迫停机率计算公式如下：汽轮机两次大修之间的时间间隔不小于5年。机组运行模式符合以下方式：负荷每年小时数100%THA2800小时75%THA2000小时50%THA1680小时40%THA1200小时8、机组的允许负荷变化率为：（1）在50%100%THA负荷范围内不小于5%/min（2）在30%50%THA负荷范围内不小于3%/min（3）30%THA负荷以下不小于2%/min（4）允许负荷阶跃10%额定（THA）负荷/min9、机组运行方式：复合运行。负荷性质：主要承担基本负荷，并具有调峰能力。10、汽轮机寿命管理本汽轮机的设计寿命（不

27、包括易损件）与锅炉以及其它设备的寿命一致，设计寿命不少于30年。在保证使用寿命期内，能在额定负荷和1.05倍额定电压下运行时，承受出线端任何形式的突然短路而不发生导致立即停机的有害变形，而且还能承受非同期误并列的冲击在寿命期内能承受下列工况，总的寿命消耗不超过75%，疲劳寿命消耗不超过总寿命的75%：（1）冷态启动（停机超过72小时，汽缸金属温度约低于该测点满负荷值的40%）200次。（2）温态启动（停机在10至72小时之间，汽缸金属温度约在该测点满负荷值的40%至80%之间）1200次。（3）热态启动（停机不到10小时，汽缸金属温度约高于该测点满负荷值的80%）4500次。（4）极热态启动（

28、机组脱扣后1小时以内，汽缸金属温度接近该测点满负荷值）500次。（5）负荷阶跃10%额定负荷（THA）min 12000次机组在各种运行方式下寿命消耗的分配数据见表2-10。表2-10 运行方式寿命期内次数寿命消耗（%/次）寿命消耗（%）冷态启动2004温态启动1200热态启动45009极热态启动500负荷阶跃10%额定负荷（THA）/min120002411、运行操作方式本机组具有“自动”（ATC）、“操作员自动”（OA）和“手动”三种运行方式。当MCS对电调遥投入时，电调系统可适应机组的锅炉跟随、不定期压变压运行、手动等运行方式。12、阀门管理为了兼顾运行的经济性，本机组采用了复合配汽方法

29、，即能实现在不同运行工况下对全周进汽方式和部分进汽方式进行切换，并可防止在切换过程中产生过大的扰动。六、汽轮机主厂房的布置 国产600MW超临界机组的厂房布置方案一般采用国际上通用的模块式设计，将汽机房、除氧间、煤仓框架、锅炉房、除尘器及烟囱区划分为几个模块。某厂600MW超临界机组布置情况如下： 该厂主厂房柱距10m，主厂房扩建方向为左扩建。汽轮发电机组机头朝向扩建端，纵向顺列布置。汽机房、除氧间和煤仓间为钢筋混凝土结构、锅炉构架为钢结构。汽机和锅炉运转层采用大平台布置。 1、汽机房布置 汽机房分三层，其中底层标高m，中间层标高6.9m和6.4m，运转层标高 13.70m。 汽机房底层布置有

30、凝汽器，凝汽器抽管方向朝A排柱。低背压凝汽器靠汽机侧，高背压凝汽器靠发电机侧。凝汽器前水室侧设-4.50m的坑，布置循环水进、出水管道，在汽动给水泵基础-4.20m坑内布置两台凝汽器之间的联通管。胶球回收网水平布置在循环水排水管上。胶球清洗泵及装球室布置在坑附近的零米层。 发电机端靠B排柱布置两台立式筒形凝结水泵，为防止凝结水泵汽蚀，布置在-4.2m的坑内。开式、闭式循环冷却水泵、闭式循环冷却水热交换器、发电机密封油装置、定子冷却水装置、机械真空泵及400V厂用配电装置等也布置在发电机端。 汽机机头端布置有主油箱及润滑油冷却器、润滑油净化装置及凝结水精处理装置。两个背包式疏水扩容器分别布置在凝

31、汽器外侧。 汽机房中间层布置有发电机封闭母线、6kV配电装置、轴封冷却器及轴封风机、抗燃油装置、高压旁路装置、轴封系统阀门站、主蒸汽、再热蒸汽等管道。7、8号低压加热器在凝汽器喉部。 除发电机出线一档标高为6.40m，其余各处的中间层标高均为6.90m。 汽机房运转层为大平台结构，每台机组配置的两台汽动给水泵头对头纵向布置在靠近 B排柱侧。其驱动给水泵汽轮机的油箱、冷油器卧式布置在该层的机头处，使运行、维护检修方便，采光通风条件好。小汽机排汽口向下，排汽至主机凝汽器。汽轮机低压旁路装置、发电机励磁整流柜布置在靠A排柱侧。 为检修凝结水泵和汽轮机主油箱上的主油泵及冷油器，在其上方6.9m及13.

32、7m均设有带活动格栅的检修孔，同时为满足汽机房通风要求，在汽轮机大平台靠A排柱边B排柱各柱间设置了大面积的格栅；在大机与小机间也有通风格栅。 在910号柱之间至零米的检修起吊孔，可满足汽轮机翻缸及大件运输起吊要求。设备检修均利用该层大平台。 2、除氧间布置 除氧间底层布置电动给水泵组及冷油器、汽机给水泵的前置泵、除氧器再循环泵及凝结水输送泵等，靠近B排柱侧留有运行和维护通道。中间层标高为6.9m，该层布置5号和6号低压加热器。1、2、3号高压加热器布置在除氧框架层上。除氧器及水箱、闭式循环冷却水膨胀水箱布置在26m层，露天布置。在1、2号柱之间和10、11号柱之间靠C排柱分别设有主厂房的主楼梯

33、，可从0m通至除氧间及煤仓间的各层。3、检修场地汽轮机运转层采用大平台布置，作为汽轮机、发电机，汽动给水泵及其汽轮机辅助设备的检修场地，包括0m检修场地每台机组检修面积约1350m2，可满足机组检修的要求。电动给水泵、汽动给水泵前置泵、开闭式冷却水泵、送风机、吸风机及一次风机等主要辅机均在其附近设有检修场地，可满足设备的检修要求。七、东汽600MW超临界汽轮机主要数据汇总 东汽600MW超临界汽轮机主要数据汇总见表2-21。表2-11 东汽600MW超临界汽轮机主要数据汇总表编号项目单位数据一机组性能规范1机组型式超临界、中间再热、冲动式、单轴、三缸四排汽凝汽式2汽轮机型号3THA工况MW60

34、04额定主蒸汽压力MPa(a)5额定主蒸汽温度5666额定高压缸排汽口压力MPa(a)7额定高压缸排汽口温度8额定再热蒸汽进口压力MPa(a)9额定再热蒸汽进口温度56610主蒸汽额定进汽量t/h171411再热蒸汽额定进汽量t/h141012额定排汽压力MPa(a)13配汽方式复合配汽（喷嘴调节+节流调节）14设计冷却水温度3815额定给水温度16额定转速r/min300017额定工况热耗kJ/kWhkcal/kWh7585181218给水回热级数（高加+除氧+低加）8（3高加+1除氧+4低加）19低压末级叶片长度mm101620汽轮机总内效率（按含阀门和不含阀门分别报）%92.2（含阀门压

35、损）高压缸效率（按含阀门和不含阀门分别报）%86.3（含阀门压损）88.1（不含阀门压损）中压缸效率（按含阀门和不含阀门分别报）%92.6（含阀门压损）93.9（不含阀门压损）低压缸效率（按含阀门和不含阀门分别报）%93.4（含阀门压损）93.6（不含阀门压损）21通流级数高压缸级8中压缸级6低压缸级27722临界转速（分轴系、轴段的试验值一阶、二阶）高中压转子r/min1692/1650，4000/4000低压转子Ir/min1727/1670，4000/4000低压转子IIr/min1743/1697，4000/4000发电机转子r/min984/933，2676/269523机组轴系扭振

36、频率Hz24机组外型尺寸（长、宽、高）m25机组在出厂前是否经过总装是/否是26运行层标高m27最大起吊高度（自汽轮机中心线算起）m28寿命消耗冷态启动%/次温态启动%/次热态启动%/次极热态启动%/次负荷循环（4%100%）%/次负荷阶跃10%额定负荷（THA）/min%/次29启动方式中压缸启动30变压运行负荷范围%309031定压、变压负荷变化率%/min3/532轴颈振动两个方向最大值mm33临界转速时轴振动最大值mm34最高允许背压值MPa(a)35最高允许排汽温度12136噪声水平dB(A)8537润滑油系统主油泵型式主轴驱动离心泵润滑油牌号ISO VG32，GB11120-89油

37、系统装油量m336主油泵出口压力MPa(g)轴承油压MPa(g)主油箱容量m338油冷却器型式、台数台管式，2顶轴油泵型式变量柱塞泵A10VOS顶轴油泵制造厂德国REXROTH/德国哈威顶轴油泵出口压力MPa(g)16顶轴油泵供油量m3/h盘车油泵型式无盘车油泵制造厂盘车油泵出口压力MPa(g)盘车油泵供油量m3/h38液力控制系统抗燃油泵型式、台数台变量柱塞泵，2抗燃油牌号磷酸脂抗燃油抗燃油系统装油量m31200kg抗燃油泵出口压力MPa(g)14抗燃油泵供油量m3/h8800kg/h抗燃油箱容量m31抗燃油再生装置能力m3/h2抗燃油冷却器型式、台数台管式，1+1抗燃油冷却器管侧设计压力M

38、Pa(g)39盘车装置盘车速度r/min盘车电动机容量/电压kW/V15/380二汽轮机性能保证铭牌功率（TRL）MW600最大连续功率（T-MCR）MW642THA工况时热耗率kJ/kWhkcal/kWh75851812轴颈振动值mm噪声（条件见表后附注）dB(A)85三主要阀门数据1主汽门数量只2内径mm阀体材质KT5316AS3阀杆材质KT5700BS52主汽调节阀型式数量只4内径mm1号，2号，3号，4号阀体材质KT5100BS17阀杆材质KT5700BS53排汽逆止阀数量只1内径mm900阻力Pa(g)阀体材质ZG20CMo阀杆材质2Cr134中压联合汽门数量只2内径mm685阀体材

39、质KT5100BS17阀杆材质KT5700BS55大气释放膜直径mm610厚度mm材料铜板6初压调节器含在DEH中7汽轮机排汽缸喷水量t/h40四机组重量1汽轮机本体T10802主汽门、调节汽阀、中压联合汽门等T1523润滑油系统T28注：距汽轮机、主汽门、中联门等设备外壳表面、高处的最大噪音值不大于85dB(A)。 第二节 汽缸及滑销系统东汽600MW超临界汽轮机的汽缸采用高、中压缸合缸的结构。因为机组进汽参数高，为减小汽缸应力，增加机组启停及变负荷的灵活性，高中压汽缸设计为双层缸结构。由于低压排汽容积流量很大，要求较大的排汽面积，因此配置两个低压缸，且每个低压汽缸采用了流量等分、几何形状相

40、同的双分流结构，即每个低压汽缸有两个排汽口。这样，既可增大排汽面积避免采用过长的末级叶片，又可减少机组的轴向推力，缩短轴向长度。一、汽缸的结构特点600MW超临界机组的高中压缸和低压缸由于工作条件的差异，具有不同的结构特点，现分别介绍如下：1、高、中压汽缸高、中压汽缸采用合缸结构，通流部分为反向布置，它由高、中压外缸、高压内缸和中压内缸组成，形成双层汽缸结构。高、中压外缸和内缸缸体都是合金钢铸件，各沿水平中分面分为上汽缸和下汽缸，上、下汽缸之间用法兰螺栓紧固，以便于机组的安装及检修。高压部分有1个冲动式的调节级，7个冲动式高压级，共8级；中压部分有6个冲动式中压级，为汽轮机的914级。 高中压

41、汽缸通流部分的压力级为反向布置，即高压汽缸中的压力级与中压汽缸中的压力级的蒸汽流动方向相反。由锅炉来的新蒸汽通过主蒸汽管从下部进入布置于汽轮机两侧的两个高压主汽阀，由每侧的各两个调节阀流出，经过四根高压导汽管进入高压汽轮机（上半缸两根、下半缸两根）。进入高压汽轮机的蒸汽通过调节级和高压级后，由外缸下部两侧排出，进入再热器。再热后的蒸汽通过中压缸两侧的两个再热主汽阀和四个中压调节阀，由每侧的两个中压调节阀流出，经过四根中压导汽管由高、中压缸中部进人中压缸 （上半缸两根、下半缸两根）。进人中压缸的蒸汽经过中压级后，从中压缸上部排汽口排出，经中、低压连通管，分别从1号、2号低压缸中部进入两个低压缸。

42、 汽缸的结构形式和支承方式的设计充分考虑受热状况改变时，汽缸可以自由、对称地收缩和膨胀，并且保持其中心线不变，把可能发生的变形降到最低限度。内缸支承在外缸水平中分面处，并由上部和下部的定位销导向，使内缸与外缸同心，并可根据温度的变化自由收缩和膨胀。 高压缸的四个喷嘴室由合金钢分别铸成，采用中心线定位，支承在内缸中。内缸在内壁设有滑键，决定喷嘴室的横向位置，以保证喷嘴室中心线在内缸中的相对位置，并能沿周向收缩或膨胀。主蒸汽导汽管与喷嘴室之间通过弹性密封环滑动连接，可以补偿温度引起的膨胀差。导汽管与外缸通过杯形弹性套管连接，检修解体拆卸外缸上半或内缸下半时，应采用顶起螺钉将外缸上半及内缸下半垂直抬

43、高，直到导汽管与喷嘴室完全脱离，然后按常规方法用吊车垂直吊起，尽量保持进汽密封环不被碰磨；当汽缸回装时，要保证喷嘴室进汽口与导汽管的密封环同心。中压进汽没有喷嘴室，其导管直接插人中压内缸的进汽部分，由密封环进行密封。 高压内缸和中压内缸沿轴向各由两部分组成：高压内缸的进汽段水平法兰在进汽管中心线所在的剖面处有猫爪，支承在外缸水平法兰的凸台上，上、下半缸外壁两端纵剖面处有纵销，使其与外缸同心；高压内缸的中、后部，通过其外壁的凹槽嵌装在进汽段的凸环上，确定其轴向位置，并由水平挂耳确定其水平位置，高压各级的隔板嵌装在其内壁；中压内缸进汽段，通过其外壁的凹槽嵌装在外缸内壁的凸台上，其外壁上下有纵销定位

44、；中压内缸的后段，通过其外壁的凹槽嵌装在内缸进汽段的内壁。 高、中压汽缸的上、下半缸水平法兰用大型双头螺栓或定位双头螺栓连接。为使每个螺栓中保持准确的应力，在连接时必须对它们进行初始拧紧，获得一定的预应力。汽缸精加工完成后，按照标准的程序并且中分面不涂密封油进行水压试验，保证汽缸不漏，当电厂装配汽轮机正式扣缸时，中分面需要涂性能较好的密封油膏。 2、低压汽缸第一章指出，高参数、大功率凝汽式汽轮机的低压汽缸，由于蒸汽容积流量相当大，因而低压汽缸结构尺寸大，是汽轮机中最庞大的部件。它的结构设计水平对汽轮机的经济性及运行可靠性关系颇大。因运行中汽缸内部处于高度真空状态，故而需承受外界大气压差的作用。

45、其缸壁也必须具有一定的厚度以满足强度和刚度的要求。足够的通流面积和刚度，良好的汽动特性是其结构设计的主要问题，即末级排汽的余速损失尽量减小；排汽通道应有合理的导流形状，使流动损失较小、并便于回收排汽动能，以提高机组效率。如果低压汽缸刚度不足，将引起机组动、静部分间隙和中心变化，使机组发生振动。东汽600MW超临界机组设有两个双分流对称结构的低压缸，低压外缸全部由钢板焊接而成。低压外缸排汽缸内设计有良好的排汽通道，由钢板压制而成。低压排汽口与凝汽器进汽口之间采用弹性连接。低压缸四周有框架式撑脚，增加低压缸刚性，撑脚坐落在基架上承担全部低压缸重量，并使低压缸的重量均匀地分在基础上。 为了减少流动损

46、失，在进、排汽处均设计有导流环。每个低压外缸两端的汽缸盖上装有两个大气阀，其用途是当低压缸的内压超过其最大设计安全压力时，自动进行危急排汽。 在低负荷或空载情况下（特别是在甩负荷之后），由于没有足够的蒸汽量将低压汽缸内摩擦鼓风产生的热量带走，会导致排汽温度升高。排汽温度太高，排汽缸的温度也随之过高，则会影响与排汽缸连在一起的轴承座的标高，使低压转子的中心线改变，造成机组振动或发生事故。排汽温度过高，还可能使凝汽器冷凝管泄漏。为防止低压排汽缸的温度过高，在排汽区设有喷水装置，当排汽缸温度升高时按要求自动投入，以降低低压缸温度。 低压外缸还包括两端的轴承座，1号低压缸前端的轴承座内放置它本身的支持

47、轴承和高中压缸后轴承。 低压隔板通过定位销和垫片支承在隔板套或内缸内壁，并对准。内缸通过水平中心线下的猫爪支承在外缸上，用定位销和垫片来对准，定位销置于垂直中心线上的底部，内、外缸之间的垫片置于水平中分面和中低压连通管接口剖面附近。二、中、低压连通管中、低压连通管是把中压汽缸的排汽送到低压汽缸内。中、低压连通管采用架空布置，它由中压汽缸排汽端顶部的排汽口连接到两个低压上汽缸中部的进汽口，是整个汽轮发电机组的最高点。应用于600MW超临界机组上的一种中、低压连通管如图2-1所示。连通管是由钢板焊成的薄壁圆管，由虾腰管和平衡补偿管两段组成，现场安装时组焊为整体。虾腰管接中压缸排汽口，平衡补偿管中部

48、有两个向下的管口，接低压缸进汽管，均采用刚性法兰连接，具有很好的密封性和制造工艺性。为了使汽流在导管内流动时压损最小，在连通管每个斜接的弯管中部均装有用多个导叶组成的导流叶栅环，以减小汽流的局部阻力，使其平稳地改变方向，顺利地从中压汽缸流向低压汽缸。为了吸收管道产生的轴向热膨胀，在连通管上装有两组压力平衡式波纹鼓膨胀节，按必须吸收的热膨胀量来确定膨胀节的波纹数量。采用连杆装置将滑动波纹节同一个反方向的波纹节（平衡端）连接在一起，以平衡压力产生的轴向推力，由膨胀节吸收轴向位移。为了达到较高的可靠性，波纹节由内、外两层组成的。外层吸收管道系统的膨胀，并且在较低应力水平的情况下承受蒸汽压力负荷。内层

49、具有较高的压力承载能力，并作为衬套保护外层不受腐蚀。图2-1 600MW超临界汽轮机中、低压连爱管图2-2 大气阀1-承压板；2-压环；3-螺钉；4-螺钉；5薄膜环；6-环形垫片；7-阀盖三、大气阀大气阀装于汽轮机各低压缸两端的汽缸盖上，其用途是当低压缸排汽室内的压力超过其最大设计安全压力时，其隔膜自动破裂，进行危急排汽。如图2-2所示。大气阀用28个螺栓固定在汽缸相应的法兰上。一个铅制薄膜环5，被压紧在环形垫片6和阀盖7之间的外密封面间，其内部也被螺钉3和压环2压紧在承压板1的内密封面中，承压板承受来自外部的大气压力，由阀盖7固定，见图2-2的A-A视图。当低压缸排汽压力超过设计的最大安全值时，大气阀的承压板1即