汽轮机低压喷水系统

1、主要内容一、系统功能二、系统概述三、系统运行四、系统设计一、系统功能1.1 功能 为防止汽轮机低压排汽的温度超过允许值 (例如在低负荷或空负荷运行时)，通过连接在低压缸排汽蜗壳上的喷水系统向低压缸排汽导流环喷出冷却水，与低压排汽混合。 低压喷水系统的主要功能是：冷却低压缸排汽，防止排汽温度过热。1.2 相关系统与其它系统的关联:1）低压汽轮机，以降低排汽部分的温度；2）为喷水系统提供冷却水的主要冷凝系统；3）为气动阀提供压缩空气的控制气系统；4）电磁阀驱动电源。1.3 安全功能这个系统的分类与核安全系统没有直接或间接的联系。二、系统概述2.1 系统 在低负荷或者空负荷的运行工况下，将导致蒸汽流

2、量的减少，在末级处将发生回流。这将导致过多的扰动和摩擦损失，例如汽流损失，使排汽处汽缸和通流的温度升高，导致这些地方的材料温度过高。允许的最高温度限制是由动叶片叶根安装的预应力或汽缸安装的预应力确定的。 冷却系统用于防止过热。 如果监测到排汽温度过高，冷却水将会喷入末级通流下游的低压汽轮机内，下面将简称“蜗壳喷水”。通过冷却水的蒸发，完成对低压排汽部分(汽缸和通流)的冷却。 低压喷水系统的运行要求取决于低压末级动叶级前的蒸汽温度和低压缸顶部的排汽温度。 此外，低压喷水在汽轮机转速低于额定转速的8%的如下情形时也将启动：1）温度升高，汽封系统运行而旁路系统不运行(注:在此种情 况下，喷水系统的运

3、行时间限制在30分钟)；2）汽封系统和旁路系统都运行时。 当汽轮机转速高于额定转速的95%时，排汽温度低于限制值90度或汽轮机负荷高于一个限制值时喷水系统将关闭。 当汽封系统和旁路系统不运行，即使汽轮机转速低于额定转速的8%时，喷水系统也将关闭。 在额定转速30%到95%范围内，为避免叶片振动，喷水系统是不允许启动的。 如果需要喷水，气动阀将开启。冷却水在通过带有固定设置点的减压阀降低压力前，将通过一个滤网进行过滤。每一个排汽侧均有一个管道系统用于将冷却水分配到四个喷嘴(即每个低压缸八个喷嘴)，喷嘴均匀地分布在排汽处周围。 当某些原因致使喷水系统失效或者冷却不充分，低压缸排汽顶部温度将升高，低

4、压排汽温度监视保护系统(3选2) 将引发汽轮机跳机动作。如果温度测点测得排汽温度大于90度，将引发“低压排汽温度过高”的警报。如果温度超过110度，将有“汽轮机跳机”的警报，汽轮机跳机。 此外，为了排除由于静叶环装配处蒸汽温度过高而对低压汽轮机造成任何危害，相关工况的持续的运行时间是有限制的，以避免低压汽轮机过度的热涨而减少其使用寿命。在危险发生期间，应持续纪录并提供该运行工况下的末级动叶级前的温度。 当末级静叶环温度过高时(大于230度)，汽轮机需要手动遮断。2.2 主要部件系统主要组成:1）每个低压汽轮机在低压末级动叶级前有两个蒸汽温度 测点。2）每个低压汽轮机在低压排汽顶部有三个蒸汽温度

5、测点。3）一个锁定的截止阀，阀门锁定在打开的位置。4）一个气动阀。阀门靠气动力打开，弹簧力关闭(故障安 全关闭)。气动执行机构由一个电磁阀控制。电磁阀通 电气动阀开启，反之气动阀关闭。2.2.1 排汽喷水系统5）一个滤网。滤网仅用于过滤冷却水中大的颗粒，无堵塞 检测要求。6）一个减压阀。在试车、维护期间阀门可手动开启、调节。7）一个就地压力测量装置，用于对减压阀进行设置。8）每个排汽侧四个喷嘴三、系统运行3.1 系统正常运行工况低压喷水系统的正常运行工况包括: 1）当没有喷水要求时气动阀关闭； 2）当有喷水要求时气动阀开启。3.2 系统异常运行工况低压喷水系统可能发生如下的非正常运行工况:1）

6、气动阀无法开启： 结果将导致喷出的冷却水量减少或者无法喷出。如果在低负荷或者空负荷时，低压喷水系统不工作将导致低压排汽顶部蒸汽温度升高，低压排汽温度监视保护系统将使汽轮机跳机。2）气动阀无法关闭: 冷却水持续喷出，将使汽缸和叶片带来水蚀腐蚀的危害。电磁阀失电时弹簧释放，气动阀门在弹簧力的作用下关闭。警报系统启动1)）滤网堵塞： 结果将导致喷出冷却水量减少或无法喷出。如果在低负荷或者空负荷时，低压喷水系统不工作将导致低压排汽顶部蒸汽温度升高，低压排汽温度监视保护系统将使汽轮机跳机。滤网用于过冷却水中大的颗粒，应避免堵塞情况的发生。2）喷嘴处的冷却水压力低： 将导致喷出冷却水减少或无法喷出。喷嘴的

7、布置和喷水方向的设计应避免将水喷到叶片上带来危害。如果在低负荷或者空负荷时低压喷水系统不工作将导致低压排汽顶部蒸汽温度升高，低压排汽温度监视保护系统将使汽轮机跳机。3）喷嘴处的冷却水压力高： 喷嘴的选择有最大容积流量的限制，升高压力不会明显增加喷水量，设定的压力值将在机组调试时进行调整。3.3 电厂正常运行工况电厂正常运行的状态:1）冷凝系统正常运行；2）汽轮机在额定负荷下运行。3.4 电厂异常运行工况1）失去厂用电: 低负荷或者空负荷运行工况可能导致低压排汽温度升高，即低压汽轮机末级动叶级前或低压排汽顶部(监测的温度升高。 当温度达到给出温度的上限时，喷水系统将启动。 当温度达到给出温度的下

8、限时，喷水系统将停止。 低压喷水系统不能正常运行将导致低压排汽顶部蒸汽温度升高。低压 排汽温度监视保护系统将使汽轮机跳机。2）汽轮机跳机: 当汽轮机跳机不是由于低压通流保护(喷水系统未运行)引起时，没有过多的热量需要喷水系统的开启。跳机后，轴系惰走，机组速度下降并很快达到自锁的范围，当达到自锁范围的低速限值时，喷水系统将在旁路运行时开启。3）旁路运行: 旁路运行时，当机组速度降到自锁范围以下，喷水系统将迅速开启。喷水系统的开启和温度测量无关，这是为减少由于旁路汽流引起通流不稳定而产生的过多热量。4）冷凝系统未运行： 没有可用的冷却水，低压喷水系统不能运行。 低压喷水系统不正常工作将导致低压排汽

9、顶部蒸汽温度升高，低压排汽温度监视保护系统将使汽轮机跳机。5）真空破坏阀控制失效(不能正常关闭)： 如果真空破坏阀不能正常工作将导致低压排汽顶部蒸汽温度升高。低压排汽温度监视保护系统将使汽轮机跳机。3.5 运行条件1）当机组转速高于或低于速度限值必须保证喷水系统可用。2）当机组转速速度在限值范围之间，喷水系统自锁。3.5.1 启动条件3.5.2 运行准则系统可以启动的条件:1）冷却水(冷凝系统)可用；2）阀门执行机构的控制气可用；3）电磁阀执行机构的电源可用。 喷水系统的运行基于旁路运行、汽封系统运行的边界条件和温度限值。3.5.2.1 汽轮机转速低于低速限值温度测量装置用于:1）低压汽轮机顶

10、部排汽温度；2）低压汽轮机末级动叶级前蒸汽温度。 喷水系统的运行基于温度限值和负荷限值。温度测量装置用于:1）低压汽轮机顶部排汽温度；2）低压汽轮机末级动叶级前蒸汽温度。3.5.2.2 汽轮机转速高于高速限值 警报系统的启动基于运行工况的要求。 如果温度测点测得:排汽温度大于90度，将引发“低压排汽温度过高”的警报;如果温度超过110度，将引发“汽轮机跳机”的警报，使汽轮机跳机。 如果末级静叶环区域的蒸汽温度TLe-0超过180度，将导致如下结果: 为避免由于过高温度导致低压汽轮机的任何风险，运行条件(180TLe-0 230 。 3.5.2.3 报警条件温度测量装置用于:1）低压汽轮机顶部排汽温度；2）低压汽轮机末级动叶级前蒸汽温度。 另外，当喷水系统不需要时和在阀门执行机构关闭后气动阀未关闭时，报警系统启动。3.5.2.4 汽轮机跳机条件 汽轮机跳机基于运行工况的要求。 注: 末级静叶环温度TLe-0 ，排汽温度Texit steam 3.5.3 关闭条件 此系统关闭时不需要任何特殊条件。4.1.1 设计的安全性 系统任何部件或管道的故障都不会对电厂的安全运行及其他任何对机组安全有重要作用的系统产生影响。 此系统没有冗余设计。4.1.2 内部危害防护 此系统未设计内部危害防护装置。4.1.3 外部危害防护 此系统未