东汽高效超超临界660MWr1

1高效超超临界660MW汽轮机普安技术方案介绍东方汽轮机有限公司2014年8月20高效优化缘由1高效超超660MW方案方案技术来源高可靠性设计4高经济性设计结束语目录高效超超临界660MW技术介绍3母型机：高中压合缸、三缸四排汽结构紧凑；但机组受高中压跨距限制，使高中压通流设计级数少，高中压单级焓降大，隔板易变形；过桥汽封漏汽量大；同时高中压内缸体积大，易变形漏汽；中低压分缸压力高，高效中压分配焓降少，低压内缸进汽部分易变形漏汽，综合导致原高中压合缸机组运行经济性、可靠性较差。高效优化机型：高中压分缸、四缸四排汽跨距无限制、单跨跨距小，轴系更稳定；高中压通流设计级数多、更流畅，单级焓降小、隔板不易变形；无过桥汽封漏汽、单个汽缸刚性更好、不存在内缸漏汽；同时中低压分缸压力低，高效中压分配焓降多，低压内缸进汽部分应力低，不变形漏汽，提高机组运行经济性、可靠性。0高效优化缘由高效超超临界660MW技术介绍41高效超超660MW方案型

式-高中压分缸、四缸四排汽参数-25/580/580配汽方式-全周+补汽阀末叶长度mm1016通流级数-12/10/

2×2×5高效超超临界660MW技术介绍国际对标自主研发经济性优化可靠性提高5☆技术路线：继承优化、自主研发舟山、万州1000MW机型鸳鸯湖1000MW空冷机型焦作660MW机型安源二次再热660MW技术保障稳定的设计队伍先进的数值分析技术完整的试验能力广泛的技术交流与合作高效可靠超超临界机组热力系统优化结构优化通流优化母型机经济性可靠性潜力2

方案技术来源高效超超临界660MW技术介绍编号主汽参数MPa/℃/℃结构末叶mm冷却工程项目进度Ⅰ代母型25/600/600合缸四排汽1016湿冷华电芜湖、新昌、射阳港中电芜湖、宁德、井冈山、景德镇、汕尾等均已投运25/600/600合缸四排汽1092湿冷西塞山（680MW）已投运25/566/600合缸四排汽856湿冷印度TPCIL、APL部分投运25/600/600合缸四排汽909湿冷韶关已投运25/580/600合缸四排汽1092湿冷华润菏泽设计完成Ⅱ代高效型25/600/600分缸四排汽1016湿冷华润焦作安装调试25/600/600分缸四排汽1016湿冷国网焦作、豫能鹤壁四期厂内制造28/600/610分缸四排汽1016湿冷茌平信源设计配合28/600/620分缸四排汽1016湿冷神东重庆、华电十里泉设计配合26.25/600/600分缸两排汽863间冷托电五期设计配合28/600/620分缸两排汽863间冷同煤轩岗设计配合27/600/610分缸两排汽863间冷晋煤赵庄设计配合28/600/620分缸两排汽1030间冷延安设计配合31/600/620/620分缸四排汽1016湿冷华能安源（二次再热）厂内制造☆东汽超超临界660MW机组发展分代6累计：订货62台，已投运20台，高效机型订货22台高效超超临界660MW技术介绍7

☆热力系统优化外部系统优化ZF3高可靠性设计高效超超临界660MW技术介绍自身优化项目提高再热压力/主汽压力比提高给水温度℃降低中低压分缸压力

MPa中压转子无冷却低加抽汽点优化+疏水泵8☆良好继承性的轴系及轴承高可靠设计基准：常规1000MW不变：转子数目不变轴承形式不变连接方式不变结论：

轴系特性与常规百万机组基本一致,轴系成熟可靠。双支点支撑，现场动平衡方便；单只点支撑，现场动平衡困难，需用46#油，多期工程油品管理不便。总长不变设计评判方法不变滑销系统不变高效超超临界660MW技术介绍●高压第1级采用SPE叶型改变固粒冲击角，出汽边内弧偏离冲击射线●优化再热第1级动、静叶轴向间隙，动叶反射固粒不打在静叶背弧上，切断多重反射途径●高、中压第1级静、动叶进行涂层保护●阀门安装滤网，防止大颗粒固粒进入通流部分☆

防SPE技术9高效超超临界660MW技术介绍全周进汽，消除部分进汽引起汽流激振力间隙逐渐扩散式叶顶汽封高中压可倾瓦轴承稳定性好防旋高压隔板汽封和轴封显著提高机组抗汽流激振的能力10☆

防汽流激振技术高效超超临界660MW技术介绍11☆高压桶形红套环密封内缸、中分面外缸桶形内缸1抽插管全周切向进汽中分面外缸红套环补汽插管高效超超临界660MW技术介绍高压第1级隔板隔热罩红套环——桶形内缸红套环密封、外缸中分面ANSYS程序分析：确保红套环在汽轮机启停、变负荷及10万h后内缸中分面密封紧力足够。内缸形状简单，结构对称全周进汽，热应力低、变形小启停快、变负荷工况适应性好适用更高温度、压力参数内外缸尺寸减小整体发货，节省现场安装时间，保证安装精度。中分面外缸+红套环内缸，现场开缸检修、维护——运输条件较差地区，采用内缸+转子+隔板整体发货、外缸单发12高效超超临界660MW技术介绍13——华润焦作高压模块整体就位安装2014年5月20日状态高效超超临界660MW技术介绍☆高效可靠单流中压模块中压进汽优化中压排汽优化中低压分缸压力降到0.5MPa通流优化双层缸、隔板套：分段包围，刚性好、温差小、分布均匀、热应力低单流设计叶片长、效率高与高压反向布置，抵消部分推力，机组推力小分缸空间更大，能更好布置大流量抽汽14高效超超临界660MW技术介绍☆双层低压缸、整体内缸整体内缸体积缩小、结构简单、刚性好；更低进汽参数、热应力低；使内缸进汽部分密封持久可靠，避免内缸变形漏汽。两缸分别负责抽汽，单缸抽口减少、抽汽对主流的扰动减小，效率提升。A缸B缸15高效超超临界660MW技术介绍16☆低压模块优化——抽口非对称布置每个低压缸设置抽口通流级数由4变为2，抽汽对汽流扰动降低，经济性提高。高效超超临界660MW技术介绍17☆成熟材料选择620℃高温部件采用欧洲成熟的新12Cr材料，即阀壳、汽缸等铸件采用CB2材料，转子采用FB2锻钢。上述材料在目标温度下对应的蠕变断裂点为80～100MPa左右。高效超超临界660MW技术介绍18

☆旁路、启动、运行方式配置一级旁路、二级旁路两种方式运行无调节级、定-滑-定运行、高调阀全开，补汽阀满足电网一次调频和AGC要求高效超超临界660MW技术介绍4高经济性设计1.参数及热力系统优化技术2.先进通流叶片\流道技术3.进排汽流道优化技术4.先进的汽封技术19高效超超临界660MW技术介绍☆配汽方式优选项目配汽方式调频特性经济性母型机喷嘴最好基准0高效型补汽阀好-63KJ/KW.h喷嘴配汽全周配汽20高效超超临界660MW技术介绍21☆阀门结构、流速优化采用切向全周进汽后，调阀由原4个变为2个，结构简化结构、气动优化，阀门损失更小、下降0.5%高效超超临界660MW技术介绍22☆高压模块优化进汽端优化母型全周切向进汽总压损系数10.48排汽端优化母型优化模型总压损系数10.38高效超超临界660MW技术介绍☆

叶型优化技术通流设计软件AxSTREAM，结合全三元气动分析软件，完成叶型优化可控涡弯扭成型静叶高负荷HV动叶——级效率提高2-3%。23高效超超临界660MW技术介绍24☆

通流流道整体优化技术●全三维多级段流场CFD优化分析技术：级间三维匹配、级内二次流控制、汽封控制、平衡孔边界层抽吸，减少二次流、掺混、扰流损失。——效率提升1-1.5%。高效超超临界660MW技术介绍25先进流形及流动特性的精确匹配设计技术：按照焓降，速比，反动度的高效准则，实现根径，级数，相对叶高优化匹配优化。速比0.48到0.52☆高效通流流形及匹配技术根部反动度10%到25%相对叶高0.7到1.4高效超超临界660MW技术介绍26☆高压模块优化84%90%措施母型机优化高效型收益配汽方式喷嘴配汽补汽阀配汽4%新叶型传统日立型DEC优化型0.6%根部速比优化0.48~0.500.51~0.531.3%第1级转子叶轮无需冷却降低根径1101.1970增加级数、焓降分配优化I+712提高相对叶高0.9~1.71.2~2.0高效超超临界660MW技术介绍27☆中压模块优化原始模型优化模型排汽端优化原始模型优化模型总压损系数10.64排汽端数值分析与优化单独中压排汽腔室单独中低压连通管末叶耦合排汽室及连通管—中排总压损失系数下降36%耦合叶片焓降分配流道光顺排汽优化——缸效率提高1.2%，热耗降低19KJ/KW.h措施母型机优化高效型新叶型传统日立型DEC优化型通流优化速比、反动度、攻角优化根径优化1299.21376加级、焓降分配优化69提高相对叶高1.4~2.321.6~3.0中压转子冷却有无高效超超临界660MW技术介绍28☆低压模块优化——排汽优化正交吹风试验优化导流环型线、改善扩压效果。数值分析优化排汽缸径向和轴向尺寸、轴承圆锥体、导流板线型和支撑布置，降低流动损失。——低压排汽缸静压恢复能力提高38%低压排汽缸原始模型优化模型静压恢复系数（%）4.842.6高效超超临界660MW技术介绍29☆低压模块优化——三维流场优化全三维流道分析全三维CFD整缸优化分析表明，使设计缸效率提高~1.3%，热耗降低35KJ/kW.h。措施母型机优化高效型通流优化速比、反动度、通流汽封优化叶型优化传统日立型全三维成型分缸压力MPa1.00.6排汽缸优化传统型末叶耦合优化型高效超超临界660MW技术介绍动叶叶顶自带冠、高低齿汽封技术，漏汽损失减少约25%、级效率提高约0.4%，热耗收益29KJ/KW.h。DAS汽封——避免常规汽封起停磨损引起的损失，维持机组长期、高效、可靠运行。30☆