简析1000 MW 超临界汽轮机特点及调试技术
摘要：论述上汽 1000 mw 超超临界汽轮机设计特点及运行情况，对热力系统、高温材料、高温部件冷却、通流技术、末级叶片、汽缸、阀门和轴系结构等进行详细介绍，并对机组启动调试进行阐述，充分肯定了机组的先进性和可靠性。
关键词：超超临界 1000 mw 汽轮机 设计特点 运行调试技术
大容量、高参数是提高火电机组经济性最为有效的措施，同时基于世界一次能源资源状况中煤的储量远远超过石油和天然气，环境保护对减少排放污染（ 特别是 co2、nox） 的要求，以超超临界机组为代表的高效洁净煤发电技术已成为今后世界电力工业的主要发展方向之一。
1. 汽轮机的设计特点
1.1 独特的圆筒型高压外缸
高压缸由厂家整体发运。高压缸采用双层缸设计，其双层缸由静叶持环组成的内缸和筒形外缸组成，高压缸内不设隔板，反动式的静叶栅直接装在内缸上。外缸为筒形设计，分为进汽缸和排汽缸，其中分面大约在高压缸中部。内缸为垂直纵向平分面结构。采用这种设计，可以减小缸体重量，提供良好的热工况。另外，由于缸体为旋转对称，因而避免了不利的材料集中，各部分温度可保持一致，使得机组在启动停机或快速变负荷时缸体的温度梯度很小，热应力保持在一个很低的水平。
1.2 独特的补汽调节阀技术
上汽 1000mw 汽轮机采用了补汽技术。补汽阀相当于主汽门后的第三个高负荷调节阀，在主调节门开足的情况下，由该阀向机组供汽。通过该阀的流量约为最大进汽量的 8%。补汽阀布置在汽缸下部，补汽进入高压缸第五级后。补汽阀的主要功能有： （ 1） 当汽轮机的最大进汽量与 tha 工况流量之比较大时，可采用补汽技术，超出额定流量的部分由外置的补汽调节阀提供； 此时主调节阀在额定流量下可设计成全开，从而提高额定负荷以下所有工况的效率，机组热耗可至少下降 40kj/kw？h。（ 2） 根据等焓节流原理，蒸汽进入第五级处的温度将降低约 30℃，通过保持一定的漏汽还可起到冷却高压汽缸作用，有利于提高高温部件的可靠性。（ 3） 补汽阀还具有提高变负荷速率的功能，有利于提高大电网的稳定性。
摘要：介绍了超超临界１ ｏ０ｏＭＷ机组给水泵汽轮机开发的目的、设计参数的确定、轴系及通流叶片的设计、总体结构的 设计，并对本体的主要结构和汽轮机辅助系统进行了叙述。 关键词：超超临界给水泵汽轮机；总体设计；结构设计 中图分类号：ＴＫ２６２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１—９００６（２００８）０２—０００１—０６ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ １ ０００ ＭＷ Ｕｌｔｒａ—ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌ Ｕｎｉｔ ＢＦＰＴ ＺＨＡＮＧ ｌ， 帆一ｌｉｎ，ＰＡＮ Ｊｉａ－ｃｈｅｎｇ，ＺＨＡＮＧ 帆，ＺＨＡＮＧ Ｑｉｏｎｇ （ＤｏｎｇｆａｎｇＳｔｅａｍＴｕｒｂｉｎｅＣｏ．，Ｌｔｄ，６１８０００，Ｄｅｙａｎｇ，Ｓｉｃｈｕａｎ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｐｕｒｐｏｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ＆ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｕｂｊｅｃｔ ｍａｃｈｉｎｅ．ｔｈｅ ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒ ｄｅｓｉｇｎ．ｔｈｅ ｓｈａｆｔ ｓｙｓｔｅｍ＆ ｂｌａｄｅｓ ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ｄｅｓｉｇｎ ａｒｅ ｂｒｉｅｆｌｙ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ａｒｔｉｃｌｅ Ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｅａｍ ｔｕｒｂｉｎｅ ａｎｄ ｉｔｓ ａｕｘｉｌｉａｒｙ ｓｙｓ— ｔｅｎ ａｒｅ ａｌｓｏ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｕｐｅｒ—ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌ；ＢＦＰＴ；ｍａｉｎ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ｄｅｓｉｇｎ；ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｄｅｓｉｇｎ
给水泵是电站锅炉给水系统的主要部件之一， 它把除氧器水箱中的凝结水加压后通过各级加热 器再进入锅炉，其出口的给水压力应为锅炉出口 压力加上锅炉、管道和各高压加热器的阻力。由 于管道及各高压加热器的阻力随流量而变，故给 水泵的出口压力和流量应随机组负荷而变化。随 着机组逐步向高参数、大容量发展，给水泵的功 耗也相应增加。给水泵在电站辅机设备中占有重 要地位，其安全可靠的运行，直接影响着整个电 站设备的安全可靠运行，因此，用户对小汽轮机 的可靠性要求很高。另外，对大型机组给水系统 采用汽动泵，不仅可以降低电厂用电率，而且可 以提高整个电站系统的经济Ｉ生。 ２Ｏ世纪８Ｏ年代，东汽从西屋公司引进了给水 泵汽轮机的设计和制造技术。该机组具有８Ｏ年代 中期世界水平，用它们来驱动３００ ＭＷ／６００ ＭＷ机 组的给水泵，不仅具有良好的经济性，而且具有 很高的安全可靠性。之后，东汽又相继与日立公司 合作，共同开发了用于亚临界、超临界６００ ＭＷ等 级的驱动锅炉给水泵汽轮机。东汽在引进与合作 的过程中学习借鉴世界各大汽轮机制造公司的先 进技术的同时，还开发了与３００ ＭＷ等级机组配 套的２×５０％的给水泵小汽轮机Ｄ３．６Ａ机型，已拥 有满足不同要求的从３００ ＭＷ至１ ０００ ＭＷ等级的 驱动锅炉给水泵汽轮机系列。 本文主要对东汽开发设计的配套１ ０００ ＭＷ等 级汽轮机主机的、Ｇ２２—１（０．８）型、２×５０％锅炉给水 泵汽轮机的设计参数和本体结构进行简要叙述。
超超临界１ ０００ ＭＷ机组配汽方式的比较 ［摘 要］ ［关 键词］ ［中图分类号］ ［文献标识码］ ［文章编号］ ［ｏｏｌ编号］ 余兴刚 ，谢诞梅 ，熊扬恒 ，阚伟民 ，郑李坤 １．武汉大学动力与机械学院，湖北武汉４３００７２ ２．广东电网公司电力科学研究院，广东广州 ５１０６００ 超超临界ｌ ０００ Ｍｗ机组的调峰能力与机组的配汽方式有重要关系，并且直接影响电 网的安全性和经济性。介绍了大型机组配汽方式如喷嘴调节、节流调节、滑压调节的适 用范围。对典型的超超临界１ ０００ ＭＷ机组的配汽方式的设计特点进行了比较分析。 超超临界；１ ０００ ＭＷ机组；调峰；配汽方式 ＴＫ０１ ８ Ａ １００２—３３６４（２０１１）０４—００１３—０４ １０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２—３３６４．２０１１．０４．０１３ ＣｏＭＰＡＲＩＳｏＮ ｏＦ ＳＴＥＡＭ ＤＩＳＴＲＩＢＵＴＩｏＮ ＭｏＤＥＳ ＦｏＲ ＵＬＴＲＡ—ＳＵＰＥＲＣＲＩＴＩＣＡＬ １ ０００ ＭＷ ＵＮＩＴＳ ＹＵ Ｘｉｎｇｇａｎｇ ，ＸＩＥ Ｄａｎｍｅｉ ，ＸＩｏＮＧ Ｙａｎｇｈｅｎｇ ，ＫＡＮ Ｗｅｉｍｉｎ ，ＺＨＥＮＧ Ｌｉｋｕｎ １．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｐｏｗｅｒ ａｎｄ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｗｕｈａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕｈａｎ ４１００７２，Ｈｕｂｅｉ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，ＰＲＣ ２．Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｕｎｄｅｒ Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｐｏｗｅｒ Ｇｒｉｄ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１０６００，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，ＰＲＣ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｐｅａｋ—ｒｅｇｕｌａｔｉｎｇ ａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｕｌｔｒａ—ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌ １ ０００ ＭＷ ｕｎｉｔ ｈａｓ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｓｔｅａｍ—ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｎｇ ｍｏｄｅ ｏｆ ｓａｉｄ ｕｎｉｔ，ａｎｄ ａｆｆｅｃｔｉｎｇ ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｔｈｅ ｓａｆｅｔｙ ａｎｄ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｐｏｗｅｒ ｇｒｉｄ．Ｔｈｅ ｓｔｅａｍ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｍｏｄｅｓ ｏｆ ｌａｒｇｅ—ｃａｐａｃｉｔｙ ｕｎｉｔｓ，ｓｕｃｈ ａｓ ｔｈｅ ｓｕｉｔａｂｌｅ ｒａｎｇｅ ｏｆ ｎｏｚ— ｚｌｅ ｇｏｖｅｒｎｉｎｇ，ｔｈｒｏｔｔｌｅ ｇｏｖｅｒｎｉｎｇ，ａｎｄ ｓｌｉｄｅ—ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｇｏｖｅｒｎｉｎｇ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ，ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｆｅａ— ｔｕｒｅｓ ｏｆ ｓｔｅａｍ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｍｏｄｅ ｆｏｒ ｔｙｐｉｃａｌ ｕｌｔｒａ—ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌ １ ０００ ＭＷ ｕｎｉｔｓ ｂｅｉｎｇ ｃｏｍｐａｒｅｄ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｕｌｔｒａ—ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａＩ；ｌ ０００ ＭＷ ｕｎｉｔ；ｐｅａｋ—ｒｅｇｕｌａｔｉｎｇ；ｓｔｅａｍ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｍｏｄｅ 国外带基本负荷的大型机组（如超临界和超超临 界机组）普遍采用无调节级的节流配汽方式，而带尖峰 负荷的小型机组则被设计成采用有调节级的喷嘴调节 方式Ｌ１］。近年来我国诸多超超临界１ ０００ ＭＷ机组的 投运，使得仅依靠小机组调峰已不能满足要求，因此要 求所有机组都应具备调峰的能力ｒ２］。为满足机组参与 调峰的需求，目前汽轮机普遍采用配有调节级的喷嘴 配汽方式，但对于超超临界１ ０００ ＭＷ汽轮机，若采用 喷嘴调节，其调节级的焓降很大，导致调节级叶片的直 径也很大，这不仅给调节级的制造、安装、运行带来比 较大的困难，而且由于部分进汽损失及热应力对机组 经济性和安全性将产生影响。 国产超超临界１ ０００ ＭＷ机组的配汽方式有：（１） 采用双流调节级的喷嘴配汽方式（东方汽轮机厂（东 汽）、哈尔滨汽轮机厂（哈汽）），采用这种调节方式可以 在保证调节级焓降的前提下，减小调节级的直径，从而 收稿日期：２０１０—１０—１９ 作者简介：余兴刚（１９８９一），男，武汉大学硕士研究生，研读方向为叶轮机械强度及可靠性。 Ｅ—ｍａｉｌ：８４９３７０１５１＠ｑｑ．ｃｏｒｎ
电Ｊ『．供热专栏 １ ０００ＭＷ超超临界凝汽式 燃煤机组对外供热的探讨
上海外高桥第三发电有限责任公司 董维德
１概述 上海外高桥第三发电有限责任公司共有 １０００ＭＷ超超临界凝汽式燃煤火力发电机组２台。 由上海汽轮机有限公司和德国ＳｌＥＭＥＮＳ公司 联合设计制造的超超临界、一次中间再热、单轴、四 缸四排汽、双背压、八级回热抽汽、反动凝汽式汽轮 机Ｎ１０００—２７／６００／６００（ＴＣ４Ｆ），设计额定主汽压力 ２７ＭＰａ、主汽温度６００ｏｃ、设计额定再热汽压力 ５ ７５６ＭＰａ再热蒸汽温度６００ｏＣ，末级叶片高度 １ １４６ｍｍ。该汽轮机的整个流通部分由四个汽缸组 成，即一个高压缸、一个双流中压缸和两个双流低 压缸。对应四个汽缸的转子由五个径向轴承支承， 并通过刚性联轴器将四个转子连为一体，汽轮机低 压转子Ｂ通过刚性联轴器与发电机转子相连，组成 的汽轮发电机总长度约为４９ｍ，高度约为９．２５ｍ，宽 度约为１６ｍ。 汽轮发电机组设计额定输出功率为 １０００ＭＷ，汽轮机ＴＨＡ工况热耗率（正偏差为零）保 证值７３２０ ｋＪ／ｋＷ ｈ。ＴＭＣＲ功率为１０４０．５８６ＭＷ； ＶＷＯ功率１ ０５９．９７４ＭＷ。 由上海锅炉厂有限公司在引进德国ＡＬＳＴＯＭ 公司１０００ＭＷ超超临界塔式锅炉技术的基础上， 结合上海锅炉厂有限公司燃用神府东胜煤的经验 进行设计和制造的２Ｘ１Ｏ００ＭＷ超超临界机组锅 炉为２９５５ｔ／ｈ超超临界参数变压运行螺旋管圈直 流炉，单炉膛塔式布置、四角切向燃烧、摆动喷嘴调 温、平衡通风、全钢架悬吊结构、露天布置、采用机 械刮板捞渣机固态排渣的锅炉。 整套机组由国家电力公司华东电力设计院设 计、分别由上海电力安装第一工程公司、上海电力 安装第二工程公司施工安装。 ２技术上可行。运行稳定 上海外高桥第三发电有限责任公司２台超超临 界凝汽式燃煤发电机组抽汽２００ｔ／ｈ，在技术上是可 行的，安全是有保障的。 上海外高桥第三发电有限责任公司２台超超临 界凝汽式燃煤发电机组锅炉的ＢＭＣＲ为２９５５ｄｈ，汽 轮机的ＴＭＣＲ为２８６９ｔ／ｈ，根据上海外高桥第三发电 有限责任公司７号汽轮机热力性能考核试验报告， 当发电负荷在１Ｏ００ＭＷ该汽轮机在ＴＨＡ工况时，主 蒸汽压力为２５．９１９ＭＰａ、主蒸汽温度为５９９．７￣Ｃ、主 蒸汽流量为７５２．９８２ｋｇ／ｓｌ￣１］２７１０．７３ｄｈ、主蒸汽焓为 ３４８４．２７ｋＪ／ｋｇ、再热冷段压力５．８２５ＭＰａ、再热冷段 温度为３６２．２℃、再热冷段焓为３０８２．２０ｋＪ／ｋｇ。由此 计算可得：高压缸与中、低压缸的做功比例为：高压 缸占３０％、中、低压缸占７０％。当再热冷段进汽母管 段抽汽２００ｄｈＢ￣，高压缸进汽流量增加１４０ｄｈ，则此 时汽轮机的进汽流量为２８５０．７３ｄｈ，小于汽轮机在 ＴＭＣＲ工况时的流量（２８６９ｄｈ），同时也小于锅炉的 ＢＭＣＲ工况时的流量（２９５５ｔ／ｈ ｏ由此可见，上海外 高桥第三发电有限责任公司超超临界凝汽式燃煤 发电机组从再热冷段进汽母管段抽汽２００ｄｈ时在技 术上是可行的。 上海外高桥第三发电有限责任公司１Ｏ００ＭＷ 发电机组对外供热是在不改动汽轮机本体设备的 核心部件情况下进行。只是从再热冷段进汽母管抽 上海节鸵 ： ＳＨＡＮＧＨＡｉ
