汽轮机高压主汽阀和高压调节阀概述

东汽-日立型超超临界1000MW汽轮机结构介绍

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2. 东汽－日立型超超临界1000MW汽轮机

2.1 热力特性

该汽轮机为单轴四缸四排汽型式，从机头到机尾依次串联，一个单流高压缸、一个双流中压缸及两个双流低压缸。高压缸呈反向布置（头对中压缸），由一个双流调节级与8个单流压力级组成。中压缸共有2×6个压力级。两个低压缸压力级总数为2×2×6级。末级叶片高度为43″,采用一次中间再热，汽轮机总长为35.6m，汽轮发电机组总长54.652m。其纵剖面图如图1所示。主蒸汽从高中外缸中部上下对称布置的4个进汽口进入汽轮机，通过高压9级作功后去锅炉再热器。再热蒸汽由中压外缸中部下半的2个进汽口进入汽轮机的中压部分，通过中压双流6级作功后的蒸汽经一根异径连通管分别进入两个双流6级的低压缸，作功后的乏汽排入两个不同背压的凝汽器。

图1 东方－日立型超超临界100MW汽轮机

高压主汽阀，调节阀悬吊在机头前运行平台下面，通过4根导汽管与高压汽缸相接。其布置图如图2所示。中压联合阀布置在高中压缸两侧，通过中压进汽管与汽缸焊接，并采用浮动式弹簧支架固定在平台上。

图2 高压主汽阀调节阀布置图

特性参数：

⑴ 型号 N1000-25/600/600

⑵ 机组型式 超超临界、一次中间再热、单轴、四缸四排汽、

汽轮机工作原理和结构

一、汽轮机工作原理

汽轮机是将蒸汽的热能转换成机械能的蜗轮式机械。在汽轮机中，蒸汽在喷嘴中发生膨胀，压力降低，速度增加，热能转变为动能。如图1所示。高速汽流流经动叶片3时，由于汽流方向改变,产生了对叶片的冲动力，推动叶轮2旋转做功，将蒸汽的动能变成轴旋转的机械能。

图1 冲动式汽轮机工作原理图

1-轴；2—叶轮；3-动叶片；4-喷嘴

二、汽轮机结构

汽轮机主要由转动部分(转子）和固定部分(静体或静子）组成。转动部分包括叶栅、叶轮或转子、主轴和联轴器及紧固件等旋转部件。固定部件包括气缸、蒸汽室、喷嘴室、隔板、隔板套（或静叶持环）、汽封、轴承、轴承座、机座、滑销系统以及有关紧固零件等。 套装转子的结构如图2所示。套装转子的叶轮、轴封套、联轴器等部件和主轴是分别制造的，然后将它们热套（过盈配合）在主轴上,并用键传递力矩。

图2 套装转子结构

1—油封环 2-油封套 3—轴 4—动叶槽 5—叶轮 6-平衡槽

汽轮机主要用途是在热力发电厂中做带动发电机的原动机。为了保证汽轮机正常工作，需配置必要的附属设备，如管道、阀门、凝汽器等,汽轮机及其附属设备的组合称为汽轮机设备。图3为汽轮机设备组成图。来自蒸汽发生器的高温高压蒸汽经主汽阀、调节阀进入汽轮机。由于汽轮机排汽口的压力大大低于进汽压力，蒸汽在这个压差作用下向排汽口流动，其压力和温度逐渐降低，部分热能转换为汽轮机转子旋转的机械能.做完功的蒸汽称为乏汽,从排汽口排入凝汽器，在较低的温度下凝结成水,此凝结水由凝结水泵抽出送经蒸汽发生器构成封闭的热力循环。为了吸收乏汽在凝汽器放出的凝结热，并保护较低的凝结温度，必须用循环水泵不断地向凝汽器供应冷却水。由于汽轮机的尾部和凝汽器不能绝对密封，其内部压力又低于外界大气压，因而会有空气漏入，最终进入凝汽器的壳侧。若任空气在凝汽器内积累，凝汽器内压力必然会升高,导致乏汽压力升高，减少蒸汽对汽轮机做的有用功，同时积累的空气还会带来乏汽凝结放热的恶化，这两者都会导致热循环效率的下降，因而必须将凝汽器壳侧的空气抽出.凝汽设备由凝汽器、凝结水泵、循环水泵和抽气器组成，它的作用是建立并保持凝汽器的真空，以使汽轮机保持较低的排汽压力，同时回收凝结水循环使用，以减少热损失，提高汽轮机设备运行的经济性。

NCB型式热电联供9FB级联合循环汽轮机

哈尔滨汽轮机厂有限责任公司设计制造的9FB级联合循环汽轮机为三压、再热、双缸、冲动、抽汽、背压、凝汽式，是哈汽及中国自主研发的首台NCB型式热电联供机组。该机型可以实现纯凝、抽凝、背压三种运行模式，具有极限供热能力。

标签：汽轮机；联合循环；NCB型；热电联供；解列模式；SSS离合器

0 前言

NCB型式热电联供9FB级联合循环汽轮机是哈汽为大唐集团北京高井电厂研制 的，是哈汽及中国自主研发的首台NCB型式热电联供机组。该机型可以实现纯凝、 抽凝、背压三种运行模式，具有极限供热能力。汽机采用三压进汽一次中间再热方式，设有一级调整抽汽，对外供热。汽机无给水加热系统。汽轮机采用节流配汽，设计为高中压、低压两个模块。机组高中压和低压部分均采用成熟模块，既提高了可靠性，同时也具有较高的通用率。由于本机组设有低压模块解列模式，发电机布置在汽轮机高中压缸前部，从发电机向汽轮机看汽轮机为顺时针方向。

1 机组主要参数及技术规范

型 式： 三压、再热、双缸、冲动、凝汽、抽背式

额 定 功 率（纯凝）： 319.67 MW

额 定 功 率（背压）： 155.67 MW

额 定 转 速： 3000 r/min

高压蒸汽温度： 565 ℃

高压蒸汽压力： 13.02 MPa.a

高压蒸汽流量： 659.98 t/h

再热蒸汽压力： 2.703 MPa.a

再热蒸汽温度： 564.3 ℃

再热蒸汽流量： 722.85 t/h

低压蒸汽温度： 304.9 ℃

低压蒸汽压力： 0.500 MPa.a

低压蒸汽流量： 48.41 t/h

抽汽压力额定值（抽凝）： 0.500 Mpa.a

抽汽温度（抽凝）： 331.2 ℃

抽汽流量（抽凝）： 683.84 t/h

额定排汽压力（纯凝）： 4.9 kPa.a

级 数： 9+10+2X4=27 级

末级叶片长度： 1220 mm

2 技术特点

浅析大型超超临界汽轮机组全周进汽与补汽阀

摘要：随着火力发电的发展，锅炉主蒸汽参数越来越高，对于超超临界汽轮机第一级叶片的要求越来越高，温度决定了汽轮机第一级叶片的材质，压力决定了汽轮机第一级叶片的厚度。从热力循环和发挥整个电厂设备的潜力角度，全周进汽的滑压运行模式并没有用足蒸汽压力的能力。全周进汽时，汽轮机的进汽压力与流量成正比，即机组仅在最大流量（通常称VWO）工况运行时，进汽压力才达到额定值。所以大型超超临界机组采用补汽阀技术来达到在额定工况下使得压力被充分利用，提高汽轮机焓降和经济性。只有在机组最大流量比额定工况流量大得多的情况下，才有必要配置补汽阀。采用补汽阀来满足大型超超临界机组额定工况下使得压力被充分利用，提高汽轮机焓降和经济性。

关键词：汽轮机；全周进汽；补汽阀

一、概述

高参数汽轮机逐渐发展为没有调节级的采用全周进汽的机组，运行中不存在单阀和顺阀的切换。对于全周进汽的进组，第一级与其他级一样，机组不存在调节级，机组的进汽压力与流量成正比，也就是说焓降与流量成正比，即机组仅在最大流量（通常称VWO）工况运行时，进汽压力才达到额定值。只能通过节流或滑压降低进汽压力的方式调节汽轮机的进汽量及功率。在夏季高背压或机组出现老化时，机组在达到额定压力而流量难以达到热耗保证工况流量，如果不装补汽阀只能通过增加主蒸汽流量来克服，但是随着流量的增加压力也会随之增大，就会造成汽轮机第一级叶片超压，给机组增加了运行的危险性，而且压力仍然没有充足利用。另外，对于全周进汽机组高压第一级叶片不存在部分进汽引起的冲击载荷，叶片应力与机组负荷同步变化，使该级叶片在任何工况均处在温度虽然高，但应力水平却较低的安全状态，彻底解决了高压第一级叶片的强度问题。喷嘴分组及部分进汽在超超临界参数下将更容易形成汽隙激振源，不利于机组部分负荷下的安全运行。

二、补汽调节阀结构及工作原理