[发明专利]汽轮机快速冷却系统及冷却方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽轮机冷却技术，特别是涉及一种汽轮机快速冷却系统及冷却方法。

背景技术

超超临界汽轮机组最高工作温度高达600℃，机体的热容大，而且高压缸为筒形机构，保温良好，停机后汽缸自然冷却很慢。汽轮机停机检修时机体金属温度降到150℃以下方可开工。机体温度以正常冷却速度降到这个水平需要超过十天，致使检修不能及时开工，增加了停机时间，降低了设备利用率。汽轮机停机以后冷却太快，会产生有害的热应力，热变形容易发生动静部分碰撞和磨损，而冷却太慢，延长冷却时间，影响发电量。

超超临界机组一般采用真空快冷工艺。如图1所示，汽轮机内高压缸7和中压缸8分别通过主汽阀15、12与汽源相连，真空快冷通道包括设于高压缸进气管上的高压缸进气阀14、中压缸进气管上的中压缸进气阀13，高压缸7直接与凝汽器10相连，中压缸8和低压缸9串联后与凝汽器10相连，凝汽器10与真空泵11相连。真空泵11在凝汽器10建立真空后，外界空气主要通过主汽阀与各进气阀之间的快冷接口按顺流方式进入通流部分，并对汽轮机所有的高温部件（比如阀门、转子、内、外缸等）进行快速冷却。

现在在电厂停机检修时，由运行人员监视汽轮机温度，手动开启进气阀进冷却气，温度变化不容易控制，温降太快容易超过应力，影响设备的寿命，温降太慢影响快冷效果，延长冷却时间。因此，需要一种自动控制的汽轮机快速冷却系统，控制温度变化在应力允许的范围内，使机组以尽可能快的速度将温度降下来。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种汽轮机快速冷却系统及冷却方法，用于解决现有技术中存在的上述问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种汽轮机快速冷却系统，所述汽轮机快速冷却系统包括：

第一温降速率检测器，包括一置于高压缸内的温度传感器，第一温降速率检测器通过所述温度传感器实时测得的温度获得所述高压缸的实时温降速率；

第二温降速率检测器，包括一置于中压缸内的温度传感器，第二温降速率检测器通过所述温度传感器实时测得的温度获得所述中压缸的实时温降速率；

反馈控制器，与所述第一温降速率检测器和第二温降速率检测器相连，反馈控制器将所述高压缸实时温降速率与初始设定的高压缸优化温降速率相比较，控制高压缸进气阀的开度，同时，反馈控制器将所述中压缸实时温降速率与初始设定的中压缸优化温降速率相比较，控制中压缸进气阀的开度，反馈控制器通过控制高压缸进气阀、中压缸进气阀的开度控制冷气进气量。

优选的，所述汽轮机快速冷却系统还包括在汽轮机进入快速冷却之前的预设系统，所述预设系统设定所述高压缸进气阀、中压缸进气阀的初始开度，以及在真空条件下各阀门关闭时，计算汽轮机内高压缸和中压缸的自然温降速率。

优选的，所述高压缸优化温降速率为所述高压缸自然温降速率与高压缸最大温降速率之和的一半；所述中压缸优化温降速率为所述中压缸自然温降速率与中压缸最大温降速率之和的一半。

优选的，所述汽轮机快速冷却系统还包括冷却保护系统，在汽轮机冷却速率超限时，所述冷却保护系统用于切断所述反馈控制器，关闭所述高压缸进气阀、中压缸进气阀。

优选的，所述汽轮机快速冷却系统还包括报警系统，报警系统用于在汽轮机冷却速率超限时发出警报。

本发明还提供一种汽轮机快速冷却方法，所述快速冷却方法采用上述汽轮机快速冷却系统，具体包括以下步骤：

步骤一，开启高压缸进气阀和中压缸进气阀，并且使其处于受所述反馈控制器控制状态；

步骤二，将高压缸优化温降速率和中压缸优化温降速率输入所述反馈控制器，所述启动所述反馈控制器，将第一温降速率检测器和第二温降速率检测器获得数据反馈给所述反馈控制器，反馈控制器通过所述数据控制高压缸进气阀、中压缸进气阀的开度，最终控制冷气进气量；

步骤三，所述反馈控制器实时工作，直至冷却结束。

优选的，步骤一中所述高压缸进气阀和中压缸进气阀通过预设系统设定初始开度，高压缸进气阀和中压缸进气阀的初始开度为2%。

优选的，在进行所述步骤一之前，需要计算在真空条件下各阀门关闭时，汽轮机内高压缸和中压缸的自然温降速率。

优选的，所述步骤二进行时，若汽轮机冷却速率超限时，所述冷却保护系统将切断所述反馈控制器，关闭所述高压缸进气阀、中压缸进气阀，中止汽轮机的快速冷却；同时所述报警系统发出警报。