[发明专利]一种低参数大流量双分流背压式汽轮机

说明书

技术领域

本发明涉及汽轮机，尤其是一种低参数大流量双分流背压式汽轮机。

背景技术

300MW火力发电站大机组在我国北方冬季常有供热需求，供热方式是从四抽引出压力等级0.4~0.6Mpa、流量150~400t/h（吨/小时）的蒸汽，通过将其转化为0.2Mpa左右的蒸汽对水进行加热供暖。目前常用的蒸汽等级转换方式为减温减压，这种转换方式不可避免的会造成能量等级损失，而最为理想经济的方式则是通过后置背压式汽轮机发电来完成相应蒸汽品质的转换。

用于上述蒸汽品质转换的汽轮机新汽汽源为主机抽汽，具有参数低、流量大、焓降小的特点。蒸汽压力受主机负荷影响较大，相同热负荷下汽轮机容积流量变化大。同时，供热负荷也在大范围内变化，这将导致汽轮机的负荷变化剧烈且频繁，且会长期处于低负荷工况下运行。如此苛刻多变的运行条件对配套汽轮机的性能要求极高，如果采用常规单缸背压式汽轮机，则机组结构尺寸大、布置困难、基建成本和制造成本高、安全性与稳定性难以保证。

综上所述，为此考虑采用一种双分流背压式汽轮机来完成此类场合的蒸汽品质转换。需要解决以下技术问题

1.由于运行条件苛刻多变，在剧烈的负荷变化过程中会给汽轮机的工作效率、运行安全性与稳定性带来极其不利的影响；

2.由于新蒸汽品质不高，压力损失较大，使得进汽结构对流道的顺畅性要求较高，常规的单缸背压式汽轮机所采用的单调节级结构无法满足要求；

3.进汽参数压力低，流量大，为合理控制压损，需要大口径的速关阀、调节汽阀来适应运行要求，使得调节汽阀与汽缸无法合缸设计，而单独设计装配的大尺寸调节汽阀与进排汽管道产生的重量与热应力对机组的安全运行会产生潜在的风险；

4.蒸汽容积流量大，焓降小，与常规参数汽轮机相比，在输出功率相同的前提下低参数汽轮机整体结构尺寸较大，且发电机组尺寸相对偏小，从而给汽轮发电机组的布置带来一定的困难；

5.汽轮机排汽压力低、比容大、排汽缸尺寸大，若采用常规的整体铸造式排汽缸，则生产准备时间较长，铸造难度大，成本高，铸造质量难以保证；

6.由于蒸汽参数低、通流面积大，若采用常规的单缸背压式汽轮机，则转子直径会非常大，从而不可避免的要使用焊接转子，但焊接技术复杂，焊接转子对材料的焊接性能要求高，焊后探伤难度较大，导致生产制造成本高，转子质量难以保证。

发明内容

本发明的目的是提供运行安全可靠，压力损失小、蒸汽压力容积流量大的一种低参数大流量双分流背压式汽轮机，其单机容量可达25MW。

本发明解决上述问题的技术方案是：

一种低参数大流量双分流背压式汽轮机，包括前后支座、前后径向轴承、前后排汽缸、汽缸、进汽室和转子，所述的汽缸与进汽室铸为一体，汽缸内对称装配有喷嘴持环和导叶持环，所述导叶持环与转子上分别安装有静叶片和动叶片，所述汽缸、进汽室、排汽缸及内部通流采用完全对称布置。进汽室上连接有进汽管道，进汽管道上设有调节汽阀和速关阀。

所述进汽缸的圆周上均布有四个独立的进汽接口，四个进汽接口通过外接四根进汽管道与四个独立的速关阀-调节汽阀组合结构相连，四个速关阀-调节汽阀组合结构则分别通过支撑结构固定在底盘上。

所述的进汽室采用双分流喷嘴调节全周进汽的喷嘴持环结构，并与汽缸一体铸造而成，与喷嘴持环为分离式结构，进汽室外缘中部均匀开设有四个进汽流道，两侧各开设有四个均匀对称分布的喷嘴流道。

所述的喷嘴持环为两个，在汽缸内对称设置，喷嘴持环圆周上均匀对称布置有四组独立的喷嘴组。

所述的前排汽缸和后排汽缸为焊接背压式结构，且排汽缸的外端部与转子之间设有汽封体，所述的转子是整锻转鼓式结构。

所述的汽缸、喷嘴持环、进汽室、前导叶持环、后导叶持环、前排汽缸、后排汽缸沿中分面分为上下两半，均采用螺栓固定连接；且汽缸与前排汽缸、后排汽缸连接处设有垂直法兰结合面，并通过螺栓连接。

转子安装在前排汽缸、后排汽缸、汽缸、进汽室和轴承座内并设有液压顶轴装置，转子通过前径向轴承和后径向轴承支撑，转子的轴向位移通过推力轴承来限制，所述的两个径向轴承设通过轴承座设置在支座内，支座固定在底盘上，所述的推力轴承设置在前支座内。

本发明的有益效果是：