[其他]再热式汽轮机的一种暖机方法

说明书

本发明涉及再热式汽轮机的一种暖机方法，特别是涉及到具有高压缸和中压缸并采用中压缸起动系统的再热式汽轮机的高压缸的暖机方法。

常规的再热式汽轮机采用一种中压缸起动系统，中压缸是在高压缸内保持真空状态下起动。在达到预定的传送负荷之后（即在中压缸进汽调节阀完全开启之后），逐渐开启高压缸的蒸汽调节阀，以达到额定负荷。

高压缸的进汽流量受到节制，以免由于在真空中旋转的、低温的汽轮机叶片金属温度与流入高压缸的高压蒸汽温度的温差（不匹配量）而造成转子的热应力急剧增加。

对这种不匹配量将参照图4加以说明，当中压缸起动时，再热蒸汽室的金属温度Tm₁与再热蒸汽室内进汽温度Ts₁（分别以曲线A与B表示）之间产生一个不匹配量t₁。还需要确定到高压缸放汽前所需的时间，以便使产生的热应力低于允许值。

如上所述，需要使金属温度迅速达到与其较大不匹配的蒸汽温度，同时，在一段长时间内速度和负荷必须提高，这点完全适用于高压缸的起动。

高压缸起动时高压一级进汽汽温称为Ts₂，如曲线C所示，根据常规技术得知，曲线E所示的高压一级的金属温度Tm₂，与中压缸起动前的温度相同，因为根本没有进行暖机。所以当高压缸放汽时，高压一级处的不匹配量为△t₂′，如图4所示。

利用旁路截流阀控制中压缸起动蒸汽的再热式汽轮机的上述暖机方法，可以相对地加速高压缸入口处蒸汽调节阀的开启，并可缩短起动时间。

然而常规方法并没有考虑采取任何措施来改善上述的不匹配量，所以也就没有能解决足以防止高压缸受热应力不利影响的问题。

另一方面，例如在日本的No.2483/1985号专利中为采用中压蒸汽起动系统的再热式汽轮机推荐了一种常规的暖机方法。

根据上述的再热式汽轮机的常规暖机方法，中压缸除进汽调节阀之外，还配备一个调节蒸汽流量的小口径旁路截流阀，在中压缸起动之前，调节蒸汽流量的旁路截流阀开启，并在达到预定的传送负荷之后，开启高压缸入口处的另一个蒸汽调节阀，此时，高压缸即起动。

本发明的目的是为采用中压缸起动系统的再热式汽轮机提供一种暖机方法，它可以减轻高压缸转子的热应力，从而缩短轮机的起动时间。

装有一个高压缸和一个中压缸的再热式汽轮机的一种暖机方法，它首先采用中压缸起动，然后再高压缸起动的系统。

本发明为此在中压缸起动时用高温蒸汽先对高压缸的前级组进行暖机，同时高压缸的末级组仍保持真空状态。

本发明中的再热式汽轮机的暖机方法是在中压缸起动时间外部的高温蒸汽对高压缸的前级组进行暖机，以改善不匹配量和减小热应力，并将暖机用蒸汽排到高压缸之外，不使其到达在真空中旋转的末级组。

当中压缸起动时，流入的蒸汽的热能不能带动高压缸转动，而高压缸只是慢车旋转，所以，由于与涡轮转子周围气体的摩擦而产生机械损失（鼓风损失）。

经验得知，汽轮机叶片转动产生的鼓风损失量与其周围气体比重成正比，约正比于叶片长度的1.5次方，约正比于在同一转数下旋转的叶片的节圆直径的4次方。

标准的再热式汽轮机的高压缸的叶片最长、且节圆直径大的末级叶片旋转所产生的鼓风损失量约为叶片最短、节圆直径小的第一级叶片的5倍。

另一方面，从设计上考虑，末级旋转叶片的最高温度必须是额定负荷下的蒸汽温度。然而常有这种现象发生，即由于种种原因蒸汽送不进高压缸，不能使其慢车旋转，由于产生鼓风损失而使其温度远远高于上述最高设计温度，致使高压缸过热。

为了减少这种鼓风损失，高压缸的末级和与其相靠近的几级必须保持真空状态。相反，包括叶片短、节圆直径小的第一级叶片在内的前级组所产生的鼓风损失并不太大，不足以使高压缸过热。

如上所述，本发明的再热式汽轮机的暖机方法是在中压缸起动阶段将高压缸的暖机与真空冷却相结合起来。

当包括高压缸第一级在内的前级组保持真空状态时，则前级组往往处于低温状态，为此，本发明决定对包括第一级在内的前级组进行暖机，而不是将其保持在真空状态，以减少不匹配量。

真空冷却和加压暖机（通过进汽加压）这两种截然相反的要求可以通过将高压缸分成两个级组的办法来满足，即在前级组暖机之后，在分支管处抽真空将蒸汽排出高压缸之外，不使其进入高压缸的末级组。