國產(chǎn)三缸四排汽空冷600MW汽輪機(jī)介紹資料

1、NZK600-16.7/538/538型汽輪機(jī)介紹資料三缸四排汽空冷600MW汽輪機(jī)介紹哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司二二一二二一年十月二十九日目 錄1. 概述12機(jī)組主要技術(shù)規(guī)范13.總體設(shè)計(jì)方案23.1 三缸四排汽600MW汽輪機(jī)組的設(shè)計(jì)原則:23.2三缸四排汽600MW汽輪機(jī)組的特殊要求23.3三缸四排汽600MW汽輪機(jī)組優(yōu)化改進(jìn)的主要內(nèi)容：24. 主機(jī)結(jié)構(gòu)24.1蒸汽流程24.2通流部分34.3 汽缸44.4 轉(zhuǎn)子64.5閥門64.6.連通管94.7 低壓缸噴水系統(tǒng)95. 滑銷系統(tǒng)96 氣動(dòng)部分117 力學(xué)分析117.1 高中壓外缸力學(xué)分析117.2 K01B#隔板強(qiáng)度力學(xué)分析127.3

2、轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)分析148附圖18172021年10月29日哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司1. 概述K01B#是我公司設(shè)計(jì)、生產(chǎn)的600MW直接空冷汽輪機(jī)組，其設(shè)計(jì)借鑒了一些我公司已有先進(jìn)成熟的經(jīng)驗(yàn)，并緊跟國內(nèi)外同行在同類機(jī)組上的先進(jìn)理念，是我公司自主開發(fā)的、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的首臺亞臨界三缸四排汽600MW機(jī)組。它結(jié)構(gòu)緊湊，經(jīng)濟(jì)性好，適合中國國情，極具市場發(fā)展?jié)摿Α?機(jī)組主要技術(shù)規(guī)范 汽輪機(jī)型號：NZK600-16.7/538/538 汽輪機(jī)型式：亞臨界、一次中間再熱、三缸四排汽、單抽、直接空冷凝汽式 通流級數(shù)：40級  （高壓+9級，中壓6級，低壓2×2×6級）

3、回?zé)嵯到y(tǒng)級數(shù)：7級（3高+3低+1除氧） 末級葉片高度：620mm額定工況（THA工況）參數(shù)如下：主蒸汽壓力 16.67MPa主蒸汽溫度 538主蒸汽進(jìn)汽量 1833 .37t/h再熱蒸汽壓力 3.28MPa再熱蒸汽溫度 538再熱蒸汽進(jìn)汽量 1529.11t/h最終溫度 273.1補(bǔ)給水率 0%背壓 0.015MPa出力 600MW 熱耗 8046kJ/kw.h3.總體設(shè)計(jì)方案 3.1 三缸四排汽600MW汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)原則:高中壓部分全新設(shè)計(jì)低壓部分采用哈汽成熟的低壓模塊所有零部件能適應(yīng)溫度變化而產(chǎn)生的熱脹冷縮，滿足機(jī)組安全可靠，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行通流設(shè)計(jì)采用全三維技術(shù)，機(jī)組效率達(dá)到了當(dāng)代國際先進(jìn)水平

4、3.2三缸四排汽600MW汽輪機(jī)的特殊要求額定工況(THA)背壓為0.015MPa背壓變化幅度為0.0070.06MPa，且變化頻繁3.3三缸四排汽600MW汽輪機(jī)優(yōu)化改進(jìn)的主要內(nèi)容：a) 新高中壓缸模塊b) 大焓降葉片的研制及三維技術(shù)在通流優(yōu)化中的應(yīng)用c) 新型高效高中壓閥門的研制d) 新型噴嘴(噴嘴室和噴嘴焊接成整體)的研制e) 對汽缸、閥門等復(fù)雜結(jié)構(gòu)采用實(shí)體分析和有限元計(jì)算f) 大功率汽輪機(jī)反動(dòng)式隔板板體及焊縫應(yīng)力計(jì)算程序開發(fā)4. 主機(jī)結(jié)構(gòu)4.1蒸汽流程新蒸汽從下部進(jìn)入置于該機(jī)兩側(cè)兩個(gè)固定支承的高壓主汽調(diào)節(jié)聯(lián)合閥，由每側(cè)各兩個(gè)調(diào)節(jié)閥流出，經(jīng)過4根高壓導(dǎo)汽管進(jìn)入高壓汽輪機(jī)，高壓進(jìn)汽管位于上

5、半兩根、下半兩根。進(jìn)入高壓汽輪機(jī)的蒸汽通過一個(gè)調(diào)節(jié)級和9個(gè)壓力級后，由外缸下部兩側(cè)排出進(jìn)入鍋爐中間再熱器。再熱后的蒸汽從機(jī)組兩側(cè)的兩個(gè)再熱主汽調(diào)節(jié)聯(lián)合閥，由每側(cè)各兩個(gè)中壓調(diào)節(jié)閥流出，經(jīng)過四根中壓導(dǎo)汽管由中部進(jìn)入中壓汽輪機(jī)，中壓進(jìn)汽管位于上半兩根、下半兩根。進(jìn)入中壓汽輪機(jī)的蒸汽經(jīng)過6個(gè)壓力級后，從中壓缸上部排汽口排出，經(jīng)中低壓連通管，分別進(jìn)入1號、2號低壓缸中部。兩個(gè)低壓缸均為雙分流結(jié)構(gòu)，蒸汽從通流部分的中部流入，經(jīng)過正、反向6級壓力級后，流向每端的排汽口，然后蒸汽向下流入安裝在每一個(gè)低壓缸下部的排汽裝置。汽缸下部留有抽汽口，抽汽用于給水加熱。4.2通流部分4.2.1 高中壓通流結(jié)構(gòu)特點(diǎn)a) 靜

6、葉為彎扭、菱形焊接結(jié)構(gòu)，隔板汽封為長城式汽封b) 動(dòng)葉為彎扭葉片，動(dòng)葉頂部汽封為長城式汽封，樅樹型葉根c) 高壓進(jìn)汽部分采用高壓內(nèi)缸結(jié)構(gòu)，通流壓力級部分采用高壓隔板套結(jié)構(gòu)d) 中壓進(jìn)汽部分采用中壓隔熱罩結(jié)構(gòu)，通流部分采用中壓隔板套結(jié)構(gòu)e) 高中壓外缸采用整體缸結(jié)構(gòu)f) 合理的高、中壓排汽型線g)新型噴嘴(蒸汽室和噴嘴焊接成整體、流道子午面收縮）h) 高中壓轉(zhuǎn)子為整鍛無中心孔轉(zhuǎn)子4.2.2 低壓通流結(jié)構(gòu)特點(diǎn)a) 兩個(gè)雙分流低壓缸，單側(cè)6級b) 全三維技術(shù)設(shè)計(jì)低壓通流，靜、動(dòng)葉均采用具后加載特點(diǎn)的反動(dòng)式葉型c) 第1級靜葉采用彎葉片，第2-6級靜葉采用彎扭葉片；第1-6級動(dòng)葉采用扭葉片d) 第1-

7、4級隔板為自帶菱形葉冠的導(dǎo)葉片裝配結(jié)構(gòu)，第5、6級隔板為導(dǎo)葉片直接焊在內(nèi)外環(huán)上e) 第1-4級動(dòng)葉自帶圍帶并采用具有應(yīng)力集中小的加強(qiáng)型樅樹型直葉根，第5級動(dòng)葉自帶圍帶并采用具有應(yīng)力集中小的加強(qiáng)型樅樹型斜葉根，f) 第6級葉片高度620mm，葉片型線是在我公司1000mm葉片基礎(chǔ)上?；玫?，葉根采用1000mm葉片的圓弧葉根，自帶圍帶、一道整圈松拉筋結(jié)構(gòu)g) 第1-4級隔板汽封均采用彈性汽封，第5、6級隔板汽封均采用低直徑彈性汽封h) 第1-4級動(dòng)葉頂部汽封采用彈性汽封，第5、6級動(dòng)葉頂部汽封采用硬汽封i) 第5級動(dòng)葉表面進(jìn)行噴丸處理；第6級動(dòng)葉頂部進(jìn)汽邊上，焊長260mm的司太立合金片，根部出

8、汽邊采用復(fù)合鍍膜，復(fù)合鍍膜的范圍為300mm×25mm。j) 第6級動(dòng)葉動(dòng)葉頂部設(shè)去濕槽k) 無中心孔轉(zhuǎn)子4.3 汽缸4.3.1 高中壓缸高中壓外缸特點(diǎn)：1）上貓爪水平中分面支撐2）各進(jìn)汽口、抽汽口布置合理，密封性能好，管道口徑經(jīng)計(jì)算適當(dāng)3）壓力平衡管道設(shè)計(jì)合理4）中分面螺栓采用公制螺紋，對螺栓應(yīng)力及密封性能進(jìn)行核算汽輪機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮了汽缸的結(jié)構(gòu)形式和支撐方式，當(dāng)受熱狀況改變時(shí)，可以保持汽缸自由且對稱的收縮和膨脹，并且把可能發(fā)生的變形降到最低限度。由合金鋼鑄造的高中壓外缸通過水平中分面形成了上下兩半。內(nèi)缸同樣為合金鋼鑄件并通過水平中分面形成了上下兩半。內(nèi)缸支撐在外缸水平中分面處，

9、并由上部和下部的定位銷導(dǎo)向，使汽缸保持與汽輪機(jī)軸線的正確位置，同時(shí)使汽缸可根據(jù)溫度的變化自由收縮和膨脹。高壓汽輪機(jī)的噴嘴室也由合金鋼鑄成，并通過水平中分面形成了上下兩半。它采用中心線定位，支撐在內(nèi)缸中分面處。噴嘴室的軸向位置由上下半的凹槽與內(nèi)缸上下半的凸臺配合定位。上下兩半內(nèi)缸上均有滑鍵，決定噴嘴室的橫向位置。這種結(jié)構(gòu)可以保證噴嘴室根據(jù)主蒸汽溫度變化沿汽輪機(jī)軸向和徑向正確的位置收縮或膨脹。主蒸汽進(jìn)汽管與噴嘴室之間通過彈性密封環(huán)滑動(dòng)連接，這樣可把由溫度變化引起的變形降到最低限度。外缸上半及內(nèi)缸下半可采用頂起螺釘抬起，直到進(jìn)汽管與噴嘴室完全脫離，然后按常規(guī)方法用吊車吊起。在拆卸外缸上半或內(nèi)缸下半時(shí)

10、，盡量保持進(jìn)汽密封處蒸汽室的形狀，當(dāng)汽缸放下時(shí)與密封環(huán)同心。噴嘴組結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緊湊，通過電火花整體加工后，分為上下兩半，焊接在噴嘴室上。在每半噴嘴室內(nèi)形成兩個(gè)獨(dú)立的蒸汽通道。汽輪機(jī)高壓隔板套和高中壓進(jìn)汽平衡環(huán)支撐在內(nèi)缸的水平中分面上，并由內(nèi)缸上下半的定位銷導(dǎo)向。汽輪機(jī)中壓1號隔板套中壓2號隔板套和低壓排汽平衡環(huán)支撐在外缸上，支撐方式和內(nèi)缸的支撐方式一樣。中壓缸進(jìn)汽段內(nèi)壁設(shè)有隔熱罩。隔熱罩由12Cr1MoV鋼板拼焊而成功，分為上下半，靠中分面法蘭連接。中壓缸進(jìn)汽管與外缸連接,隔熱罩的進(jìn)汽管插入外缸進(jìn)汽管內(nèi)。接合處有密封裝置。高壓九級后（高排）有冷卻蒸汽經(jīng)內(nèi)缸冷卻孔流入中壓外缸與隔熱罩之間的夾層內(nèi)，再

11、經(jīng)過隔熱罩冷卻孔進(jìn)入中壓通流。中壓進(jìn)汽段隔熱護(hù)罩的作用是通過降低中壓外缸進(jìn)汽段缸壁的溫度差，從而降低高中壓外缸的溫度應(yīng)力。中壓隔板套結(jié)構(gòu)有利于機(jī)組啟動(dòng)過程中中壓外缸的加熱和膨脹，不但有利于減小中壓通流脹差，而且有利于高壓通流脹差的減小，從而縮短起動(dòng)時(shí)間。4.3.2 低壓缸本機(jī)組低壓模塊借用K01#，有兩個(gè)低壓缸。低壓外缸全部由鋼板焊接而成，為了減少溫度梯度設(shè)計(jì)成3層缸。由外缸、1號內(nèi)缸、2號內(nèi)缸組成，減少了整個(gè)缸的絕對膨脹量。汽缸上下半各由3部分組成：調(diào)端排汽部分、電端排汽部分和中部。各部分之間通過垂直法蘭面由螺栓作永久性連接而成為一個(gè)整體，可以整體起吊。排汽缸內(nèi)設(shè)計(jì)有良好的排汽通道，由鋼板壓

12、制而成。面積足夠大的低壓排汽口與凝汽器彈性連接。低壓缸四周有框架式撐腳，增加低壓缸剛性，撐腳座落在基架上承擔(dān)全部低壓缸重量，并使得低壓缸的重量均勻地分在基礎(chǔ)上。在一、二號低壓缸撐腳四邊通過鍵槽與預(yù)埋在基礎(chǔ)內(nèi)的錨固板配合形成膨脹的絕對死點(diǎn)。為了減少流動(dòng)損失，在進(jìn)排汽處均設(shè)計(jì)有導(dǎo)流環(huán)。每個(gè)低壓缸兩端的汽缸蓋上裝有兩個(gè)大氣閥，其用途是當(dāng)?shù)蛪焊椎膬?nèi)壓超過其最大設(shè)計(jì)安全壓力時(shí)，自動(dòng)進(jìn)行危急排汽。低壓缸排汽區(qū)設(shè)有噴水裝置，空轉(zhuǎn)或低負(fù)荷、排汽缸溫度升高時(shí)按要求自動(dòng)投入，降低低壓缸溫度，保護(hù)末葉片。4.4 轉(zhuǎn)子本空冷600MW汽輪發(fā)電機(jī)組軸系由高中壓轉(zhuǎn)子、1號低壓轉(zhuǎn)子、2號低壓轉(zhuǎn)子、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子和勵(lì)端帶集電環(huán)的

13、小軸組成。高中壓轉(zhuǎn)子和1號低壓轉(zhuǎn)子、1號低壓轉(zhuǎn)子和2號低壓轉(zhuǎn)子通過法蘭聯(lián)結(jié)，各轉(zhuǎn)子之間有調(diào)整墊圈；2號低壓轉(zhuǎn)子和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子通過聯(lián)軸器剛性聯(lián)接。除勵(lì)端帶集電環(huán)的小軸采用單支承外，其余轉(zhuǎn)子均采用雙支承結(jié)構(gòu)，汽輪機(jī)低壓轉(zhuǎn)子軸承全部落地，整個(gè)軸系共有9個(gè)軸承。高中壓轉(zhuǎn)子是無中心孔合金鋼整鍛轉(zhuǎn)子。帶有主油泵葉輪及超速跳閘裝置的軸通過法蘭螺栓剛性地與高中壓轉(zhuǎn)子在調(diào)端連接在一起，主油泵葉輪軸上還帶有推力盤。低壓轉(zhuǎn)子也是無中心孔合金鋼整鍛轉(zhuǎn)子。低壓轉(zhuǎn)子14級為半鼓型結(jié)構(gòu)，56級為轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)，軸承跨距5740mm，外伸端1014mm，末級、次末級動(dòng)葉片葉根在變工況運(yùn)行下工作條件惡劣，必須有較大的剛度，因此輪緣較寬

14、（次末級輪緣寬度為135mm，末級輪緣寬度為250mm）。由于端汽封結(jié)構(gòu)影響，脹差測量面及現(xiàn)場動(dòng)平衡面所在直徑有所加大，廠內(nèi)動(dòng)平衡面移至垂直端面。高中壓轉(zhuǎn)子、1號低壓轉(zhuǎn)子、2號低壓轉(zhuǎn)子由安裝在前軸承箱內(nèi)的推力軸承定位。4.5閥門高壓主汽調(diào)節(jié)聯(lián)合閥殼是一個(gè)整體合金鋼鑄件，機(jī)組裝有兩個(gè)高壓主汽調(diào)節(jié)聯(lián)合閥，分別位于高中壓缸兩側(cè)，每個(gè)主汽調(diào)節(jié)聯(lián)合閥包括一個(gè)水平安裝的主汽閥和兩個(gè)相同的垂直安裝的調(diào)節(jié)閥。再熱主汽調(diào)節(jié)聯(lián)合閥殼是合金鋼鑄件，機(jī)組裝有兩個(gè)再熱主汽調(diào)節(jié)聯(lián)合閥，分別位于高中壓缸兩側(cè)（位于高壓主汽調(diào)節(jié)聯(lián)合閥之前），每個(gè)再熱主汽調(diào)節(jié)聯(lián)合閥包括一個(gè)搖板式主汽閥和兩個(gè)調(diào)節(jié)閥。4.5.1 高壓主汽調(diào)節(jié)聯(lián)合閥

15、4.5.1.1高壓主汽閥高壓主汽閥是簡單布置的通常被稱為“雙重閥碟”的結(jié)構(gòu)。它由兩個(gè)單座的不平衡閥組成，一個(gè)閥安裝在另一個(gè)內(nèi)部。當(dāng)閥處于關(guān)閉位置時(shí)，蒸汽進(jìn)汽壓力與壓縮彈簧的作用力一起通過閥桿把每一個(gè)閥門緊緊地關(guān)閉在它的閥座上。預(yù)啟閥由兩部分組成，通過安裝在閥桿內(nèi)部的彈簧彈性壓緊在主閥上，關(guān)閉時(shí)能與主汽閥內(nèi)部的閥座較好的同心。閥桿移動(dòng)并打開主汽閥時(shí)，預(yù)啟閥首先開啟。之后，閥桿頂在閥碟套筒的底座上，開啟主閥。主閥全開時(shí)，主汽閥套筒的上端面頂在閥桿套筒的下端面上，防止蒸汽沿閥桿泄漏。閥桿密封由緊配合的套筒組成，帶有適當(dāng)?shù)穆┢?。?dāng)閥處于關(guān)閉位置時(shí)，閥桿導(dǎo)向塊的底部頂在閥桿套筒的底座上，防止蒸汽沿閥桿

16、泄漏。圓柱型的蒸汽濾網(wǎng)作為閥蓋的一部分，環(huán)繞在閥的周圍。4.5.1.2高壓調(diào)節(jié)閥高壓調(diào)節(jié)閥都是單座結(jié)構(gòu)，都由各自的執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制。每個(gè)調(diào)節(jié)閥被蒸汽所包圍，其壓力近似主汽壓力。閥設(shè)計(jì)成兩部分，閥蝶和閥桿活動(dòng)連接。調(diào)節(jié)閥杠桿通過連桿、銷、特制螺母、和套筒與閥桿相連接，當(dāng)油動(dòng)機(jī)的活塞向上移動(dòng)就打開調(diào)節(jié)閥，向下移動(dòng)就關(guān)閉調(diào)節(jié)閥。杠桿和銷連接，通過連桿和銷與彈簧室相連。閥桿密封包括一個(gè)緊配合的導(dǎo)向套筒和在閥蓋中的套筒。套筒帶有適當(dāng)?shù)男孤┛冢邏郝┢谂c高壓排汽區(qū)連接，低壓漏汽口與汽封冷凝器相連。壓縮彈簧在所有時(shí)間內(nèi)都給每個(gè)閥門施以關(guān)閉的力。彈簧力向下作用在彈簧座上，以克服不平衡的力并提供一個(gè)可靠的關(guān)閉閥門

17、的力。4.5.1.3主汽調(diào)節(jié)閥的支撐主汽調(diào)節(jié)閥體支架安裝在兩端底板上，兩端底板通過地腳螺栓和點(diǎn)焊的方式固定在基礎(chǔ)上。蒸汽室主汽閥體靠近主蒸汽進(jìn)汽側(cè)通過支架支撐，然后通過螺栓及銷與底板固定。蒸汽室主汽閥體另一端通過撓性板支撐，撓性板通過螺栓和銷固定在底板上。這種形式的支撐結(jié)構(gòu)防止蒸汽室的橫向移動(dòng)，允許蒸汽室沿軸向膨脹。4.5.2 再熱主汽調(diào)節(jié)聯(lián)合閥4.5.2.1再熱主汽閥再熱主汽閥安裝在再熱管路中，位于再熱器和中壓調(diào)節(jié)閥之間。作用是作為中壓調(diào)節(jié)閥的備用保險(xiǎn)設(shè)備，當(dāng)超速跳閘機(jī)構(gòu)動(dòng)作，汽輪機(jī)跳閘時(shí)，萬一調(diào)節(jié)閥失靈，則再熱主汽閥關(guān)閉。再熱主汽閥的形式通稱為“撲板式”結(jié)構(gòu)。該閥是由懸掛在搖臂上的再熱主汽

18、閥碟以及通過鍵與搖臂相連的閥桿所組成。閥桿上裝有襯環(huán)和嵌入環(huán)，防止蒸汽泄漏。嵌入環(huán)和閥桿之間過盈配合，帶有球形接觸面的襯環(huán)安裝在嵌入環(huán)和襯套之間。腔室內(nèi)的蒸汽泄漏，在蒸汽壓力下，將閥桿推向執(zhí)行機(jī)構(gòu)一側(cè)，嵌入環(huán)襯套和襯套將嚴(yán)密接觸，因此，可以防止沿主軸的蒸汽泄漏。閥桿通過連桿、曲柄和油動(dòng)機(jī)連桿相連接。4.5.2.2中壓調(diào)節(jié)閥中壓調(diào)節(jié)閥安裝在汽輪機(jī)的每個(gè)中壓進(jìn)汽管道上，甩負(fù)荷后用以限制再熱器去中、低壓汽輪機(jī)的蒸汽流量。起動(dòng)期間，當(dāng)汽輪機(jī)蒸汽旁路系統(tǒng)投入運(yùn)行時(shí)，這些閥門也具有調(diào)節(jié)蒸汽去中壓和低壓汽輪機(jī)的控制能力。中壓調(diào)節(jié)閥為雙座活塞式結(jié)構(gòu)，每一個(gè)閥門都有自己獨(dú)立的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。中壓調(diào)節(jié)閥出口通過中壓導(dǎo)汽

19、管與汽缸進(jìn)汽室連接。主閥碟通過閥桿和連接件與油動(dòng)機(jī)的活塞連接。油動(dòng)機(jī)活塞向下移動(dòng)關(guān)閉閥門，向上移動(dòng)打開閥門。每個(gè)閥門通過壓縮彈簧始終向閥和連桿施加向下的關(guān)閉力。預(yù)啟閥由兩部分組成，和閥桿之間為活動(dòng)連接，使其關(guān)閉時(shí)與位于主閥碟內(nèi)的閥座自動(dòng)對中。因此當(dāng)閥桿移動(dòng)開啟主閥碟時(shí)，預(yù)啟閥首先打開，隨后閥桿繼續(xù)移動(dòng)，使連接螺母與連接套筒接觸，進(jìn)而開啟主閥碟。主閥碟全開時(shí)，連接套筒端部頂在套筒上，防止蒸汽沿閥桿泄漏。閥桿密封由緊配合的套筒構(gòu)成，閥桿漏汽通往軸封冷卻器。圓柱形的蒸汽濾網(wǎng)裝在主閥碟外側(cè)。濾網(wǎng)底部和閥體上的凹槽配合，頂部和閥蓋用止動(dòng)銷固定。密封環(huán)能夠阻止蒸汽從閥套筒與主閥之間泄漏。4.5.2.3再熱

20、主汽調(diào)節(jié)聯(lián)合閥支架機(jī)組共有兩個(gè)再熱主汽調(diào)節(jié)聯(lián)合閥，每個(gè)聯(lián)合閥體由一個(gè)再熱主汽閥體與兩個(gè)中壓調(diào)節(jié)閥體焊接在一起。再熱主汽閥支架焊接在再熱主汽閥體上，然后通過螺栓及銷與底板固定。再熱主汽閥體靠近進(jìn)汽側(cè)通過支架支撐，另一側(cè)支撐在撓性板上。這種支撐結(jié)構(gòu)防止再熱主汽閥橫向移動(dòng)，同時(shí)允許再熱主汽閥沿軸向膨脹。4.6.連通管連通管的作用，是以最小的壓力損失將蒸汽從中壓缸的排汽口導(dǎo)入低壓缸的進(jìn)汽口，安裝在連通管彎管內(nèi)的多個(gè)葉片組成的導(dǎo)向葉柵，可以使汽流平穩(wěn)地改變流向。為了吸收管道產(chǎn)生的軸向熱膨脹，在連通管上裝有兩組壓力平衡式波紋鼓膨脹節(jié)，按必須吸收的熱膨脹量來確定膨脹節(jié)的波紋數(shù)量。當(dāng)采用連桿裝置將滑動(dòng)波紋節(jié)同

21、一個(gè)反方向的波紋節(jié)（平衡端）連接在一起限制壓力推力時(shí)，壓力平衡式膨脹節(jié)吸收軸向位移，另外它也承受管道的壓力。為了達(dá)到較高的可靠性，波紋節(jié)由內(nèi)、外兩層組成的。外層吸收管道系統(tǒng)的膨脹，并且在較低應(yīng)力水平的情況下承受蒸汽壓力負(fù)荷。內(nèi)層具有較高的壓力承載能力，并作為襯套保護(hù)外層不受腐蝕。 4.7 低壓缸噴水系統(tǒng)空冷機(jī)組經(jīng)常在較高排汽溫度下運(yùn)行，為保證低壓缸及末級動(dòng)葉片安全可靠運(yùn)行，除在排汽導(dǎo)流環(huán)上設(shè)置噴水裝置(第一路)外，另在擴(kuò)壓管上設(shè)置一路噴水裝置(第二路)。第一路在基礎(chǔ)轉(zhuǎn)速達(dá)到600r/min時(shí)自動(dòng)投入，并在機(jī)組帶上15負(fù)荷前繼續(xù)運(yùn)行；第二路由背壓和負(fù)荷控制： 當(dāng)，開始噴水; 當(dāng)，停止噴水。 實(shí)測

22、背壓, 電功率,、試驗(yàn)獲得的常數(shù)5. 滑銷系統(tǒng)在汽輪機(jī)啟動(dòng)、運(yùn)行和停機(jī)時(shí)，為了保證汽輪機(jī)各個(gè)部件正確地膨脹、收縮和定位，同時(shí)保證汽缸和轉(zhuǎn)子正確對中，需要設(shè)計(jì)合理的滑銷系統(tǒng)。機(jī)組膨脹是由預(yù)埋在基礎(chǔ)中的兩塊橫向定位鍵和兩塊軸向定位鍵限制靜子部分的中心移動(dòng)而形成的。本機(jī)組膨脹的絕對死點(diǎn)有3個(gè)，分別位于2號軸承箱中部及1號、2號低壓缸的中心。高中壓缸由四只貓爪搭在1、2號軸承箱上，貓爪與軸承箱之間通過鍵配合，貓爪在鍵上可以自由滑動(dòng)；高中壓缸與1、2號軸承箱之間在水平中分面以下用定位中心梁連接。當(dāng)高中壓缸膨脹時(shí)， 2號軸承箱兩塊橫向定位鍵和兩塊軸向定位鍵的交叉點(diǎn)（絕對死點(diǎn)）保持不變，它通過定中心粱推動(dòng)高

23、中壓缸和1號軸承箱沿機(jī)組軸向向調(diào)速器端膨脹。1、2號低壓缸與相鄰軸承箱間由于垂直方向膨脹量差異較大，兩者間不設(shè)推拉機(jī)構(gòu)，軸承箱相對基礎(chǔ)不動(dòng)，各低壓缸以橫向和軸向錨固板確定死點(diǎn)向軸向兩側(cè)膨脹，低壓缸與軸承箱的橫向?qū)χ型ㄟ^埋在基礎(chǔ)中的橫向錨固板實(shí)現(xiàn)，在低壓缸與軸承箱間的錨固板采用組合結(jié)構(gòu)，垂直板與軸承箱相連，水平板與低壓缸相連。低壓缸與橫向錨固板相配的鍵槽板焊接在低壓缸外部中心肋板上,并以兩輔助肋板與低壓缸焊接,以保證鍵槽板垂直剛度,在中心肋板靠近鍵槽板處兩側(cè)加橫向支撐管,與低壓缸側(cè)壁相連,低壓缸外壁裝焊T型鋼，與裙板連接，以保證鍵槽板具有足夠的橫向剛度。低壓外缸裙板間加裝聯(lián)系螺栓，以防止低壓外缸

24、在排汽管的作用下上翹和跳動(dòng)。為不防礙低壓缸水平方向膨脹，螺栓頭與裙板間留有0.10.2的間隙。轉(zhuǎn)子之間都是采用法蘭式剛性聯(lián)軸器聯(lián)接，形成了軸系。軸系軸向位置是靠機(jī)組高壓轉(zhuǎn)子前端的推力盤來定位的。推力盤包圍在推力軸承中，由此構(gòu)成了機(jī)組動(dòng)靜之間的死點(diǎn)。當(dāng)機(jī)組靜子部件在膨脹與收縮時(shí)，推力軸承所在的前軸承箱也相應(yīng)地軸向移動(dòng)，因而推力軸承或者說軸系的定位點(diǎn)也隨之移動(dòng)，因此，稱機(jī)組動(dòng)靜之間的死點(diǎn)為機(jī)組的“相對死點(diǎn)”。6 氣動(dòng)部分（見專題報(bào)告“三缸600MW汽輪機(jī)全三維葉片開發(fā)設(shè)計(jì)”）7 力學(xué)分析7.1 高中壓外缸力學(xué)分析高中壓外缸的的材料為ZG15Cr2Mo1,材料的屈服強(qiáng)度為275MPa，分析的最大應(yīng)力

25、為237Mpa，最大應(yīng)力處的溫度為333.4度。圖7-1高中壓外缸應(yīng)力云圖7.2 K01B#隔板強(qiáng)度力學(xué)分析為計(jì)算大功率機(jī)組反動(dòng)式隔板板體及焊縫應(yīng)力，設(shè)計(jì)研究中心在參考西屋公司轉(zhuǎn)子葉片手冊的基礎(chǔ)上開發(fā)了一套計(jì)算大功率機(jī)組反動(dòng)式隔板板體及焊縫應(yīng)力程序，利用該程序核算75#和超臨界機(jī)組CH01#隔板板體及焊縫應(yīng)力（含許用應(yīng)力），所得結(jié)果與西屋公司與三菱公司提供給我們的數(shù)據(jù)基本吻合，因此該程序是可行的。以下數(shù)據(jù)就是本機(jī)組利用該程序計(jì)算所得： 高壓1級高壓2級高壓3級高壓4級高壓5級高壓6級高壓7級高壓8級導(dǎo) 葉型線 2.52412.52422.52422.52422.52422.52422.5249

26、2.5249h靜葉高m 0.0910.1020.1140.1230.1330.1460.1410.157datp壓差MPa0.9090.6430.5840.5380.4980.4450.4940.435Nb靜葉只數(shù) 6882806882806464Dm靜葉平均直徑m 1.041.061.071.071.081.0871.0761.092xgmd進(jìn)汽邊葉頂應(yīng)力MPa1.143.55-0.38-0.19-0.42-0.81-1.26-7.45xgmd1出汽邊葉頂應(yīng)力MPa-38.20-43.01-43.50-37.66-33.32-28.80-22.71-31.13xgmg進(jìn)汽邊葉根應(yīng)力MPa12

27、2.09152.39162.83163.35164.42163.81148.71166.13xgmg1出汽邊葉根應(yīng)力MPa8.0011.5815.2610.627.283.92-32.51-21.40工作溫度505.5487.2469.3451.1432.9414.8398377許用應(yīng)力MPa126.75154.2181.05212.35247.2278.17290.14294.29焊縫應(yīng)力MPa76.1744.8545.4939.3734.8430.1353.7671.2焊縫許用應(yīng)力MPa97.22117.80136.61161.79186.57213.30239.07268.29 高壓9級

28、中壓1級中壓2級中壓3級中壓4級中壓5級中壓6級導(dǎo) 葉型線 2.52492.52302.52302.52302.52302.52302.5230h靜葉高m 0.1710.1430.1600.180.200.230.265datp壓差MPa0.4020.4220.3100.2670.2320.2100.174Nb靜葉只數(shù) 64687070707274Dm靜葉平均直徑m 1.1041.3131.3261.3441.3571.3871.419xgmd進(jìn)汽邊葉頂應(yīng)力MPa-7.23-0.87-0.1-0.56-0.32-0.65-0.33xgmd1出汽邊葉頂應(yīng)力MPa-28.85-9.17-10.86

29、-9.64-7.16-7.10-5.13xgmg進(jìn)汽邊葉根應(yīng)力MPa173.9167.1365.9267.6867.3475.4376.10xgmg1出汽邊葉根應(yīng)力MPa-26.1-4.8-3.96-4.27-5.79-6.23-7.45工作溫度356.3538.2508.8478446.4413377許用應(yīng)力MPa297.6087.79121.8168221.03281294.29焊縫應(yīng)力MPa65.8557.2168.8560.5445.0844.3132.16焊縫許用應(yīng)力MPa271.6069.8493.46127.29167.94216.00268.297.3 轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)分析7.3.1

30、 軸系組成三缸空冷600MW汽輪發(fā)電機(jī)組軸系由高中壓轉(zhuǎn)子（HIP）、低壓轉(zhuǎn)子（LPI）、低壓轉(zhuǎn)子（LPII）、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子（GEN）、勵(lì)端小軸組成。轉(zhuǎn)子之間都是采用法蘭式剛性聯(lián)軸器聯(lián)接，形成了軸系。汽輪機(jī)共有6個(gè)支持軸承。6個(gè)支持軸承全部選用了4瓦塊可傾瓦軸承。這種軸承穩(wěn)定性好，有自動(dòng)對中能力，潤滑性能好。整個(gè)軸系共有9個(gè)軸承，三缸空冷600MW汽輪發(fā)電機(jī)組軸系簡圖如下：HIP LPI LPII GEN EXC 圖7-2 武鄉(xiāng)三缸空冷600MW機(jī)組軸系簡圖7.3.2 軸系靜態(tài)計(jì)算表7-1 武鄉(xiāng)三缸空冷600MW汽輪發(fā)電機(jī)組軸系靜態(tài)參數(shù)軸承號軸承直徑（cm）軸承有效寬度（cm）軸承類型軸承比壓（M

31、Pa）軸承支反力（N）軸承靜態(tài)標(biāo)高（mm）Brg140.525.0四瓦可傾1.503 152225.2 13.17 Brg240.528.5四瓦可傾1.517 174778.0 3.55 Brg348.2635.56四瓦可傾1.751 300718.2 2.50 Brg448.2635.56四瓦可傾1.738 298489.6 0.33 Brg548.2635.56四瓦可傾1.738 298489.6 0.00 Brg648.2635.56四瓦可傾1.772 304677.2 0.30 Brg750.040.54可傾瓦1.696 344120.2 0.49 Brg850.040.54可傾瓦1.

32、600 324957.0 11.14 Brg930.4812.7可傾瓦0.359 12851.117.72 7.3.3 軸系臨界轉(zhuǎn)速計(jì)算表7-2 武鄉(xiāng)三缸空冷600MW汽輪發(fā)電機(jī)組軸系無阻尼臨界轉(zhuǎn)速（單位：r/min）振型高中壓轉(zhuǎn)子低壓I轉(zhuǎn)子低壓II轉(zhuǎn)子發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子一階170316341656780二階3907386735962073判別準(zhǔn)則：國產(chǎn)機(jī)組避振要求：臨界轉(zhuǎn)速避開額定轉(zhuǎn)速±15%，西屋公司避振要求：過去是用臨界轉(zhuǎn)速避開額定轉(zhuǎn)速±10%，同時(shí)考核不平衡響應(yīng)?，F(xiàn)在是用共振轉(zhuǎn)速峰值響應(yīng)靈敏度Q因子考核(Q factor)。7.3.4 軸系不平衡響應(yīng)計(jì)算表7-3 武鄉(xiāng)三缸空

33、冷600MW汽輪發(fā)電機(jī)組軸系不平衡響應(yīng)軸承號第一階峰值轉(zhuǎn)速軸系不平衡響應(yīng)允許值第二階峰值轉(zhuǎn)速軸系不平衡響應(yīng)允許值r/minmilsmilsr/minmilsmilsbrg14.537200.71.5brg24.536500.71.5brg317900.964.533000.81.5brg418000.874.535501.11.5brg518500.934.533001.11.5brg618700.964.533000.81.5Brg78000.784.522000.71.5Brg88000.544.522000.61.5Brg98000.034.5>37501.5由表7-3可知武鄉(xiāng)三缸

34、空冷600MW汽輪發(fā)電機(jī)組軸系不平衡響應(yīng)品質(zhì)是良好的。7.3.5 共振轉(zhuǎn)速峰值響應(yīng)靈敏度Q因子計(jì)算表7-4 武鄉(xiāng)三缸空冷600MW汽輪發(fā)電機(jī)組軸系共振轉(zhuǎn)速峰值響應(yīng)靈敏度Q因子MODE頻率 RPM頻率3000Q許用Q因子Gen 1st8100.274.517.5LP-1 1st18330.614.714.0LP-2 1st18550.625.113.8HP-IP 1st17250.586.813.5Gen 2nd22530.759.012.1LP-1 2nd40411.350.617.4LP-2 2nd40661.362.67.2HP-IP 2nd41201.372.96.9Exc 1st810

35、0.274.517.57.3.6 軸系扭振計(jì)算表7-5 武鄉(xiāng)三缸空冷600MW汽輪發(fā)電機(jī)組軸系扭振頻率模態(tài)123456扭振頻率（Hz）13.722.726.8109.6131.2131.3表7-6 武鄉(xiāng)三缸空冷600MW汽輪發(fā)電機(jī)組軸系剪切應(yīng)力（MPa）軸承號brg1brg2brg3brg4brg5brg6brg7brg8brg9合成剪切應(yīng)力0.619788119203288235281.7許用剪切應(yīng)力3363364334334334333803805377.3.7 結(jié)論通過對武鄉(xiāng)三缸空冷600MW汽輪發(fā)電機(jī)組軸系振動(dòng)特性的計(jì)算、分析和調(diào)整，我們對機(jī)組的振動(dòng)特性有了更深入的認(rèn)識，綜上所述，武鄉(xiāng)三缸空冷600MW汽輪發(fā)電機(jī)組軸系振動(dòng)特性是良好的，無論是軸系無阻尼臨界轉(zhuǎn)速還是軸系不平衡響應(yīng)及共振轉(zhuǎn)速峰值響應(yīng)靈敏度Q因子、軸系扭振都是符合安全評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的，因此設(shè)計(jì)是合理的，內(nèi)容是全面的。武鄉(xiāng)三缸