華能玉環(huán)電廠1000MW汽輪機(jī)培訓(xùn)講義課件

華能玉環(huán)電廠1000MW汽輪機(jī)設(shè)備及系統(tǒng)

培訓(xùn)講義上海交通大學(xué)熱能工程研究所2006.1華能玉環(huán)電廠1000MW汽輪機(jī)設(shè)備及系統(tǒng)

培訓(xùn)講義上海交通大第一講華能玉環(huán)電廠1000MW汽輪機(jī)

整體設(shè)計(jì)特點(diǎn)與本體布置汽輪機(jī)概述1000MW汽輪機(jī)整體設(shè)計(jì)特點(diǎn)1000MW汽輪機(jī)本體結(jié)構(gòu)與布置第一講華能玉環(huán)電廠1000MW汽輪機(jī)

整體設(shè)計(jì)特點(diǎn)與本體第一節(jié)汽輪機(jī)概述汽輪機(jī)是以水蒸汽為工質(zhì)的旋轉(zhuǎn)式熱能動(dòng)力機(jī)械，它接受鍋爐送來的蒸汽，將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。它具有單機(jī)功率大、效率高、運(yùn)行平穩(wěn)、單位功率制造成本低和使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。汽輪機(jī)設(shè)備是火力發(fā)電廠的三大主要設(shè)備之一，汽輪機(jī)設(shè)備及系統(tǒng)包括汽輪機(jī)本體、調(diào)節(jié)保安及供油系統(tǒng)、輔助設(shè)備及熱力系統(tǒng)等。

汽輪機(jī)本體是由汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)部分（轉(zhuǎn)子）和固定部分（靜子）組成；調(diào)節(jié)保安及供油系統(tǒng)主要包括調(diào)速汽閥、調(diào)速器、調(diào)速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、主油泵、油箱、安全保護(hù)裝置等；輔助設(shè)備主要包括凝汽器、抽氣器（或水環(huán)真空泵）、高低壓加熱器、除氧器、給水泵、凝結(jié)水泵、凝升泵、循環(huán)水泵等；熱力系統(tǒng)主要指主蒸汽系統(tǒng)、再熱蒸汽系統(tǒng)、凝汽系統(tǒng)、給水加熱系統(tǒng)、給水除氧系統(tǒng)等。第一節(jié)汽輪機(jī)概述汽輪機(jī)是以水蒸汽為工質(zhì)的旋轉(zhuǎn)式熱能動(dòng)力機(jī)汽輪機(jī)的分類

按工作原理分類

（1）沖動(dòng)式汽輪機(jī)：主要由沖動(dòng)級(jí)組成，在級(jí)中蒸汽基本上在噴嘴柵（或靜葉柵）中膨脹，在動(dòng)葉柵中只有少量膨脹。（2）反動(dòng)式汽輪機(jī)：主要是由反動(dòng)級(jí)組成，蒸汽在汽輪機(jī)的靜葉柵和動(dòng)葉柵中都有相當(dāng)程度的膨脹。

按熱力特征分類

凝汽式汽輪機(jī)、背壓式汽輪機(jī)、抽汽背壓式汽輪機(jī)、中間再熱式汽輪機(jī)

按主蒸汽參數(shù)分類

（1）低壓汽輪機(jī)：主蒸汽壓力小于1.5MPa。（2）中壓汽輪機(jī)：主蒸汽壓力為24MPa。(3)高壓汽輪機(jī)：主蒸汽壓力為610MPa。（4）超高壓汽輪機(jī)：主蒸汽壓力為1214MPa。（5）亞臨界壓力汽輪機(jī)：主蒸汽壓力為1618MPa。（6）超臨界壓力汽輪機(jī)：主蒸汽壓力為22.15MPa。（7）超超臨界壓力汽輪機(jī)：主蒸汽壓力大于32MPa。

汽輪機(jī)的分類按工作原理分類超／超超臨界汽輪機(jī)超臨界汽輪機(jī)(supercriticalsteamturbine)有明確的物理意義。由水蒸汽性質(zhì)圖表知道，水的臨界點(diǎn)參數(shù)為臨界壓力pc=22.129MPa，臨界溫度tc=374.15oC，臨界焓hc=2095.2kJ/kg，臨界熵sc=4.4237kJ/(kg·K)，臨界比容vc=0.003147m3/kg。當(dāng)水的壓力p<pc，水在定壓下加熱變?yōu)檎羝钠A段，呈現(xiàn)濕飽和蒸汽狀態(tài)，汽化過程處于水與蒸汽兩相共存的狀態(tài)。當(dāng)水的壓力p=pc，水的汽化階段縮為一點(diǎn)(臨界點(diǎn))，即汽化在一瞬間完成；水在c下定壓加熱到tc時(shí)就立即全部汽化，無水與蒸汽兩相共存的汽化過程，但有相變點(diǎn)(pc，tc)。當(dāng)水的壓力p>pc，水在定壓下加熱逐漸變?yōu)檫^熱蒸汽，無汽化過程，無相變點(diǎn)。工程上，把主蒸汽壓力p0<pc的汽輪機(jī)稱為亞臨界汽輪機(jī)，把p0>pc的汽輪機(jī)稱為超臨界汽輪機(jī)。

900MW機(jī)組T-S圖

超／超超臨界汽輪機(jī)超臨界汽輪機(jī)(supercritical超超臨界定義：

日本的定義為壓力大于24.2MPa,或溫度達(dá)到593℃；丹麥定義為壓力大于27.5MPa；西門子公司的觀點(diǎn)是應(yīng)從材料的等級(jí)來區(qū)分超臨界和超超臨界機(jī)組等等。我國電力百科全書則將超超臨界定義為：蒸汽參數(shù)高于27MPa。綜合以上觀點(diǎn)，一般將超超臨界機(jī)組設(shè)定在蒸汽壓力大于25MPa，蒸汽溫度高于580℃的范圍。

超超臨界定義：日本的定義為壓力大于24.2MPa,或溫度達(dá)目前超超臨界汽輪機(jī)容量和參數(shù)情況進(jìn)汽溫度日本：主汽均達(dá)到600℃，再熱最高610℃西門子：ISOGO600℃/610℃不論功率大小，所有機(jī)組均采用580-600℃進(jìn)汽壓力日本：除89年東芝2X700MW外（31MPa），其余90年以來均25MPa；歐洲：1997/1998丹麥兩臺(tái)29MPa，兩次再熱415MW機(jī)組，西門子也有較高業(yè)績但目前大功率機(jī)組的進(jìn)汽壓力均不超過26.5MPa;機(jī)組容量雙軸——三菱1050MW2001年投運(yùn)單軸——東芝（60Hz）1000MW2002年投運(yùn)西門子1025MW最大，多臺(tái)900MW98年后目前超超臨界汽輪機(jī)容量和參數(shù)情況進(jìn)汽溫度國際上對(duì)大容量汽輪發(fā)電機(jī)組功率等術(shù)語的一般定義額定功率（銘牌功率，銘牌出力TRL）：指汽輪機(jī)在額定主蒸汽和再熱蒸汽參數(shù)工況下，排汽壓力為11.8kPa(a)、補(bǔ)水率為3%，能在發(fā)電機(jī)接線端輸出供方所保證的功率。汽輪機(jī)的進(jìn)汽量屬供方的保證值，它與所保證的額定工況相對(duì)應(yīng)。機(jī)組的保證最大連續(xù)工況（T-MCR):指汽輪機(jī)在通過銘牌功率所保證的進(jìn)汽量、額定主蒸汽和再熱蒸汽參數(shù)工況下，排汽壓力為4.9kPa(a)、補(bǔ)水率為0%，機(jī)組能保證達(dá)到的功率。汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)流量（計(jì)算最大進(jìn)汽量）:在所保證的進(jìn)汽量基礎(chǔ)上增加一定的裕量,即(1.03-1.05)x保證進(jìn)汽量,且調(diào)節(jié)閥全開。調(diào)節(jié)汽閥全開（VWO）時(shí)計(jì)算功率：機(jī)組在調(diào)節(jié)汽閥全開時(shí)，通過計(jì)算最大進(jìn)汽量和額定的主蒸汽、再熱蒸汽參數(shù)工況下，并在額定排汽壓力為4.9kPa(a)、補(bǔ)水率為0%條件下計(jì)算所能達(dá)到的功率。國際上對(duì)大容量汽輪發(fā)電機(jī)組功率等術(shù)語的一般定義額定功率（銘牌機(jī)、爐、電容量匹配發(fā)電機(jī)容量：一般發(fā)電機(jī)的功率應(yīng)與VWO工況的功率相匹配，即等于VWO工況功率／功率因數(shù)(MVA)鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量(B-MCR)：應(yīng)與汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)流量（即計(jì)算最大進(jìn)汽量）相匹配，不必再加裕量。若汽輪機(jī)按VWO工況計(jì)算最大功率，B-MCR蒸發(fā)量等于汽輪機(jī)VWO工況的最大進(jìn)汽量；若采用美國設(shè)計(jì)的機(jī)組，則B-MCR蒸發(fā)量可等于汽輪機(jī)VWO工況＋５％OP工況的最大進(jìn)汽量。機(jī)、爐、電容量匹配發(fā)電機(jī)容量：一般發(fā)電機(jī)的功率應(yīng)與VWO工況SEC與SIEMENS的技術(shù)優(yōu)勢(shì)（2）德國能源及環(huán)保政策的促進(jìn)關(guān)閉核電、停辦效率小于35%的電廠發(fā)展高效清潔燃褐煤發(fā)電技術(shù)（3）采取一切可能的先進(jìn)技術(shù)提高經(jīng)濟(jì)性-比1976年600MW提高7.7%

超超臨界參數(shù)(熱效率提高1.3%)提高汽輪機(jī)內(nèi)效率—全部采用3D馬刀型葉片級(jí)(熱效率提高1.7%)大幅降低背壓促進(jìn)特大長葉片發(fā)展(熱效率提高1.4%)其他國際知名公司機(jī)型業(yè)績

SIEMENS在近十年50HZ、單軸、900MW功率機(jī)型業(yè)績世界領(lǐng)先（8臺(tái)中的6臺(tái)）

（4）進(jìn)行歐盟超超臨界參數(shù)37.5MPa/700°C/720°C/720°C計(jì)劃,熱效率再提高7%.SEC與SIEMENS的技術(shù)優(yōu)勢(shì)（2）德國能源及環(huán)保政策的SIEMENS單軸、50HZ、900MW等級(jí)的業(yè)績優(yōu)勢(shì)

臺(tái)數(shù)最多(世界8臺(tái)中的6臺(tái)）全為50HZ全為單軸,最大1025MW壓力高于25MPaSIEMENS單軸、50HZ、900MW等級(jí)的業(yè)績優(yōu)勢(shì)SIEMENS的技術(shù)優(yōu)勢(shì)--成熟的單軸、HMN組合機(jī)型H-高壓單流缸M-中壓雙流缸N-低壓雙流缸功率范圍：300MW至1100MW壓力30MPa，溫度600°C/620°CSIEMENS的技術(shù)優(yōu)勢(shì)--成熟的單軸、HMN組合機(jī)型HSIEMENS“HMN”組合機(jī)型業(yè)績之一1997年投運(yùn)，單軸、四缸四排汽、25.3/544/560背壓5kPaηhp(實(shí)測(cè)）=91.99%ηip(實(shí)測(cè)）=93.73%SIEMENS“HMN”組合機(jī)型業(yè)績之一1997年投運(yùn)，單SIEMENS”HMN”組合機(jī)型業(yè)績之二1999年投運(yùn)，單軸、五缸六排汽、25.8/541/580背壓2.91/3.68kPaηhp=94.2%ηip=96.1%SIEMENS”HMN”組合機(jī)型業(yè)績之二1999年投運(yùn)，單SIEMENS“HMN”組合機(jī)型業(yè)績之三2002年投運(yùn)，單軸、五缸六排汽、26.5/576/600背壓2.91/3.68kPaSIEMENS“HMN”組合機(jī)型業(yè)績之三2002年投運(yùn)，單SIEMENS“HMN”組合機(jī)型業(yè)績之四2002年投運(yùn)，單軸、三缸兩排汽、25.1/600/610背壓5.07kPaSIEMENS“HMN”組合機(jī)型業(yè)績之四2002年投運(yùn)，單SIEMENS的“HMN”組合機(jī)型業(yè)績之五SIEMENS的“HMN”組合機(jī)型業(yè)績之五第二節(jié)華能玉環(huán)1000MW超超臨界汽輪機(jī)本體性能

華能玉環(huán)電廠是國內(nèi)第一座超超臨界百萬千瓦燃煤發(fā)電廠，該項(xiàng)目是為配合國家“863計(jì)劃”，作為引進(jìn)超超臨界機(jī)組技術(shù)、逐步實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化的依托工程。規(guī)劃容量為4臺(tái)1000MW超超臨界汽輪發(fā)電機(jī)組，一期工程安裝2臺(tái)1000MW超超臨界汽輪發(fā)電機(jī)組，并留用再擴(kuò)建余地。目前工程尚處在建設(shè)階段，計(jì)劃于2007年投產(chǎn)發(fā)電。主要設(shè)備采取項(xiàng)目合作、聯(lián)合制造模式。汽輪機(jī)引進(jìn)德國西門子技術(shù)，由上海電氣(集團(tuán))總公司下屬上海汽輪機(jī)有限公司成套供貨。

第二節(jié)華能玉環(huán)1000MW超超臨界汽輪機(jī)本體性能華能銘牌工況（TRL）：汽輪發(fā)電機(jī)組能在下列條件下在保證壽命期內(nèi)任何時(shí)間都能安全連續(xù)運(yùn)行，發(fā)電機(jī)輸出銘牌功率950MW（當(dāng)采用靜態(tài)勵(lì)磁、電動(dòng)主油泵時(shí)，扣除各項(xiàng)所消耗的功率），此工況下的進(jìn)汽量稱為銘牌進(jìn)汽量。(1)額定主蒸汽參數(shù)、再熱蒸汽參數(shù)及所規(guī)定的汽水品質(zhì)；(2)汽輪機(jī)低壓缸排汽平均背壓為11.8kPa(a)；(3)補(bǔ)給水量為3％；(4)最終給水溫度為294.9℃；(5)全部回?zé)嵯到y(tǒng)正常運(yùn)行，但不帶廠用輔助蒸汽；(6)汽動(dòng)給水泵滿足額定給水參數(shù)；(7)在額定電壓、額定頻率、額定功率因數(shù)0.9(滯后)、額定氫壓、發(fā)電機(jī)冷卻器冷卻水溫為38℃時(shí)，發(fā)電機(jī)效率為99.0%。

銘牌工況（TRL）：汽輪發(fā)電機(jī)組能在下列條件下在保證壽命期最大連續(xù)輸出功率(TMCR)：汽輪機(jī)進(jìn)汽量等于銘牌工況（TRL）進(jìn)汽量，在下列條件下安全連續(xù)運(yùn)行，此工況下發(fā)電機(jī)輸出的功率（當(dāng)采用靜態(tài)勵(lì)磁、電動(dòng)主油泵時(shí)，扣除各項(xiàng)所消耗的功率），此功率為1016.023MW。

(1)額定主蒸汽再熱蒸汽參數(shù)及所規(guī)定的汽水品質(zhì)；

(2)汽輪機(jī)低壓缸排汽平均背壓為4.9kPa(a)；

(3)補(bǔ)給水量為0％；

(4)所規(guī)定的給水溫度；

(5)全部回?zé)嵯到y(tǒng)正常運(yùn)行，但不帶廠用輔助蒸汽；

(6)汽動(dòng)給水泵滿足規(guī)定給水參數(shù)；

(7)在額定電壓、額定頻率、額定功率因數(shù)0.9(滯后)、額定氫壓、發(fā)電機(jī)冷卻器冷卻水溫為25℃時(shí)，發(fā)電機(jī)效率為99.06%。

最大連續(xù)輸出功率(TMCR)：汽輪機(jī)進(jìn)汽量等于銘牌工況（T調(diào)節(jié)門全開（VWO）工況：汽輪發(fā)電機(jī)組能在調(diào)節(jié)閥全開，其它條件同TMCR時(shí)，汽輪機(jī)的進(jìn)汽量不小于105％的銘牌工況（TRL）進(jìn)汽量。機(jī)組的熱耗率驗(yàn)收（THA）工況：當(dāng)機(jī)組功率（當(dāng)采用靜態(tài)勵(lì)磁、電動(dòng)主油泵時(shí)，扣除各項(xiàng)所消耗的功率）為額定功率時(shí)，除進(jìn)汽量以外其它條件同TMCR時(shí)。調(diào)節(jié)門全開（VWO）工況：汽輪發(fā)電機(jī)組能在調(diào)節(jié)閥全開，其它機(jī)、爐、電容量的匹配汽輪機(jī)與發(fā)電機(jī)容量匹配同一汽輪機(jī)，容量規(guī)范不同，機(jī)組的銘牌不同IEC——TMCR工況定義為汽輪機(jī)銘牌1016MW國內(nèi)300MW招標(biāo)規(guī)范——能力工況定義為汽輪機(jī)銘牌950MW汽輪機(jī)與鍋爐容量匹配按照常規(guī)原則，VWO工況流量等于TMCR流量的1.05倍根據(jù)目前我國電廠的運(yùn)行規(guī)范，一般電廠不會(huì)在超發(fā)功率下運(yùn)行，如采用IEC規(guī)范，電廠可得到5%以上的容量得益，而設(shè)備成本基本不變。機(jī)、爐、電容量的匹配汽輪機(jī)與發(fā)電機(jī)容量匹配機(jī)組優(yōu)化工作

汽機(jī)優(yōu)化方案序號(hào)說明項(xiàng)目單位THATMCRVWOTRL

1TRL950滑壓功率MW95010161062.5950熱耗率kJ/kWh7341732173107830新汽流量t/h2594280329532803新汽壓力MPa23.272526.2525平均背壓kPa4.94.94.911.82TRL9505％節(jié)流功率MW9501016.21062.5950熱耗率kJ/kWh7353733473107847新汽流量t/h2604281429522814新汽壓力MPa24.4526.2526.2526.25平均背壓kPa4.94.94.911.83有補(bǔ)汽調(diào)節(jié)閥銘牌功率1000MW功率MW10001049.851000熱耗率kJ/kWh731673687568新汽流量t/h273329532864新汽壓力MPa26.2526.2526.25平均背壓kPa4.94.98.61機(jī)組優(yōu)化工作汽機(jī)優(yōu)化方案序號(hào)說明項(xiàng)銘牌工況、夏季工況和補(bǔ)汽技術(shù)銘牌工況規(guī)定TMCR工況作為熱耗率保證工況，不再需要THA工況作為機(jī)組熱耗率驗(yàn)收工況。在TMCR工況下，熱耗值低（7316kJ/kWh），是機(jī)組運(yùn)行的最佳工況夏季工況按照玉環(huán)實(shí)際條件規(guī)定（背壓8.61kPa、補(bǔ)給水率2％、凝汽器換熱面積46000m2增加到49000m2），不同于TRL工況。由于夏季工況出力也能達(dá)到1000MW，機(jī)組全年任何時(shí)候都可達(dá)到出力1000MW補(bǔ)汽技術(shù)在汽輪機(jī)處于零功率和TMCR功率之間時(shí)，補(bǔ)汽調(diào)節(jié)閥通常處于關(guān)閉狀態(tài)，在不補(bǔ)汽狀態(tài)下機(jī)組可連續(xù)、穩(wěn)定地實(shí)現(xiàn)TMCR工況。當(dāng)功率從TMCR工況增大時(shí)，補(bǔ)汽調(diào)節(jié)閥才開啟，將蒸汽從主汽門后調(diào)節(jié)汽閥前引出補(bǔ)入高壓缸通流部分第五級(jí)之后，以滿足流量增加的要求，在夏季工況和VWO工況時(shí)補(bǔ)汽閥處于開啟狀態(tài)主調(diào)節(jié)閥在額定流量下設(shè)計(jì)成全開，提高額定負(fù)荷以下所有工況的效率補(bǔ)汽溫度低于主蒸汽30度，對(duì)汽缸起到冷卻作用，有利于提高高溫部件的可靠性補(bǔ)汽閥具有提高變負(fù)荷速率的功能，有利于提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性銘牌工況、夏季工況和補(bǔ)汽技術(shù)銘牌工況規(guī)定TMCR工況作為采用SIEMENS成熟的單軸、HMN組合機(jī)型H-高壓單流缸K-高中壓合缸M-中壓雙流缸E-中低壓合缸N-低壓雙流缸本機(jī)型為：1H+1M+2N，出力1000MW工作壓力：25~30MPa，工作溫度：600°C壓力等級(jí)：25~30MPa，溫度：600°C/620°C采用SIEMENS成熟的單軸、HMN組合機(jī)型H-高壓單華能玉環(huán)1000MW超超臨界汽輪機(jī)該汽輪機(jī)的整個(gè)流通部分由四個(gè)汽缸組成，即一個(gè)高壓缸、一個(gè)雙流中壓缸和兩個(gè)雙流低壓缸。對(duì)應(yīng)四個(gè)汽缸的轉(zhuǎn)子由五個(gè)徑向軸承支承，并通過剛性聯(lián)軸器將四個(gè)轉(zhuǎn)子連為一體，汽輪機(jī)低壓轉(zhuǎn)子B通過剛性聯(lián)軸器與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子相連。該汽輪機(jī)采用節(jié)流調(diào)節(jié)，高壓缸進(jìn)口設(shè)有兩個(gè)高壓主汽門和兩個(gè)高壓調(diào)節(jié)門，高壓缸排汽經(jīng)過再熱器再熱后，通過中壓缸進(jìn)口的兩個(gè)中壓主汽門和兩個(gè)中壓調(diào)門進(jìn)入中壓缸，中壓缸排汽通過連通管進(jìn)入兩個(gè)低壓缸繼續(xù)作功后分別排入兩個(gè)凝汽器。

華能玉環(huán)1000MW超超臨界汽輪機(jī)該汽輪機(jī)的整個(gè)流通部分由四華能玉環(huán)4X1000MW

超超臨界汽輪機(jī)主要技術(shù)規(guī)范型式N1000-26.25/600/600（TC4F）超超臨界、一次中間再熱、單軸、四缸四排汽進(jìn)汽參數(shù)26.25MPa/600℃/600℃背壓4.4/5.39kPaTHA（TRL）功率：950MWTMCR功率：1016MWVWO功率：1062MWVWO流量：2952.5t/h回?zé)嵯到y(tǒng)：三高、四低、一除氧THA給水溫度：290℃允許周波變動(dòng)范圍：47.551.5Hz機(jī)組啟動(dòng)方式高壓缸啟動(dòng)或高中壓聯(lián)合啟動(dòng)華能玉環(huán)4X1000MW

超超臨界汽輪機(jī)主要技術(shù)規(guī)范型式汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)序號(hào)項(xiàng)目三菱日立阿爾斯通西門子1高壓模塊雙流雙流調(diào)節(jié)級(jí)+單流壓力級(jí)單流單流1.1級(jí)數(shù)2×（1+12）2×1+820151.2轉(zhuǎn)子整鍛無中心孔整鍛無中心孔焊接轉(zhuǎn)子整鍛無中心孔1.3第一級(jí)葉片三聯(lián)體調(diào)節(jié)級(jí)葉片調(diào)節(jié)級(jí)整體圍帶+鉚接圍帶成組徑流式靜葉、全周進(jìn)汽斜置式靜葉、全周進(jìn)汽1.4其余葉片整體圍帶，馬刀形三維葉片高壓1、2壓力級(jí)鉚接圍帶，其余級(jí)整體圍帶整體圍帶、三維葉片整體圍帶、馬刀形三維葉片1.5汽缸內(nèi)、外缸，螺栓連接水平中分面內(nèi)、外缸，螺栓連接水平中分面兩半內(nèi)缸、緊箍環(huán)連接軸向?qū)Ψ滞残瓮飧?中壓模塊雙流雙流雙流雙流2.1級(jí)數(shù)2×92×62×172×142.2轉(zhuǎn)子整鍛無中心孔整鍛無中心孔焊接轉(zhuǎn)子整鍛無中心孔2.3第一級(jí)葉片整體圍帶馬刀形三維葉片鉚接圍帶、高負(fù)荷扭曲葉片徑流式靜葉斜置式靜葉汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)序號(hào)項(xiàng)目三菱日立阿爾斯通西門子1高序號(hào)項(xiàng)目三菱日立阿爾斯通西門子2.4其余葉片整體圍帶，馬刀形三維葉片鉚接圍帶葉片整體圍帶、三維葉片整體圍帶葉片2.5汽缸內(nèi)、外缸，螺栓連接水平中分面內(nèi)、外缸，螺栓連接水平中分面切向180°進(jìn)汽，內(nèi)、外缸，螺栓連接水平中分面內(nèi)、外缸，螺栓連接水平中分面3低壓模塊兩缸四排汽兩缸四排汽兩缸四排汽兩缸四排汽3.1級(jí)數(shù)2×2×52×2×62×2×62×2×63.2轉(zhuǎn)子整鍛無中心孔整鍛無中心孔焊接轉(zhuǎn)子整鍛無中心孔3.3末級(jí)葉片3.4次末級(jí)葉片482mm，整體圍帶，全三維633.9mm，整體圍帶，三維設(shè)計(jì)605mm，整體圍帶，全三維625.6mm，整體圍帶，全三維3.5其余葉片整體圍帶，馬刀形三維葉片整體圍帶、高負(fù)荷扭曲葉片整體圍帶、三維葉片整體圍帶，馬刀形三維葉片4轉(zhuǎn)子支承方式

5調(diào)節(jié)方式噴嘴調(diào)節(jié)（定-滑-定）噴嘴調(diào)節(jié)（定-滑-定）滑壓調(diào)節(jié)（定-滑）滑壓調(diào)節(jié)（定-滑）6高溫部件的冷卻序號(hào)項(xiàng)目三菱日立阿爾斯通西門子2.4其余葉片整體圍帶，馬刀形機(jī)組外型布置圖機(jī)組布置特點(diǎn)機(jī)組型式為超超臨界、一次中間再熱、單軸、四缸四排汽、凝汽式汽輪機(jī)高、中壓缸及低壓內(nèi)缸由貓爪支撐于前后軸承座上。閥門布置于汽缸兩側(cè)，與汽缸直接連接，無導(dǎo)汽管。單連通管導(dǎo)汽進(jìn)低壓缸。低壓外缸直接座于凝汽器上，與基礎(chǔ)不直接接觸。轉(zhuǎn)子由單軸承支撐，結(jié)構(gòu)緊湊，并能減少基礎(chǔ)變形對(duì)軸承載荷及軸系對(duì)中的影響。機(jī)組總長~29m,比同等級(jí)的其他機(jī)組縮短約8~10m。機(jī)組外型布置圖長(mm)寬(mm)高(mm)轉(zhuǎn)子重量（T）整體重量（T）高壓缸H3036653800345014.1133中壓缸M3048254200434044.7205低壓缸2XN30710010400839596396#1-#2(mm)#2-#3(mm)#3-#4(mm)#4-#5(mm)軸承跨距4275607580008050機(jī)組縱剖面圖長(m)寬(m)高(m)機(jī)組外形2910.47.75長寬高轉(zhuǎn)子重量整體重量高壓缸H303665380034501高壓缸部分高壓缸部分獨(dú)特的圓筒型高壓外缸

高壓缸整體發(fā)運(yùn)。高壓缸采用雙層缸設(shè)計(jì)。外缸為桶形設(shè)計(jì)，由垂直徑向中分面分為進(jìn)汽缸和排汽缸。內(nèi)缸為垂直縱向平分面結(jié)構(gòu)。由于缸體為旋轉(zhuǎn)對(duì)稱，使得機(jī)組在啟動(dòng)停機(jī)或快速變負(fù)荷時(shí)缸體的溫度梯度很小，熱應(yīng)力保持在一個(gè)很低的水平。

內(nèi)缸為垂直縱向平分面結(jié)構(gòu)，中分面螺栓應(yīng)力也很小，安全可靠性高。排汽缸進(jìn)汽缸獨(dú)特的圓筒型高壓外缸高壓缸整體發(fā)運(yùn)。排汽缸進(jìn)汽缸高排抽汽口排汽缸進(jìn)汽缸高壓內(nèi)缸高壓轉(zhuǎn)子現(xiàn)場動(dòng)平衡進(jìn)汽口窺視孔高壓缸剖視圖貓爪貓爪高排抽汽口排汽缸進(jìn)汽缸高壓內(nèi)缸高壓轉(zhuǎn)子現(xiàn)場動(dòng)平衡進(jìn)汽口窺視孔高效率單流程高壓缸通流

高壓通流部分采用小直徑多級(jí)數(shù)的設(shè)計(jì)原則。單流程葉片級(jí)通流面積比雙流程要增加一倍，葉片端損大幅度下降全部采用‘T’型葉根、漏汽損失小單流程高壓缸：效率遠(yuǎn)高于沖動(dòng)式和雙流程高效率單流程高壓缸通流高壓通流部分采用小直徑多級(jí)數(shù)的設(shè)計(jì)原機(jī)型300MW亞臨界600MW亞臨界700MW超臨界900MW超超臨界900MW超超臨界進(jìn)汽壓力MPa16.716.7252525高壓缸型式單流單流單流雙流圓筒單流第一級(jí)壓力級(jí)面積比基準(zhǔn)1.741.241.092.19高壓缸級(jí)數(shù)111192X914高壓缸效率差%基準(zhǔn)+3.3+10+5相同的葉型比較沖動(dòng)式高壓第一級(jí)面積還要小40%，端損更大單流程(反動(dòng)式)高壓缸效率分析舉例（供參考）機(jī)型300MW亞臨界600MW亞臨界700MW超臨界9第一級(jí)低反動(dòng)度20%，降低轉(zhuǎn)子溫度切向進(jìn)汽、斜置靜葉、效率高全周進(jìn)汽、無附加汽隙激振大動(dòng)靜距離有利防沖蝕滑壓運(yùn)行低負(fù)荷效率高滑壓運(yùn)行大幅降低第一級(jí)載荷，解決強(qiáng)度問題獨(dú)特的高壓第一級(jí)設(shè)計(jì)第一級(jí)低反動(dòng)度20%，降低轉(zhuǎn)子溫度獨(dú)特的高壓第一級(jí)設(shè)計(jì)主調(diào)門的獨(dú)特連接布置在汽缸兩側(cè)，切向進(jìn)汽，損失?。粺o蒸汽管道，直接與汽缸相連。閥門與汽缸間采用大型螺紋連接，有利于大修拆裝。閥門直接支撐在基礎(chǔ)彈性支架，對(duì)汽缸附加作用力小。閥門采取小網(wǎng)眼、大面積的不銹鋼永久性濾網(wǎng)。其特點(diǎn)是過濾網(wǎng)直徑小，濾網(wǎng)剛性好，不易損壞。主調(diào)門的獨(dú)特連接布置在汽缸兩側(cè)，切向進(jìn)汽，損失小；高效高中壓通流結(jié)構(gòu)（1）小直徑、多級(jí)數(shù)（2）各級(jí)轉(zhuǎn)子均有汽封（3）全部采用‘T’型葉根、漏汽損失小高效高中壓通流結(jié)構(gòu)（1）小直徑、多級(jí)數(shù)獨(dú)特的液壓盤車設(shè)備液壓馬達(dá)前軸承座高壓轉(zhuǎn)子盤車設(shè)備安裝于前軸承座前，采用液壓馬達(dá)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，工作油壓力145bar盤車裝置是自動(dòng)嚙合型的，能使汽輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子從靜止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)動(dòng)起來，盤車轉(zhuǎn)速為60轉(zhuǎn)/分

盤車裝置的配有超速離合器，能做到在汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)達(dá)到一定轉(zhuǎn)速后自動(dòng)退出，并能在停機(jī)時(shí)自動(dòng)投入。盤車裝置與頂軸油系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)密封油系統(tǒng)間設(shè)聯(lián)鎖獨(dú)特的液壓盤車設(shè)備液壓馬達(dá)前軸承座高壓轉(zhuǎn)子盤車設(shè)備安裝于前軸中壓缸部分中壓缸采用雙流程和雙層缸設(shè)計(jì)。中壓高溫進(jìn)汽僅局限于內(nèi)缸的進(jìn)汽部分。而中壓外缸只承受中壓排汽的較低壓力和較低溫度。這樣汽缸的法蘭部分就可以設(shè)計(jì)得較小。同時(shí)，外缸中的壓力也降低了內(nèi)缸法蘭的負(fù)荷，因?yàn)閮?nèi)缸只要承受壓差即可。

中壓缸部分中壓缸采用雙流程和雙層缸設(shè)計(jì)。中壓高溫進(jìn)汽僅局限于中壓缸雙分流雙層缸結(jié)構(gòu)

中壓缸整體發(fā)運(yùn)。內(nèi)外缸雙層結(jié)構(gòu)，水平中分面分成上下半。中壓外缸通過上貓爪搭在軸承座上，調(diào)閥端直接固定在二號(hào)軸承座上。軸承座與貓爪之間的滑動(dòng)支承面均采用耐磨低摩擦合金。雙分流形式，2X13級(jí)，中部兩側(cè)切向進(jìn)汽，排汽口位于汽缸頂部中間位置。再熱門與汽缸通過法蘭連接，無導(dǎo)汽管，損失小，閥門直接支撐在基礎(chǔ)彈性支架，對(duì)汽缸附加作用力小。中壓內(nèi)外缸之間裝有遮熱板減少熱輻射。中壓缸雙分流雙層缸結(jié)構(gòu)中壓缸整體發(fā)運(yùn)。獨(dú)特的中壓進(jìn)汽結(jié)構(gòu)中壓雙流切向進(jìn)汽，除頭三級(jí)為縱樹型葉根外其他全部為T型葉根，漏汽損失小。第一級(jí)斜置靜葉，20%反動(dòng)度，大的軸向動(dòng)靜距離防沖蝕獨(dú)特的中壓進(jìn)汽結(jié)構(gòu)中壓雙流切向進(jìn)汽，除頭三級(jí)為縱樹型葉根外其獨(dú)特的切向旋渦冷卻技術(shù)利用渦流原理降低溫度約15度，滿足較高再熱溫度的要求。獨(dú)特的切向旋渦冷卻技術(shù)利用渦流原理降低溫度約15度，滿足較主汽門及調(diào)門閥殼合為一體，結(jié)構(gòu)緊湊，易于維護(hù)再熱門與汽缸通過法蘭直接相連，無導(dǎo)汽管，損失小，閥門支撐于基礎(chǔ)上，對(duì)汽缸附加力小最優(yōu)擴(kuò)散口流道設(shè)計(jì)，壓力損失小閥門采用電液調(diào)節(jié)的油動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制，彈簧關(guān)閉。閥門動(dòng)態(tài)控制性能好小網(wǎng)眼永久濾網(wǎng)，濾網(wǎng)剛性好，不易損壞主、再熱門的特點(diǎn)主汽門及調(diào)門閥殼合為一體，結(jié)構(gòu)緊湊，易于維護(hù)主、再熱門的特點(diǎn)低壓缸部分低壓缸部分低壓缸采用二個(gè)雙流設(shè)計(jì)。低壓外缸由二個(gè)端板、二個(gè)側(cè)板和一個(gè)上蓋組成。外缸與軸承座分離，直接坐落于凝汽器上。它大大降低了運(yùn)轉(zhuǎn)層基礎(chǔ)的負(fù)荷。低壓內(nèi)缸通過其前后各二個(gè)貓爪，搭在前后二個(gè)軸承座上，支撐整個(gè)內(nèi)缸、持環(huán)及靜葉的重量。

低壓內(nèi)缸兩側(cè)底部設(shè)有橫向定位鍵槽與基礎(chǔ)埋件相連接，防止低壓內(nèi)缸橫向和周向移動(dòng)低壓缸采用二個(gè)雙流設(shè)計(jì)。低壓外缸現(xiàn)場焊接，和凝汽器剛性連接，減少了基礎(chǔ)載荷。低壓外缸通過軸封補(bǔ)償器和端部汽封彈性連接，軸封補(bǔ)償器可以吸收內(nèi)外缸相對(duì)膨脹。從外缸伸入缸內(nèi)的各部件也均采用補(bǔ)償器進(jìn)行連接。軸封補(bǔ)償器端部汽封低壓內(nèi)缸橫向固定裝置汽缸補(bǔ)償器低壓內(nèi)缸低壓靜葉持環(huán)低壓缸縱剖圖低壓外缸現(xiàn)場焊接，和凝汽器剛性連接，減少了基礎(chǔ)載荷。軸封補(bǔ)低壓內(nèi)外缸及連通管的連接連通管外缸內(nèi)缸低壓內(nèi)缸和中低壓連通管彈性連接。通過補(bǔ)償器吸收徑向差脹，連通管本身有補(bǔ)償器吸收軸向差脹。低壓內(nèi)缸和連通管通過法蘭螺栓相連。低壓外缸和連通管現(xiàn)場焊接。外缸和連通管的連接低壓內(nèi)外缸及連通管的連接連通管外缸內(nèi)缸外缸和連通管的連接低壓內(nèi)缸推拉裝置示意圖低壓內(nèi)缸以推拉裝置與中壓外缸連接，減少低壓缸的相對(duì)膨脹低壓內(nèi)缸推拉裝置示意圖低壓內(nèi)缸以推拉裝置與中壓外缸連接，減少高效全新的反動(dòng)式葉片（1）所有的高中低葉片級(jí)（除末三級(jí)）均為彎扭的馬刀型動(dòng)、靜葉片（2）較低反動(dòng)度的葉片級(jí)；根據(jù)最佳的氣動(dòng)設(shè)計(jì)，已不是50%反動(dòng)度的純反動(dòng)式葉片級(jí)，目前級(jí)的反動(dòng)度控制在30%40%的水平。

（3）整體圍帶葉片、全切削加工；強(qiáng)度好、動(dòng)應(yīng)力低、抗高溫蠕變性能好。馬刀型靜葉片馬刀型動(dòng)葉片高效全新的反動(dòng)式葉片（1）所有的高中低葉片級(jí)（除末三級(jí)）均變反動(dòng)度葉片級(jí)定反動(dòng)度葉片級(jí)從氣動(dòng)力學(xué)角度，提出了變反動(dòng)度的設(shè)計(jì)原則；即每一葉片級(jí)的反動(dòng)度是不相等的。反動(dòng)度是與葉片的幾何尺寸、焓降、進(jìn)出角特性對(duì)應(yīng)的；變反動(dòng)度的設(shè)計(jì)是以最佳的氣流特性決定各級(jí)的反動(dòng)度，而不是按統(tǒng)一的反動(dòng)度去犧牲某些氣動(dòng)性能。不同反動(dòng)度葉片級(jí)的組合將提高整個(gè)缸的通流效率。

變反動(dòng)度葉片級(jí)定反動(dòng)度葉片級(jí)從氣動(dòng)力學(xué)角度，提出了變反動(dòng)度的超臨界機(jī)組由于壓力的原因，其低壓缸的排汽濕度比同樣進(jìn)汽溫度的亞臨界機(jī)組要大，從安全性、經(jīng)濟(jì)性的角度，更應(yīng)注重抗水蝕和抗腐蝕技術(shù)的應(yīng)用，主要的特點(diǎn)有下列五個(gè)方面：

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末端葉片采用抗腐蝕性能好的17-4PH材料。圖示抗腐蝕強(qiáng)度與12Cr鋼的對(duì)比，顯然，17-4PH在鈉鹽及水中的疲勞強(qiáng)度均明顯高于12Cr鋼。l

結(jié)構(gòu)上有足夠的疏水槽。l

相當(dāng)大的軸向間隙，這是公認(rèn)十分有效的防沖蝕措施。l

末級(jí)靜葉采取空心葉片結(jié)構(gòu)，在內(nèi)部抽出水分。

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末級(jí)動(dòng)葉片采用新型的激光表面硬化技術(shù)。末級(jí)動(dòng)葉片采用新型的激光表面硬化技術(shù)，這是西門子公司的一項(xiàng)特有技術(shù)，其特點(diǎn)在于最新的激光表面硬化技術(shù)，表面硬度可超過500HV。X5CrNiCUNB16-4即17-4PH材料。激光硬化的最大優(yōu)點(diǎn)在于在表面形成壓應(yīng)力不但不會(huì)降低（一般下降20%-50%），反而有利于提高材料的抗疲勞強(qiáng)度和抗應(yīng)力腐蝕能力。

超臨界機(jī)組由于壓力的原因，其低壓缸的排汽濕度比同樣進(jìn)汽溫華能玉環(huán)電廠1000MW汽輪機(jī)培訓(xùn)講義

激光硬化技術(shù)(1)硬度高(2)提高抗疲勞強(qiáng)度激光硬化技術(shù)(1)硬度高低壓末級(jí)及次末級(jí)葉片具有必要的抗應(yīng)力腐蝕及抗水蝕措施并設(shè)有足夠的除濕用的疏水口

低壓末級(jí)及次末級(jí)葉片具有必要的抗應(yīng)力腐蝕及抗水蝕措施并設(shè)有足1146低壓轉(zhuǎn)子1146低壓轉(zhuǎn)子特大長葉片的技術(shù)貯備（1）德國近年大功率及低背壓促進(jìn)了特長葉片的開發(fā)（2）鋼材料強(qiáng)度極限的限制，無附加應(yīng)力集中的整體型葉片

強(qiáng)化設(shè)計(jì)的自由葉片整體自帶圍帶（ISB）葉片（3）西門子的特大長葉片系列1146mm自由葉片，圓周速度660m/s，17-4PH材料1067mm整體自帶圍帶，704m/s，鈦合金（60HZ，相當(dāng)50HZ為1280mm）1320mm整體自帶圍帶，716m/s，鈦合金特大長葉片的技術(shù)貯備（1）德國近年大功率及低背壓促進(jìn)了特長葉全三元設(shè)計(jì)系統(tǒng)全三元設(shè)計(jì)系統(tǒng)西門子長葉片系列葉高(mm)形式材料排汽面積m2977自由17-4PH8.91146自由17-4PH10.961320ISB(ILB)鈦合金13.45

按排汽容積流量選取采用什么葉片價(jià)格性能比也是重要因素西門子長葉片系列葉高(mm)形式材料排汽面積m2977自由1N30雙流低壓缸長葉片選擇C2C2aC2uW2U22(1)對(duì)900MW/1000MW,1146葉片的出汽角均在軸向10°范圍內(nèi),切向余速損失小于3%.(2)采用1320的ISB葉片,面積太大,余速損失并沒減少（234/229）。適用于更低背壓。參數(shù)單位900THA/VWO1000THA/VWO軸向速度C2am/s226/256236/266軸向速度C2am/s34/-2614/-45出汽角度98/8493/80余速m/s228/257236/269N30雙流低壓缸長葉片選擇C2C2aC2uW2U22(1)長葉片對(duì)比——成熟可靠的1146葉片長葉片對(duì)比——成熟可靠的1146葉片單軸承（N+1）（1）每個(gè)汽缸之間僅一個(gè)軸承，四缸僅5個(gè)軸承。（2）汽機(jī)軸向?qū)挾缺绕渌问蕉?-10m。單軸承（N+1）（1）每個(gè)汽缸之間僅一個(gè)軸承，四缸僅5個(gè)軸承除高壓轉(zhuǎn)子由2個(gè)徑向軸承支撐外，其它轉(zhuǎn)子均為單軸承支撐。推力軸承位于高壓和中壓轉(zhuǎn)子之間，與#2徑向軸承組成徑向推力聯(lián)合軸承。推力軸承為可傾瓦型式，徑向軸承為橢圓軸承。高中壓軸承為球面支撐，低壓缸軸承為柱面支撐。軸承的承載力大，穩(wěn)定性高。每個(gè)徑向軸承均設(shè)頂軸油接口。機(jī)組的軸向尺寸緊湊?？偟臐櫥土髁啃?，油泵耗功少。采用ISOVG46高粘度潤滑油。軸承布置與設(shè)計(jì)特點(diǎn)除高壓轉(zhuǎn)子由2個(gè)徑向軸承支撐外，其它轉(zhuǎn)子均為單軸承支撐。軸承超臨界軸系結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性（1）單流程高壓缸軸向跨度小，轉(zhuǎn)子剛性好。（2）全周進(jìn)汽的運(yùn)行模式、消除了一大汽隙激振源。（3）單軸承；軸承少、承壓比大、穩(wěn)定性較好。采用粘度較高的潤滑油。（4）各葉片級(jí)轉(zhuǎn)子均有多道汽封。（5）管道接口少、動(dòng)靜相對(duì)膨脹小。超臨界軸系結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性（1）單流程高壓缸軸向跨度小，轉(zhuǎn)子剛性好汽缸支撐結(jié)構(gòu)及膨脹特點(diǎn)轉(zhuǎn)子絕對(duì)膨脹相對(duì)膨脹靜子絕對(duì)膨脹低壓外缸直接連接在凝汽器上，不參與整個(gè)靜子滑銷系統(tǒng)的膨脹，大大降低了靜子部件的膨脹推力。各轉(zhuǎn)子均采用無中心孔整鍛轉(zhuǎn)子，剛性好，應(yīng)力小軸系為單軸承支撐；軸承少、承壓比大、穩(wěn)定性較好。轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子之間以超緊配液壓拆裝的聯(lián)軸器螺栓連接，扭矩傳輸能力高，安裝拆卸迅速、簡便，對(duì)中精確。5個(gè)軸承座均固定在基礎(chǔ)上，不隨靜子的膨脹而移動(dòng)。#2軸承座內(nèi)裝有徑向推力聯(lián)合軸承。高、中壓缸搭在#2軸承座上的貓爪與其固定不動(dòng)。機(jī)組的絕對(duì)死點(diǎn)及相對(duì)死點(diǎn)均在高中壓之間的軸承座上。中壓外缸與低壓內(nèi)缸間用推拉桿在貓爪處連接，同時(shí)軸承座與需滑動(dòng)的汽缸貓爪之間的滑動(dòng)支承面均采用耐磨低摩擦合金。有利于汽缸的軸向滑動(dòng)，減少汽缸與轉(zhuǎn)子間的相對(duì)膨脹。汽缸支撐結(jié)構(gòu)及膨脹特點(diǎn)轉(zhuǎn)子絕對(duì)膨脹相對(duì)膨脹靜子絕對(duì)膨脹低壓外低壓外缸及凝汽器錨固點(diǎn)縱銷橫銷中壓缸及低壓內(nèi)缸死點(diǎn)高壓缸低壓內(nèi)缸1低壓內(nèi)缸2中壓外缸中壓內(nèi)缸轉(zhuǎn)子死點(diǎn)高壓缸死點(diǎn)推力螺栓低壓外缸1低壓外缸22號(hào)軸承座位于高壓缸和中壓缸之間，是整臺(tái)機(jī)組滑銷系統(tǒng)的死點(diǎn)。在2號(hào)軸承座內(nèi)裝有徑向推力聯(lián)合軸承。因此，整個(gè)軸系是以此為死點(diǎn)向兩頭膨脹；而高壓缸和中壓缸的貓爪在2號(hào)軸承座處也是固定的。因此，高壓外缸受熱后也是以2號(hào)軸承座為死點(diǎn)只向機(jī)頭方向膨脹。而中壓外缸與中壓轉(zhuǎn)子的溫差遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于低壓外缸與低壓轉(zhuǎn)子的溫差。因此，這樣的滑銷系統(tǒng)在運(yùn)行中通流部分動(dòng)靜之間的差脹比較小，有利于機(jī)組快速啟動(dòng)。

低壓外缸及凝汽器錨固點(diǎn)縱銷橫銷中壓缸及低壓內(nèi)缸死點(diǎn)高壓缸低壓超超臨界1000MW汽輪機(jī)主要部件材質(zhì)表高壓外缸進(jìn)汽缸：GX12CrMoVNbN10-1-1排汽缸：G17CrMoV5-10高壓內(nèi)缸GX12CrMoVNbN9-1汽缸螺栓X19CrMoNbVN11-1中壓內(nèi)缸GX12CrMoVNbN9-1主汽門閥體GX12CrMoVNbN10-1-1主汽門閥殼GX12CrMoVNbN10-1-1主汽門螺栓X12CrMoVNbN9-1-1再熱閥體GX12CrMoVNbN10-1-1再熱閥殼GX12CrMoVNbN10-1-1高壓第一級(jí)動(dòng)葉NiCr20TiAl高壓第一級(jí)斜置靜葉X12CrMoWVNbN10-1-中壓第一級(jí)動(dòng)葉NiCr20TiAl高壓第一級(jí)斜置靜葉X12CrMoWVNbN10-1-1改進(jìn)的9-10Cr鋼適當(dāng)減少了Cr，加入了微量Mo、W、V、Nb、N元素，進(jìn)一步加入B、Co元素，其高溫性能更好，可在620C條件下工作。超超臨界1000MW汽輪機(jī)主要部件材質(zhì)表進(jìn)汽缸：GX12Cr補(bǔ)汽技術(shù)

玉環(huán)汽輪機(jī)整體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)基本與外高橋900MW汽輪機(jī)相同，所不同的是玉環(huán)汽輪機(jī)采用了補(bǔ)汽技術(shù)。補(bǔ)汽技術(shù)是西門子公司特有的技術(shù)，是從某一工況（玉環(huán)工程在TMCR工況）開始從主汽閥后、主調(diào)閥前引出一些新蒸汽（額定進(jìn)汽量的5~10%，玉環(huán)工程約為8%），經(jīng)補(bǔ)汽閥節(jié)流降低參數(shù)（蒸汽溫度約降低30℃）后進(jìn)入高壓第五級(jí)動(dòng)葉后空間，主流與這股蒸汽混合后在以后各級(jí)繼續(xù)膨脹做功的一種措施。補(bǔ)汽技術(shù)提高了汽輪機(jī)的過載和調(diào)頻能力，它使全周進(jìn)汽機(jī)型的安全可靠性、經(jīng)濟(jì)性全面超過噴嘴調(diào)節(jié)機(jī)型。西門子供國內(nèi)的陽城電廠6臺(tái)350MW機(jī)組就采用了補(bǔ)汽技術(shù)。與補(bǔ)汽閥相關(guān)的高壓缸結(jié)構(gòu)是：在高壓外缸與內(nèi)缸之間有一個(gè)封閉腔室，該腔室通過高壓內(nèi)缸上的徑向孔與高壓通流部分第五級(jí)動(dòng)葉出口相通，因此該腔室的壓力相當(dāng)于高壓通流部分第五級(jí)動(dòng)葉的出口壓力。由補(bǔ)汽閥來的蒸汽經(jīng)過該腔室再流人高壓通流部分。由于該腔室的壓力和溫度要低于主蒸汽壓力和溫度，因此，對(duì)于高壓汽缸是非常有利的。

補(bǔ)汽技術(shù)玉環(huán)汽輪機(jī)整體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)基本與外高橋900MW汽輪機(jī)補(bǔ)汽閥

補(bǔ)汽閥的結(jié)構(gòu)類同于所提供的其它進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥，它是一只單閥座的閥門，位于高壓缸下部。蒸汽從二根主調(diào)門中間的支管連接到補(bǔ)汽閥，然后經(jīng)過補(bǔ)汽閥再從高壓缸下部的供汽管道進(jìn)入高壓缸。

補(bǔ)汽閥的特點(diǎn)：l

電液控制調(diào)節(jié)閥l

由彈簧安全關(guān)閉

補(bǔ)汽閥補(bǔ)汽閥的結(jié)構(gòu)類同于所提供的其它進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥，它是一只單補(bǔ)汽的工作原理

補(bǔ)汽閥在主調(diào)節(jié)閥門開足的情況下，由該閥向機(jī)組供汽。玉環(huán)機(jī)組該閥的流量約占最大汽量的8%左右。

由于從TMCR工況起，補(bǔ)汽閥才開始進(jìn)汽，因此又可稱為過載調(diào)節(jié)閥。

該閥實(shí)際上是一個(gè)在主汽門后與主調(diào)門并列而引出的調(diào)節(jié)閥，閥門布置在汽缸下部。閥門接入高壓第五級(jí)后，根據(jù)等焓節(jié)流原理，蒸汽進(jìn)入第五級(jí)處的溫度將降低約30度，使得補(bǔ)汽閥的蒸汽與主流蒸汽的溫差明顯縮小。加上該汽流與主汽流來源相同，焓相同，因此補(bǔ)汽與主汽的溫差在所有工況下均是穩(wěn)定的，汽缸不存在附加的熱應(yīng)力。

補(bǔ)汽的工作原理

補(bǔ)汽閥在主調(diào)節(jié)閥門開足的情況下，由該閥向機(jī)補(bǔ)汽閥的主要功能

當(dāng)汽輪機(jī)的最大進(jìn)汽量與THA工況流量之比較大時(shí)，可采用補(bǔ)汽技術(shù)，將超出額定流量的部分由這個(gè)外置的補(bǔ)汽調(diào)節(jié)閥提供；此時(shí)主調(diào)節(jié)閥在額定流量下就可設(shè)計(jì)成全開，從而提高額定負(fù)荷以下所有工況的效率。以玉環(huán)機(jī)組為例,機(jī)組熱耗可至少下降40kJ/kWh。

對(duì)超超臨界高溫汽輪機(jī)，補(bǔ)汽還能起到對(duì)汽缸的冷卻作用。該閥通過保持一定的漏汽，充分利用補(bǔ)汽溫度始終低于主蒸汽30度的特點(diǎn)，對(duì)汽缸起到冷卻作用。這個(gè)額外的得益有利于提高高溫部件的可靠性。

經(jīng)德國電網(wǎng)技術(shù)的研究，補(bǔ)汽閥還具有提高變負(fù)荷速率的功能，有利于提高大電網(wǎng)的穩(wěn)定性。

補(bǔ)汽閥的主要功能當(dāng)汽輪機(jī)的最大進(jìn)汽量與THA工況流量之比較安裝維修方面（1）高中壓缸在工廠整體安裝，整體發(fā)運(yùn)（2）汽機(jī)大修間隔允許在運(yùn)行96000小時(shí)后安裝維修方面（1）高中壓缸在工廠整體安裝，整體發(fā)運(yùn)疏水加熱器汽封加熱器熱力循環(huán)的特點(diǎn)

西門子在熱力系統(tǒng)中采取了疏水泵。

末兩級(jí)低加進(jìn)入一個(gè)附加疏水加熱器的方式,一方面介決了疏水問題,另一方面可回收部分熱量。

為提高總體效率，加上中壓轉(zhuǎn)子直徑小，中壓葉片強(qiáng)度余量較大的原因，低壓缸的分缸壓力低于其他機(jī)型；僅0.5MPa0.6MPa左右(其他一般為0.7MPa1.2MPa左右)。

疏水泵疏水加熱器汽封加熱器熱力循環(huán)的特點(diǎn)西門子在熱力系統(tǒng)中采取了小節(jié)小節(jié)高效的全三維彎扭（馬刀型）葉片，使機(jī)組具有卓越的熱力性能良好穩(wěn)定的轉(zhuǎn)子軸系，合理新穎的靜子滑銷系統(tǒng)，以及簡潔方便的機(jī)組布置形式，使機(jī)組運(yùn)行靈活，啟動(dòng)迅速，機(jī)組的安全可靠性高高中壓缸整體發(fā)運(yùn)，縮短現(xiàn)場安裝周期。超長的汽輪機(jī)大修周期（允許間隔時(shí)間96000小時(shí)），電廠維護(hù)簡單方便單軸承支撐使機(jī)組結(jié)構(gòu)緊湊，汽輪機(jī)總長縮短8~10m，廠房投資相應(yīng)下降國內(nèi)已有外高橋二期同類項(xiàng)目已經(jīng)投運(yùn)，可借鑒性強(qiáng)，我廠已經(jīng)做過外高橋二期低壓大部分和部分靜止部件，為我們?cè)O(shè)計(jì)及制造百萬等級(jí)汽輪機(jī)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。先進(jìn)的現(xiàn)代化汽輪機(jī)設(shè)計(jì)開發(fā)及制造體系造就出具有世界級(jí)先進(jìn)水平的高品質(zhì)汽輪機(jī)產(chǎn)品先進(jìn)的現(xiàn)代化汽輪機(jī)設(shè)計(jì)開發(fā)及制造體系造就出具有世界級(jí)先進(jìn)水平演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！華能玉環(huán)電廠1000MW汽輪機(jī)設(shè)備及系統(tǒng)

培訓(xùn)講義上海交通大學(xué)熱能工程研究所2006.1華能玉環(huán)電廠1000MW汽輪機(jī)設(shè)備及系統(tǒng)

培訓(xùn)講義上海交通大第一講華能玉環(huán)電廠1000MW汽輪機(jī)

整體設(shè)計(jì)特點(diǎn)與本體布置汽輪機(jī)概述1000MW汽輪機(jī)整體設(shè)計(jì)特點(diǎn)1000MW汽輪機(jī)本體結(jié)構(gòu)與布置第一講華能玉環(huán)電廠1000MW汽輪機(jī)

整體設(shè)計(jì)特點(diǎn)與本體第一節(jié)汽輪機(jī)概述汽輪機(jī)是以水蒸汽為工質(zhì)的旋轉(zhuǎn)式熱能動(dòng)力機(jī)械，它接受鍋爐送來的蒸汽，將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。它具有單機(jī)功率大、效率高、運(yùn)行平穩(wěn)、單位功率制造成本低和使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。汽輪機(jī)設(shè)備是火力發(fā)電廠的三大主要設(shè)備之一，汽輪機(jī)設(shè)備及系統(tǒng)包括汽輪機(jī)本體、調(diào)節(jié)保安及供油系統(tǒng)、輔助設(shè)備及熱力系統(tǒng)等。

汽輪機(jī)本體是由汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)部分（轉(zhuǎn)子）和固定部分（靜子）組成；調(diào)節(jié)保安及供油系統(tǒng)主要包括調(diào)速汽閥、調(diào)速器、調(diào)速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、主油泵、油箱、安全保護(hù)裝置等；輔助設(shè)備主要包括凝汽器、抽氣器（或水環(huán)真空泵）、高低壓加熱器、除氧器、給水泵、凝結(jié)水泵、凝升泵、循環(huán)水泵等；熱力系統(tǒng)主要指主蒸汽系統(tǒng)、再熱蒸汽系統(tǒng)、凝汽系統(tǒng)、給水加熱系統(tǒng)、給水除氧系統(tǒng)等。第一節(jié)汽輪機(jī)概述汽輪機(jī)是以水蒸汽為工質(zhì)的旋轉(zhuǎn)式熱能動(dòng)力機(jī)汽輪機(jī)的分類

按工作原理分類

（1）沖動(dòng)式汽輪機(jī)：主要由沖動(dòng)級(jí)組成，在級(jí)中蒸汽基本上在噴嘴柵（或靜葉柵）中膨脹，在動(dòng)葉柵中只有少量膨脹。（2）反動(dòng)式汽輪機(jī)：主要是由反動(dòng)級(jí)組成，蒸汽在汽輪機(jī)的靜葉柵和動(dòng)葉柵中都有相當(dāng)程度的膨脹。

按熱力特征分類

凝汽式汽輪機(jī)、背壓式汽輪機(jī)、抽汽背壓式汽輪機(jī)、中間再熱式汽輪機(jī)

按主蒸汽參數(shù)分類

（1）低壓汽輪機(jī)：主蒸汽壓力小于1.5MPa。（2）中壓汽輪機(jī)：主蒸汽壓力為24MPa。(3)高壓汽輪機(jī)：主蒸汽壓力為610MPa。（4）超高壓汽輪機(jī)：主蒸汽壓力為1214MPa。（5）亞臨界壓力汽輪機(jī)：主蒸汽壓力為1618MPa。（6）超臨界壓力汽輪機(jī)：主蒸汽壓力為22.15MPa。（7）超超臨界壓力汽輪機(jī)：主蒸汽壓力大于32MPa。

汽輪機(jī)的分類按工作原理分類超／超超臨界汽輪機(jī)超臨界汽輪機(jī)(supercriticalsteamturbine)有明確的物理意義。由水蒸汽性質(zhì)圖表知道，水的臨界點(diǎn)參數(shù)為臨界壓力pc=22.129MPa，臨界溫度tc=374.15oC，臨界焓hc=2095.2kJ/kg，臨界熵sc=4.4237kJ/(kg·K)，臨界比容vc=0.003147m3/kg。當(dāng)水的壓力p<pc，水在定壓下加熱變?yōu)檎羝钠A段，呈現(xiàn)濕飽和蒸汽狀態(tài)，汽化過程處于水與蒸汽兩相共存的狀態(tài)。當(dāng)水的壓力p=pc，水的汽化階段縮為一點(diǎn)(臨界點(diǎn))，即汽化在一瞬間完成；水在c下定壓加熱到tc時(shí)就立即全部汽化，無水與蒸汽兩相共存的汽化過程，但有相變點(diǎn)(pc，tc)。當(dāng)水的壓力p>pc，水在定壓下加熱逐漸變?yōu)檫^熱蒸汽，無汽化過程，無相變點(diǎn)。工程上，把主蒸汽壓力p0<pc的汽輪機(jī)稱為亞臨界汽輪機(jī)，把p0>pc的汽輪機(jī)稱為超臨界汽輪機(jī)。

900MW機(jī)組T-S圖

超／超超臨界汽輪機(jī)超臨界汽輪機(jī)(supercritical超超臨界定義：

日本的定義為壓力大于24.2MPa,或溫度達(dá)到593℃；丹麥定義為壓力大于27.5MPa；西門子公司的觀點(diǎn)是應(yīng)從材料的等級(jí)來區(qū)分超臨界和超超臨界機(jī)組等等。我國電力百科全書則將超超臨界定義為：蒸汽參數(shù)高于27MPa。綜合以上觀點(diǎn)，一般將超超臨界機(jī)組設(shè)定在蒸汽壓力大于25MPa，蒸汽溫度高于580℃的范圍。

超超臨界定義：日本的定義為壓力大于24.2MPa,或溫度達(dá)目前超超臨界汽輪機(jī)容量和參數(shù)情況進(jìn)汽溫度日本：主汽均達(dá)到600℃，再熱最高610℃西門子：ISOGO600℃/610℃不論功率大小，所有機(jī)組均采用580-600℃進(jìn)汽壓力日本：除89年東芝2X700MW外（31MPa），其余90年以來均25MPa；歐洲：1997/1998丹麥兩臺(tái)29MPa，兩次再熱415MW機(jī)組，西門子也有較高業(yè)績但目前大功率機(jī)組的進(jìn)汽壓力均不超過26.5MPa;機(jī)組容量雙軸——三菱1050MW2001年投運(yùn)單軸——東芝（60Hz）1000MW2002年投運(yùn)西門子1025MW最大，多臺(tái)900MW98年后目前超超臨界汽輪機(jī)容量和參數(shù)情況進(jìn)汽溫度國際上對(duì)大容量汽輪發(fā)電機(jī)組功率等術(shù)語的一般定義額定功率（銘牌功率，銘牌出力TRL）：指汽輪機(jī)在額定主蒸汽和再熱蒸汽參數(shù)工況下，排汽壓力為11.8kPa(a)、補(bǔ)水率為3%，能在發(fā)電機(jī)接線端輸出供方所保證的功率。汽輪機(jī)的進(jìn)汽量屬供方的保證值，它與所保證的額定工況相對(duì)應(yīng)。機(jī)組的保證最大連續(xù)工況（T-MCR):指汽輪機(jī)在通過銘牌功率所保證的進(jìn)汽量、額定主蒸汽和再熱蒸汽參數(shù)工況下，排汽壓力為4.9kPa(a)、補(bǔ)水率為0%，機(jī)組能保證達(dá)到的功率。汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)流量（計(jì)算最大進(jìn)汽量）:在所保證的進(jìn)汽量基礎(chǔ)上增加一定的裕量,即(1.03-1.05)x保證進(jìn)汽量,且調(diào)節(jié)閥全開。調(diào)節(jié)汽閥全開（VWO）時(shí)計(jì)算功率：機(jī)組在調(diào)節(jié)汽閥全開時(shí)，通過計(jì)算最大進(jìn)汽量和額定的主蒸汽、再熱蒸汽參數(shù)工況下，并在額定排汽壓力為4.9kPa(a)、補(bǔ)水率為0%條件下計(jì)算所能達(dá)到的功率。國際上對(duì)大容量汽輪發(fā)電機(jī)組功率等術(shù)語的一般定義額定功率（銘牌機(jī)、爐、電容量匹配發(fā)電機(jī)容量：一般發(fā)電機(jī)的功率應(yīng)與VWO工況的功率相匹配，即等于VWO工況功率／功率因數(shù)(MVA)鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量(B-MCR)：應(yīng)與汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)流量（即計(jì)算最大進(jìn)汽量）相匹配，不必再加裕量。若汽輪機(jī)按VWO工況計(jì)算最大功率，B-MCR蒸發(fā)量等于汽輪機(jī)VWO工況的最大進(jìn)汽量；若采用美國設(shè)計(jì)的機(jī)組，則B-MCR蒸發(fā)量可等于汽輪機(jī)VWO工況＋５％OP工況的最大進(jìn)汽量。機(jī)、爐、電容量匹配發(fā)電機(jī)容量：一般發(fā)電機(jī)的功率應(yīng)與VWO工況SEC與SIEMENS的技術(shù)優(yōu)勢(shì)（2）德國能源及環(huán)保政策的促進(jìn)關(guān)閉核電、停辦效率小于35%的電廠發(fā)展高效清潔燃褐煤發(fā)電技術(shù)（3）采取一切可能的先進(jìn)技術(shù)提高經(jīng)濟(jì)性-比1976年600MW提高7.7%

超超臨界參數(shù)(熱效率提高1.3%)提高汽輪機(jī)內(nèi)效率—全部采用3D馬刀型葉片級(jí)(熱效率提高1.7%)大幅降低背壓促進(jìn)特大長葉片發(fā)展(熱效率提高1.4%)其他國際知名公司機(jī)型業(yè)績

SIEMENS在近十年50HZ、單軸、900MW功率機(jī)型業(yè)績世界領(lǐng)先（8臺(tái)中的6臺(tái)）

（4）進(jìn)行歐盟超超臨界參數(shù)37.5MPa/700°C/720°C/720°C計(jì)劃,熱效率再提高7%.SEC與SIEMENS的技術(shù)優(yōu)勢(shì)（2）德國能源及環(huán)保政策的SIEMENS單軸、50HZ、900MW等級(jí)的業(yè)績優(yōu)勢(shì)

臺(tái)數(shù)最多(世界8臺(tái)中的6臺(tái)）全為50HZ全為單軸,最大1025MW壓力高于25MPaSIEMENS單軸、50HZ、900MW等級(jí)的業(yè)績優(yōu)勢(shì)SIEMENS的技術(shù)優(yōu)勢(shì)--成熟的單軸、HMN組合機(jī)型H-高壓單流缸M-中壓雙流缸N-低壓雙流缸功率范圍：300MW至1100MW壓力30MPa，溫度600°C/620°CSIEMENS的技術(shù)優(yōu)勢(shì)--成熟的單軸、HMN組合機(jī)型HSIEMENS“HMN”組合機(jī)型業(yè)績之一1997年投運(yùn)，單軸、四缸四排汽、25.3/544/560背壓5kPaηhp(實(shí)測(cè)）=91.99%ηip(實(shí)測(cè)）=93.73%SIEMENS“HMN”組合機(jī)型業(yè)績之一1997年投運(yùn)，單SIEMENS”HMN”組合機(jī)型業(yè)績之二1999年投運(yùn)，單軸、五缸六排汽、25.8/541/580背壓2.91/3.68kPaηhp=94.2%ηip=96.1%SIEMENS”HMN”組合機(jī)型業(yè)績之二1999年投運(yùn)，單SIEMENS“HMN”組合機(jī)型業(yè)績之三2002年投運(yùn)，單軸、五缸六排汽、26.5/576/600背壓2.91/3.68kPaSIEMENS“HMN”組合機(jī)型業(yè)績之三2002年投運(yùn)，單SIEMENS“HMN”組合機(jī)型業(yè)績之四2002年投運(yùn)，單軸、三缸兩排汽、25.1/600/610背壓5.07kPaSIEMENS“HMN”組合機(jī)型業(yè)績之四2002年投運(yùn)，單SIEMENS的“HMN”組合機(jī)型業(yè)績之五SIEMENS的“HMN”組合機(jī)型業(yè)績之五第二節(jié)華能玉環(huán)1000MW超超臨界汽輪機(jī)本體性能

華能玉環(huán)電廠是國內(nèi)第一座超超臨界百萬千瓦燃煤發(fā)電廠，該項(xiàng)目是為配合國家“863計(jì)劃”，作為引進(jìn)超超臨界機(jī)組技術(shù)、逐步實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化的依托工程。規(guī)劃容量為4臺(tái)1000MW超超臨界汽輪發(fā)電機(jī)組，一期工程安裝2臺(tái)1000MW超超臨界汽輪發(fā)電機(jī)組，并留用再擴(kuò)建余地。目前工程尚處在建設(shè)階段，計(jì)劃于2007年投產(chǎn)發(fā)電。主要設(shè)備采取項(xiàng)目合作、聯(lián)合制造模式。汽輪機(jī)引進(jìn)德國西門子技術(shù)，由上海電氣(集團(tuán))總公司下屬上海汽輪機(jī)有限公司成套供貨。

第二節(jié)華能玉環(huán)1000MW超超臨界汽輪機(jī)本體性能華能銘牌工況（TRL）：汽輪發(fā)電機(jī)組能在下列條件下在保證壽命期內(nèi)任何時(shí)間都能安全連續(xù)運(yùn)行，發(fā)電機(jī)輸出銘牌功率950MW（當(dāng)采用靜態(tài)勵(lì)磁、電動(dòng)主油泵時(shí)，扣除各項(xiàng)所消耗的功率），此工況下的進(jìn)汽量稱為銘牌進(jìn)汽量。(1)額定主蒸汽參數(shù)、再熱蒸汽參數(shù)及所規(guī)定的汽水品質(zhì)；(2)汽輪機(jī)低壓缸排汽平均背壓為11.8kPa(a)；(3)補(bǔ)給水量為3％；(4)最終給水溫度為294.9℃；(5)全部回?zé)嵯到y(tǒng)正常運(yùn)行，但不帶廠用輔助蒸汽；(6)汽動(dòng)給水泵滿足額定給水參數(shù)；(7)在額定電壓、額定頻率、額定功率因數(shù)0.9(滯后)、額定氫壓、發(fā)電機(jī)冷卻器冷卻水溫為38℃時(shí)，發(fā)電機(jī)效率為99.0%。

銘牌工況（TRL）：汽輪發(fā)電機(jī)組能在下列條件下在保證壽命期最大連續(xù)輸出功率(TMCR)：汽輪機(jī)進(jìn)汽量等于銘牌工況（TRL）進(jìn)汽量，在下列條件下安全連續(xù)運(yùn)行，此工況下發(fā)電機(jī)輸出的功率（當(dāng)采用靜態(tài)勵(lì)磁、電動(dòng)主油泵時(shí)，扣除各項(xiàng)所消耗的功率），此功率為1016.023MW。

(1)額定主蒸汽再熱蒸汽參數(shù)及所規(guī)定的汽水品質(zhì)；

(2)汽輪機(jī)低壓缸排汽平均背壓為4.9kPa(a)；

(3)補(bǔ)給水量為0％；

(4)所規(guī)定的給水溫度；

(5)全部回?zé)嵯到y(tǒng)正常運(yùn)行，但不帶廠用輔助蒸汽；

(6)汽動(dòng)給水泵滿足規(guī)定給水參數(shù)；

(7)在額定電壓、額定頻率、額定功率因數(shù)0.9(滯后)、額定氫壓、發(fā)電機(jī)冷卻器冷卻水溫為25℃時(shí)，發(fā)電機(jī)效率為99.06%。

最大連續(xù)輸出功率(TMCR)：汽輪機(jī)進(jìn)汽量等于銘牌工況（T調(diào)節(jié)門全開（VWO）工況：汽輪發(fā)電機(jī)組能在調(diào)節(jié)閥全開，其它條件同TMCR時(shí)，汽輪機(jī)的進(jìn)汽量不小于105％的銘牌工況（TRL）進(jìn)汽量。機(jī)組的熱耗率驗(yàn)收（THA）工況：當(dāng)機(jī)組功率（當(dāng)采用靜態(tài)勵(lì)磁、電動(dòng)主油泵時(shí)，扣除各項(xiàng)所消耗的功率）為額定功率時(shí)，除進(jìn)汽量以外其它條件同TMCR時(shí)。調(diào)節(jié)門全開（VWO）工況：汽輪發(fā)電機(jī)組能在調(diào)節(jié)閥全開，其它機(jī)、爐、電容量的匹配汽輪機(jī)與發(fā)電機(jī)容量匹配同一汽輪機(jī)，容量規(guī)范不同，機(jī)組的銘牌不同IEC——TMCR工況定義為汽輪機(jī)銘牌1016MW國內(nèi)300MW招標(biāo)規(guī)范——能力工況定義為汽輪機(jī)銘牌950MW汽輪機(jī)與鍋爐容量匹配按照常規(guī)原則，VWO工況流量等于TMCR流量的1.05倍根據(jù)目前我國電廠的運(yùn)行規(guī)范，一般電廠不會(huì)在超發(fā)功率下運(yùn)行，如采用IEC規(guī)范，電廠可得到5%以上的容量得益，而設(shè)備成本基本不變。機(jī)、爐、電容量的匹配汽輪機(jī)與發(fā)電機(jī)容量匹配機(jī)組優(yōu)化工作

汽機(jī)優(yōu)化方案序號(hào)說明項(xiàng)目單位THATMCRVWOTRL

1TRL950滑壓功率MW95010161062.5950熱耗率kJ/kWh7341732173107830新汽流量t/h2594280329532803新汽壓力MPa23.272526.2525平均背壓kPa4.94.94.911.82TRL9505％節(jié)流功率MW9501016.21062.5950熱耗率kJ/kWh7353733473107847新汽流量t/h2604281429522814新汽壓力MPa24.4526.2526.2526.25平均背壓kPa4.94.94.911.83有補(bǔ)汽調(diào)節(jié)閥銘牌功率1000MW功率MW10001049.851000熱耗率kJ/kWh731673687568新汽流量t/h273329532864新汽壓力MPa26.2526.2526.25平均背壓kPa4.94.98.61機(jī)組優(yōu)化工作汽機(jī)優(yōu)化方案序號(hào)說明項(xiàng)銘牌工況、夏季工況和補(bǔ)汽技術(shù)銘牌工況規(guī)定TMCR工況作為熱耗率保證工況，不再需要THA工況作為機(jī)組熱耗率驗(yàn)收工況。在TMCR工況下，熱耗值低（7316kJ/kWh），是機(jī)組運(yùn)行的最佳工況夏季工況按照玉環(huán)實(shí)際條件規(guī)定（背壓8.61kPa、補(bǔ)給水率2％、凝汽器換熱面積46000m2增加到49000m2），不同于TRL工況。由于夏季工況出力也能達(dá)到1000MW，機(jī)組全年任何時(shí)候都可達(dá)到出力1000MW補(bǔ)汽技術(shù)在汽輪機(jī)處于零功率和TMCR功率之間時(shí)，補(bǔ)汽調(diào)節(jié)閥通常處于關(guān)閉狀態(tài)，在不補(bǔ)汽狀態(tài)下機(jī)組可連續(xù)、穩(wěn)定地實(shí)現(xiàn)TMCR工況。當(dāng)功率從TMCR工況增大時(shí)，補(bǔ)汽調(diào)節(jié)閥才開啟，將蒸汽從主汽門后調(diào)節(jié)汽閥前引出補(bǔ)入高壓缸通流部分第五級(jí)之后，以滿足流量增加的要求，在夏季工況和VWO工況時(shí)補(bǔ)汽閥處于開啟狀態(tài)主調(diào)節(jié)閥在額定流量下設(shè)計(jì)成全開，提高額定負(fù)荷以下所有工況的效率補(bǔ)汽溫度低于主蒸汽30度，對(duì)汽缸起到冷卻作用，有利于提高高溫部件的可靠性補(bǔ)汽閥具有提高變負(fù)荷速率的功能，有利于提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性銘牌工況、夏季工況和補(bǔ)汽技術(shù)銘牌工況規(guī)定TMCR工況作為采用SIEMENS成熟的單軸、HMN組合機(jī)型H-高壓單流缸K-高中壓合缸M-中壓雙流缸E-中低壓合缸N-低壓雙流缸本機(jī)型為：1H+1M+2N，出力1000MW工作壓力：25~30MPa，工作溫度：600°C壓力等級(jí)：25~30MPa，溫度：600°C/620°C采用SIEMENS成熟的單軸、HMN組合機(jī)型H-高壓單華能玉環(huán)1000MW超超臨界汽輪機(jī)該汽輪機(jī)的整個(gè)流通部分由四個(gè)汽缸組成，即一個(gè)高壓缸、一個(gè)雙流中壓缸和兩個(gè)雙流低壓缸。對(duì)應(yīng)四個(gè)汽缸的轉(zhuǎn)子由五個(gè)徑向軸承支承，并通過剛性聯(lián)軸器將四個(gè)轉(zhuǎn)子連為一體，汽輪機(jī)低壓轉(zhuǎn)子B通過剛性聯(lián)軸器與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子相連。該汽輪機(jī)采用節(jié)流調(diào)節(jié)，高壓缸進(jìn)口設(shè)有兩個(gè)高壓主汽門和兩個(gè)高壓調(diào)節(jié)門，高壓缸排汽經(jīng)過再熱器再熱后，通過中壓缸進(jìn)口的兩個(gè)中壓主汽門和兩個(gè)中壓調(diào)門進(jìn)入中壓缸，中壓缸排汽通過連通管進(jìn)入兩個(gè)低壓缸繼續(xù)作功后分別排入兩個(gè)凝汽器。

華能玉環(huán)1000MW超超臨界汽輪機(jī)該汽輪機(jī)的整個(gè)流通部分由四華能玉環(huán)4X1000MW

超超臨界汽輪機(jī)主要技術(shù)規(guī)范型式N1000-26.25/600/600（TC4F）超超臨界、一次中間再熱、單軸、四缸四排汽進(jìn)汽參數(shù)26.25MPa/600℃/600℃背壓4.4/5.39kPaTHA（TRL）功率：950MWTMCR功率：1016MWVWO功率：1062MWVWO流量：2952.5t/h回?zé)嵯到y(tǒng)：三高、四低、一除氧THA給水溫度：290℃允許周波變動(dòng)范圍：47.551.5Hz機(jī)組啟動(dòng)方式高壓缸啟動(dòng)或高中壓聯(lián)合啟動(dòng)華能玉環(huán)4X1000MW

超超臨界汽輪機(jī)主要技術(shù)規(guī)范型式汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)序號(hào)項(xiàng)目三菱日立阿爾斯通西門子1高壓模塊雙流雙流調(diào)節(jié)級(jí)+單流壓力級(jí)單流單流1.1級(jí)數(shù)2×（1+12）2×1+820151.2轉(zhuǎn)子整鍛無中心孔整鍛無中心孔焊接轉(zhuǎn)子整鍛無中心孔1.3第一級(jí)葉片三聯(lián)體調(diào)節(jié)級(jí)葉片調(diào)節(jié)級(jí)整體圍帶+鉚接圍帶成組徑流式靜葉、全周進(jìn)汽斜置式靜葉、全周進(jìn)汽1.4其余葉片整體圍帶，馬刀形三維葉片高壓1、2壓力級(jí)鉚接圍帶，其余級(jí)整體圍帶整體圍帶、三維葉片整體圍帶、馬刀形三維葉片1.5汽缸內(nèi)、外缸，螺栓連接水平中分面內(nèi)、外缸，螺栓連接水平中分面兩半內(nèi)缸、緊箍環(huán)連接軸向?qū)Ψ滞残瓮飧?中壓模塊雙流雙流雙流雙流2.1級(jí)數(shù)2×92×62×172×142.2轉(zhuǎn)子整鍛無中心孔整鍛無中心孔焊接轉(zhuǎn)子整鍛無中心孔2.3第一級(jí)葉片整體圍帶馬刀形三維葉片鉚接圍帶、高負(fù)荷扭曲葉片徑流式靜葉斜置式靜葉汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)序號(hào)項(xiàng)目三菱日立阿爾斯通西門子1高序號(hào)項(xiàng)目三菱日立阿爾斯通西門子2.4其余葉片整體圍帶，馬刀形三維葉片鉚接圍帶葉片整體圍帶、三維葉片整體圍帶葉片2.5汽缸內(nèi)、外缸，螺栓連接水平中分面內(nèi)、外缸，螺栓連接水平中分面切向180°進(jìn)汽，內(nèi)、外缸，螺栓連接水平中分面內(nèi)、外缸，螺栓連接水平中分面3低壓模塊兩缸四排汽兩缸四排汽兩缸四排汽兩缸四排汽3.1級(jí)數(shù)2×2×52×2×62×2×62×2×63.2轉(zhuǎn)子整鍛無中心孔整鍛無中心孔焊接轉(zhuǎn)子整鍛無中心孔3.3末級(jí)葉片3.4次末級(jí)葉片482mm，整體圍帶，全三維633.9mm，整體圍帶，三維設(shè)計(jì)605mm，整體圍帶，全三維625.6mm，整體圍帶，全三維3.5其余葉片整體圍帶，馬刀形三維葉片整體圍帶、高負(fù)荷扭曲葉片整體圍帶、三維葉片整體圍帶，馬刀形三維葉片4轉(zhuǎn)子支承方式

5調(diào)節(jié)方式噴嘴調(diào)節(jié)（定-滑-定）噴嘴調(diào)節(jié)（定-滑-定）滑壓調(diào)節(jié)（定-滑）滑壓調(diào)節(jié)（定-滑）6高溫部件的冷卻序號(hào)項(xiàng)目三菱日立阿爾斯通西門子2.4其余葉片整體圍帶，馬刀形機(jī)組外型布置圖機(jī)組布置特點(diǎn)機(jī)組型式為超超臨界、一次中間再熱、單軸、四缸四排汽、凝汽式汽輪機(jī)高、中壓缸及低壓內(nèi)缸由貓爪支撐于前后軸承座上。閥門布置于汽缸兩側(cè)，與汽缸直接連接，無導(dǎo)汽管。單連通管導(dǎo)汽進(jìn)低壓缸。低壓外缸直接座于凝汽器上，與基礎(chǔ)不直接接觸。轉(zhuǎn)子由單軸承支撐，結(jié)構(gòu)緊湊，并能減少基礎(chǔ)變形對(duì)軸承載荷及軸系對(duì)中的影響。機(jī)組總長~29m,比同等級(jí)的其他機(jī)組縮短約8~10m。機(jī)組外型布置圖長(mm)寬(mm)高(mm)轉(zhuǎn)子重量（T）整體重量（T）高壓缸H3036653800345014.1133中壓缸M3048254200434044.7205低壓缸2XN30710010400839596396#1-#2(mm)#2-#3(mm)#3-#4(mm)#4-#5(mm)軸承跨距4275607580008050機(jī)組縱剖面圖長(m)寬(m)高(m)機(jī)組外形2910.47.75長寬高轉(zhuǎn)子重量整體重量高壓缸H303665380034501高壓缸部分高壓缸部分獨(dú)特的圓筒型高壓外缸

高壓缸整體發(fā)運(yùn)。高壓缸采用雙層缸設(shè)計(jì)。外缸為桶形設(shè)計(jì)，由垂直徑向中分面分為進(jìn)汽缸和排汽缸。內(nèi)缸為垂直縱向平分面結(jié)構(gòu)。由于缸體為旋轉(zhuǎn)對(duì)稱，使得機(jī)組在啟動(dòng)停機(jī)或快速變負(fù)荷時(shí)缸體的溫度梯度很小，熱應(yīng)力保持在一個(gè)很低的水平。

內(nèi)缸為垂直縱向平分面結(jié)構(gòu)，中分面螺栓應(yīng)力也很小，安全可靠性高。排汽缸進(jìn)汽缸獨(dú)特的圓筒型高壓外缸高壓缸整體發(fā)運(yùn)。排汽缸進(jìn)汽缸高排抽汽口排汽缸進(jìn)汽缸高壓內(nèi)缸高壓轉(zhuǎn)子現(xiàn)場動(dòng)平衡進(jìn)汽口窺視孔高壓缸剖視圖貓爪貓爪高排抽汽口排汽缸進(jìn)汽缸高壓內(nèi)缸高壓轉(zhuǎn)子現(xiàn)場動(dòng)平衡進(jìn)汽口窺視孔高效率單流程高壓缸通流

高壓通流部分采用小直徑多級(jí)數(shù)的設(shè)計(jì)原則。單流程葉片級(jí)通流面積比雙流程要增加一倍，葉片端損大幅度下降全部采用‘T’型葉根、漏汽損失小單流程高壓缸：效率遠(yuǎn)高于沖動(dòng)式和雙流程高效率單流程高壓缸通流高壓通流部分采用小直徑多級(jí)數(shù)的設(shè)計(jì)原機(jī)型300MW亞臨界600MW亞臨界700MW超臨界900MW超超臨界900MW超超臨界進(jìn)汽壓力MPa16.716.7252525高壓缸型式單流單流單流雙流圓筒單流第一級(jí)壓力級(jí)面積比基準(zhǔn)1.741.241.092.19高壓缸級(jí)數(shù)111192X914高壓缸效率差%基準(zhǔn)+3.3+10+5相同的葉型比較沖動(dòng)式高壓第一級(jí)面積還要小40%，端損更大單流程(反動(dòng)式)高壓缸效率分析舉例（供參考）機(jī)型300MW亞臨界600MW亞臨界700MW超臨界9第一級(jí)低反動(dòng)度20%，降低轉(zhuǎn)子溫度切向進(jìn)汽、斜置靜葉、效率高全周進(jìn)汽、無附加汽隙激振大動(dòng)靜距離有利防沖蝕滑壓運(yùn)行低負(fù)荷效率高滑壓運(yùn)行大幅降低第一級(jí)載荷，解決強(qiáng)度問題獨(dú)特的高壓第一級(jí)設(shè)計(jì)第一級(jí)低反動(dòng)度20%，降低轉(zhuǎn)子溫度獨(dú)特的高壓第一級(jí)設(shè)計(jì)主調(diào)門的獨(dú)特連接布置在汽缸兩側(cè)，切向進(jìn)汽，損失小；無蒸汽管道，直接與汽缸相連。閥門與汽缸間采用大型螺紋連接，有利于大修拆裝。閥門直接支撐在基礎(chǔ)彈性支架，對(duì)汽缸附加作用力小。閥門采取小網(wǎng)眼、大面積的不銹鋼永久性濾網(wǎng)。其特點(diǎn)是過濾網(wǎng)直徑小，濾網(wǎng)剛性好，不易損壞。主調(diào)門的獨(dú)特連接布置在汽缸兩側(cè)，切向進(jìn)汽，損失?。桓咝Ц咧袎和鹘Y(jié)構(gòu)（1）小直徑、多級(jí)數(shù)（2）各級(jí)轉(zhuǎn)子均有汽封（3）全部采用‘T’型葉根、漏汽損失小高效高中壓通流結(jié)構(gòu)（1）小直徑、多級(jí)數(shù)獨(dú)特的液壓盤車設(shè)備液壓馬達(dá)前軸承座高壓轉(zhuǎn)子盤車設(shè)備安裝于前軸承座前，采用液壓馬達(dá)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，工作油壓力145bar盤車裝置是自動(dòng)嚙合型的，能使汽輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子從靜止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)動(dòng)起來，盤車轉(zhuǎn)速為60轉(zhuǎn)/分

盤車裝置的配有超速離合器，能做到在汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)達(dá)到一定轉(zhuǎn)速后自動(dòng)退出，并能在停機(jī)時(shí)自動(dòng)投入。盤車裝置與頂軸油系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)密封油系統(tǒng)間設(shè)聯(lián)鎖獨(dú)特的液壓盤車設(shè)備液壓馬達(dá)前軸承座高壓轉(zhuǎn)子盤車設(shè)備安裝于前軸中壓缸部分中壓缸采用雙流程和雙層缸設(shè)計(jì)。中壓高溫進(jìn)汽僅局限于內(nèi)缸的進(jìn)汽部分。而中壓外缸只承受中壓排汽的較低壓力和較低溫度。這樣汽缸的法蘭部分就可以設(shè)計(jì)得較小。同時(shí)，外缸中的壓力也降低了內(nèi)缸法蘭的負(fù)荷，因?yàn)閮?nèi)缸只要承受壓差即可。

中壓缸部分中壓缸采用雙流程和雙層缸設(shè)計(jì)。中壓高溫進(jìn)汽僅局限于中壓缸雙分流雙層缸結(jié)構(gòu)

中壓缸整體發(fā)運(yùn)。內(nèi)外缸雙層結(jié)構(gòu)，水平中分面分成上下半。中壓外缸通過上貓爪搭在軸承座上，調(diào)閥端直接固定在二號(hào)軸承座上。軸承座與貓爪之間的滑動(dòng)支承面均采用耐磨低摩擦合金。雙分流形式，2X13級(jí)，中部兩側(cè)切向進(jìn)汽，排汽口位于汽缸頂部中間位置。再熱門與汽缸通過法蘭連接，無導(dǎo)汽管，損失小，閥門直接支撐在基礎(chǔ)彈性支架，對(duì)汽缸附加作用力小。中壓內(nèi)外缸之間裝有遮熱板減少熱輻射。中壓缸雙分流雙層缸結(jié)構(gòu)中壓缸整體發(fā)運(yùn)。獨(dú)特的中壓進(jìn)汽結(jié)構(gòu)中壓雙流切向進(jìn)汽，除頭三級(jí)為縱樹型葉根外其他全部為T型葉根，漏汽損失小。第一級(jí)斜置靜葉，20%反動(dòng)度，大的軸向動(dòng)靜距離防沖蝕獨(dú)特的中壓進(jìn)汽結(jié)構(gòu)中壓雙流切向進(jìn)汽，除頭三級(jí)為縱樹型葉根外其獨(dú)特的切向旋渦冷卻技術(shù)利用渦流原理降低溫度約15度，滿足較高再熱溫度的要求。獨(dú)特的切向旋渦冷卻技術(shù)利用渦流原理降低溫度約15度，滿足較主汽門及調(diào)門閥殼合為一體，結(jié)構(gòu)緊湊，易于維護(hù)再熱門與汽缸通過法蘭直接相連，無導(dǎo)汽管，損失小，閥門支撐于基礎(chǔ)上，對(duì)汽缸附加力小最優(yōu)擴(kuò)散口流道設(shè)計(jì)，壓力損失小閥