汽轮机说明书

汽轮机说明书

CLN600-24.2/566/566

哈尔滨汽轮机厂有限责任公司

目录

1. 汽轮机概述 (4)

2. 高压主汽调节联合阀 (11)

3.大气阀 (20)

4.再热主汽阀及油控跳闸阀 (22)

5.中压调节阀 (28)

6.连通管 (30)

7.冲动式调节级 (34)

8.反动式高压叶片 (36)

9.反动式中压叶片 (40)

10.反动式低压叶片 (44)

11. 挡油环 (48)

12. 高中压缸调端汽封 (50)

13. 高中压缸电端汽封 (55)

14. 低压外汽封 (60)

15. 平衡环 (62)

16.高中压转子与低压1号转子联轴器 (65)

17.低压1号与低压2号联轴器 (67)

18.低压2号与发电机联轴器 (69)

19.汽封系统 (71)

20.疏水系统 (82)

21.后汽缸喷水系统 (84)

22.滑销系统 (86)

23.保温设计 (88)

24. 螺栓拧紧 (92)

25 轴承和轴承座 (116)

26 盘车装置 (126)

1. 汽轮机概述

1.1概述

1.1.1产品概述

本产品作为国产首台超临界机组，采用与三菱公司联合设计、生产的模式。本机组为超临界、一次中间再热、单轴、三缸、四排汽凝汽式汽轮机，具有较高的效率和安全可靠性。高中压积木块采用三菱公司成熟的设计；低压积木块以哈汽成熟的600MW机组积木块为母型，与三菱公司一起进行改进设计。

1.1.2适用范围

本产品适用于中型电网承担基本负荷，更适用于大型电网中的调峰负荷及基本负荷。本机组寿命在30年以上，该机型适用于北方及南方地区各种冷却水温的条件，在南方夏季水温条件下照常满发600MW。本机凝汽器可以根据不同的水质及用户的要求采用不同的管材，不仅适用于有淡水水源的内陆地区，也适用于海水冷却的沿海地区。本机组的年运行小时数在7800小时以上。

1.2技术规范

汽轮机型式：

超临界、一次中间再热、三

缸四排汽、单轴、凝汽式连续出力600，000KW

转速3000rpm

旋转方向顺时针（从调端看）

主蒸汽压力MPa 24.1Mpa（g）

主蒸汽温度℃566℃

再热蒸汽温度℃566℃

回热级数8级

调节控制系统型式DEH

最大允许系统周波摆动HZ 48.5～51.5

空负荷时额定转速波动r/min ±1

噪音水平dB（A）＜85

各轴承处轴径双振幅值mm ＜0.076

通流级数44

高压部分级数I+9

中压部分级数 6

低压部分级数2×2×7

末级动叶片长度mm 1000

盘车转速r/min 3.35

汽轮机总长mm（包括罩壳）～27200

汽轮机最大宽度mm（包括罩壳）11400

汽轮机本体重量t ～1108

汽轮机中心距运行层标高mm 1070

1.3主机结构

1.3.1蒸汽流程

汽轮机通流采用冲动式与反动式组合设计。新蒸汽从下部进入置于该机两侧两个固定支承的高压主汽调节联合阀，由每侧各两个调节阀流出，经过4根高压导汽管进入高压汽轮机，高压进汽管位于上半两根、下半两根。进入高压汽轮机的蒸汽通过一个冲动式调节级和9个反动式高压级后，由外缸下部两个排汽口进入再热器。再热后的蒸汽流入机组两侧的两个再热主汽调节联合阀，再由每侧各两个中压调节阀流出，经过四根中压导汽管由中部进入中压汽轮机，中压进汽管位于上半两根、下半两根。进入中压汽轮机的蒸汽经过6级反动式中压级后，从中压缸上部排汽口排出，经中低压连通管，分别进入1号、2号低压缸中部。两个低压缸均为双分流结构，流入中部的蒸汽，经过正反向7级反动级后，流向每端的排汽口，然后蒸汽向下流入安装在每一个低压缸下部的凝汽器。汽缸下部留有抽汽口，抽汽用于给水加热。

1.3.2 高中压阀门

高压主汽调节联合阀壳是一个整体合金钢锻件，机组装有两个高压主汽调节联合阀，分别位于高中压缸两侧，每个主汽调节联合阀包括一个水平安装的主汽阀和两个相同的垂直安装的调节阀。这些阀门的开度均由各自的油动机来控制，油动机由数字电液调节系统来控

制。

再热主汽调节联合阀壳是合金钢铸件，机组装有两个再热主汽调节联合阀，分别位于高中压缸两侧，每个再热主汽调节联合阀包括一个摇板式主汽阀和两个调节阀。这些阀门的开度均由各自的油动机来控制，油动机又由数字电液调节系统来控制。

1.3.3 汽缸

1.3.3.1 高中压缸

汽缸的结构形式和支撑方式在设计时给予充分考虑，当受热状况改变时，可以保持汽缸自由且对称的收缩和膨胀，并且把可能发生的变形降到最低限度。由合金钢铸造的高中压外缸通过水平中分面形成了上下两半。内缸同样为合金钢铸件并通过水平中分面形成了上下两半。内缸支撑在外缸水平中分面处，并由上部和下部的定位销导向，使汽缸保持与汽轮机轴线的正确位置，同时使汽缸可根据温度的变化自由收缩和膨胀。

高压汽轮机的喷嘴室也由合金钢铸成，并通过水平中分面形成了上下两半。它采用中心线定位，支撑在内缸中分面处。喷嘴室的轴向位置由上下半的凹槽与内缸上下半的凸台配合定位。上下两半内缸上均有滑键，决定喷嘴室的横向位置。这种结构可以保证喷嘴室根据主蒸汽温度变化沿汽轮机轴向正确的位置收缩或膨胀。主蒸汽进汽管与喷嘴室之间通过弹性密封环滑动连接，这样可把温度引起的变形降到最低限度。外缸上半及内缸下半可采用顶起螺钉抬高，直到进汽管与喷嘴室完全脱离，然后按常规方法用吊车吊起。在拆卸外缸上半或内缸下半时，尽量保持进汽密封处蒸汽室的形状，当汽缸放下时与密封环同心。

汽轮机高压隔板套和高中压进汽平衡环支撑在内缸的水平中分面上，并由内缸上下半的定位销导向。汽轮机中压1号隔板套﹑中压2号隔板套和低压排汽平衡环支撑在外缸上，支撑方式和内缸的支撑方式一样。

高中压缸的上下半，在水平中分面上用大型双头螺栓或定位双头螺栓连接。为使每个螺栓中保持准确的应力，必须对它们进行初始拧

紧获得一定的预应力。正确的拧紧方法在“螺栓拧紧说明书”中描述。汽缸精加工完成后，按照标准的程序并且中分面不涂密封油进行水压试验，保证汽缸不漏，当电厂装配汽轮机并准备投入运行时，中分面需要涂性能较好的密封油。

1.3.3.2 低压缸

本机组具有两个低压缸。低压外缸全部由钢板焊接而成，为了减少温度梯度设计成3层缸。由外缸、1号内缸、2号内缸组成，减少了整个缸的绝对膨胀量。，汽缸上下半各由3部分组成：调端排汽部分、电端排汽部分和中部。各部分之间通过垂直法兰面由螺栓作永久性连接而成为一个整体，可以整体起吊。

低压缸调速器端的第1、2级隔板安装在隔板套内。此隔板套支撑在1号内缸上，第3、4、5级隔板安装在1号内缸内，第6、7级隔板安装在2号内缸内，内缸支撑在外缸上，并略低于水平中分面。

低压缸发电机端的第1-4级隔板安装在隔板套内，此隔板套支撑在1号内缸上，第5级隔板安装在1号内缸内，第6、7级隔板安装在2号内缸内，内缸支撑在外缸上，并略低于水平中分面。

排汽缸内设计有良好的排汽通道，由钢板压制而成。面积足够大的低压排汽口与凝汽器弹性连接。低压缸四周有框架式撑脚，增加低压缸刚性，撑脚座落在基架上承担全部低压缸重量，并使得低压缸的重量均匀地分在基础上。在一号低压缸撑脚四边通过键槽与预埋在基础内的锚固板配合形成膨胀的绝对死点。在蒸汽入口处，1号内缸、2号内缸通过1个环形膨胀节相连接，1号内缸通过1个承接管与连通管连接。内缸通过4个搭子支承在外缸下半中分面上，1号内缸、2号内缸和外缸在汽缸中部下半通过1个直销定位，以保证三层缸同心。为了减少流动损失，在进排汽处均设计有导流环。每个低压外缸两端的上半缸上装有两个大气阀，其用途是当低压缸的内压超过其最大设计安全压力时，自动进行危急排汽。大气阀的动作压力为0.034—0.048Mpa(表压)。低压缸排汽区设有喷水装置，空转或低负荷、排汽缸温度升高时按要求自动投入，降低低压缸温度，保护末叶片。

1.3.4 转子

高中压转子是无中心孔合金钢整锻转子。带有主油泵叶轮及超速

跳闸装置的轴通过法兰螺栓刚性地与高中压转子在调端连接在一起，主油泵叶轮轴上还带有推力盘。

低压转子也是无中心孔合金钢整锻转子。

当装有叶片的整个转子加工完成后，需做超速试验和精确动平衡试验。

高中压转子和1号低压转子之间装有刚性的法兰联轴器。1号低压转子和2号低压转子通过中间轴刚性联接、2号低压转子和发电机转子通过联轴器刚性联接。

转子系统由安装在前轴承箱内的推力轴承定位，并有8个支撑轴承支撑。

1.3.5 静、动叶片

采用全三维先进设计体系，进行通流部分的设计。

1.3.5.1静叶片

调节级采用子午面收缩静叶栅，降低静叶栅通道前段的负荷，减少叶栅的二次流损失。

高中压静叶片全部为弯扭叶片；每只静叶两端自带菱形头叶冠，整圈组焊后，在中分面处割开，成为上下半结构。

低压第1级为弯曲静叶，第2－4级为扭曲静叶，第5、6、7级为弯扭静叶。低压第1级为铆接结构，第2－5为自带菱形叶冠焊接结构，末二级隔板为单只静叶焊接在内外环上的焊接结构。

1.3.5.2动叶片

调节级动叶片采用电脉冲加工成三只为一组并带有整体围带和三叉叶根的三联叶片。

高、中压动叶全部为弯扭自带冠叶片，枞树型叶根。

低压1－7级为变截面扭曲动叶片；均为自带围带，枞树型叶根结构。

图1 纵剖面

图2 外形图

2. 高压主汽调节联合阀

2.1概述

主汽阀具有“双重阀碟”而且在水平位置操作。主汽阀体和蒸汽室为一体。附图中表示了主汽阀和执行机构的布置图，油动机安装在弹簧支架上，并且通过连杆及杠杆与主汽阀杆相连接。

2.2主汽阀

主汽阀是简单布置的通常被称为“双重阀碟”的结构。它由两个单座的不平衡阀（9）和（14）组成，一个阀安装在另一个内部。如图3所示，阀处于关闭位置时，蒸汽进汽压力与压缩弹簧（54）、（55）、（56）和（57）的作用力一起通过阀杆把每一个阀门紧紧地关闭在它的阀座上。

预启阀（14）由2部分组成，通过安装在阀杆（12）内部的弹簧弹性压紧在主阀上，关闭时能与主汽阀（9）内部的阀座较好的同心。阀杆（12）移动并打开主汽阀（9）时，预启阀（14）首先开启。之后，阀杆（12）顶在阀碟套筒的底座“X”上，开启主阀（9）。主阀（9）全开时，主汽阀套筒（22）的上端面顶在阀杆套筒（23）的下端面上，防止蒸汽沿阀杆泄漏。阀杆密封由紧配合的套筒（25）组成，如图所示带有适当的漏汽口。这些漏汽口与根据运行条件所确定的低压区域相连接。（如系统图所示）。当阀处于如图3所示关闭位置时，阀杆导向块（28）的底部顶在阀杆套筒（23）的底座“Y”上，防止蒸汽沿阀杆泄漏。圆筒型的蒸汽滤网作为阀盖（a）（b）的一部分，环绕在阀的周围。

2.3调节阀及蒸汽室

蒸汽室主汽调节阀体是整体Cr-Mo合金钢锻件。机组有两个结构相同的蒸汽室，分别位于机组两侧，蒸汽通过主汽阀进入独立控制的调节阀，控制高压缸进汽。

每一个蒸汽室有2个调节阀，每个调节阀都由各自的执行机构控制。每个阀都是单座结构。每个调节阀被蒸汽所包围，其压力近似主汽压力。如图所示，阀设计成两部分，阀蝶和阀杆活动连接。调节阀

杠杆（53，54）通过连杆（59）（35），销（43），特制螺母（37）和套筒（36）与阀杆（17）相连接，当油动机的活塞向上移动就打开调节阀，向下移动就关闭调节阀。杠杆和销（3）连接，通过连杆（60）和销（4）与弹簧室（e）相连。阀杆密封包括一个紧配合的导向套筒（C，D-1）和在阀盖中的套筒（18，19）。套筒带有适当的泄漏口，高压漏汽口与高压排汽区连接，低压漏汽口与汽封冷凝器相连。压缩弹簧（50，51，52）在所有时间内都给每个阀门施以关闭的力。弹簧（50，51，52）力向下作用在弹簧座（47）上，以克服不平衡的力并提供一个可靠的关闭阀门的力。

2.4主汽调节阀的支撑

蒸汽室主汽阀体支架安装在底板（3）和（4）上，底板（3）和（4）通过地脚螺栓和点焊的方式固定在基础上。蒸汽室主汽阀体靠近主蒸汽进汽侧通过挠性板（a）和连接套筒（d）支撑，挠性板（a）通过螺栓固定在底板上。蒸汽室主汽阀体另一端通过挠性板（b）支撑，挠性板（b）通过螺栓和销固定在底板上。这种形式的支撑结构防止蒸汽室的横向移动，允许蒸汽室沿轴向膨胀。

2.5主蒸汽进汽管

调节阀出口与通向高中压缸上、下半的主蒸汽导汽管焊接在一起。

1号和2号调节阀出口连接在高压缸上半，3号和4号调节阀出口连接在高压缸的下半。通往高压缸上半的高压导汽管设有法兰，使检修时能够拆卸高中压缸上半。

图8 主汽阀支撑

3.大气阀

3.1 概述

大气阀装于汽轮机低压缸两端的汽缸的上半上，其用途是当低压缸的内压超过其最大设计安全压力时，自动进行危急排汽。

3.2 结构

如图所示，大气阀安装在汽缸上半，并用28个螺栓固定在汽缸法兰上。它包括一个薄的铅板（5），被压紧在垫片（6）和阀盖（7）之间的外密封面上，也被螺钉和环夹（2）压紧在圆板（1）的内密封面上，圆板（1）对着外部大气，由阀盖（7）固定，见图A-A视图。

如果排汽压力升高到超过预定值，圆板（1）被向外压，使铅板（5）在环夹外缘和阀盖内缘之间被剪断。铅板的断裂，使汽轮机后汽缸内的压力降低，蒸汽沿汽缸向上喷出。阀盖（7）可防止铅板、圆板和环夹飞出伤人和损坏设备。外径处的罩板引导汽流向上喷出。

铅板（5）与一个自动低真空跳闸机构相连接。当排汽压力升高到预定点时，自动低真空跳闸机构使汽轮机停机。铅板（5）断裂时低压缸内压为0.034～0.048Mpa(g)。

低真空跳闸机构见单独的说明书。

图10 大气阀