660MW汽轮机技术介绍
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660MW超临界空冷汽轮机
3. 防止蒸汽漏入大气 采用略小于大气压力的轴封抽汽(通常 维持690Pa的负压，允许范围为500～750Pa的负压 ）
迷宫式汽封中蒸汽压力下降图
蒸汽在迷宫式汽封中的膨胀过程
各汽源的调节阀压力整定值
在正常运行时，靠高中压缸两端轴封 漏汽作为低压缸两端的轴封供汽，不 需另供轴封用汽，这种系统叫做自密 封系统。
下降，油膜将难以形成；
但粘度太大，会使油的
分布不均匀，增大摩擦
二、径向支撑轴承
损失 ，减小偏心距。
F
G为重力； F为油膜
F’ F2 F1
o
支撑的合
力。
o1
G=F
G
G
一旦出现扰动，则合垂直方向，前者使轴回到原中心 位置，而后者使轴颈绕原中心位置o涡动，经计算其涡动 频率为转速的一半
大型汽轮机汽缸结构
一、采用双层缸结构
双层缸的优缺点: 缸壁内外表面之间的温度差较小。 气缸壁和法兰厚度较薄。 贵重金属材料消耗少。 结构复杂，零件增多。 内缸承受蒸汽的温差小、压差大，而外缸承受的温差大、压
差小。因此内缸壁中温度梯度不大，引起的热应力较小；外 缸承受大温差，但由于缸壁承压小，在工况变化过程中，能 承受较大的热应力。 将一定压力的蒸汽引入夹层，使蒸汽的总压差、温差分别由 内、外壁承担。减小单层汽缸壁厚、法兰厚度，减小热应力
汽缸
汽缸的作用是将汽轮机的通流部分与大气隔开，将蒸 汽包容在汽缸中膨胀做功，完成其能量转换过程。
汽缸内部装有喷嘴室、喷嘴、隔板套、隔板和汽封等部 件。分成高压缸、中压缸和低压缸。
一般汽缸都是上下缸结构，中间通过法兰螺栓连接 但大机组、尤其是超临界机组高压缸为了减小热应力，采用 了一些其它方式。 西门子公司： 外缸为圆筒形结构；内缸有中分面，用螺栓固 定；内缸受外缸约束、定位。 石洞口二电厂（ABB）、元宝山电厂等 内缸无法兰螺栓，而采用7只钢套环将上下缸热套紧箍成一圆 筒，仅在进汽部分加四只螺栓来加强密封。 同时外缸可采用较薄的法兰和细螺栓，减小对汽机启停的限 制。
迷宫式汽封中蒸汽压力下降图
蒸汽在迷宫式汽封中的膨胀过程
各汽源的调节阀压力整定值
在正常运行时，靠高中压缸两端轴封 漏汽作为低压缸两端的轴封供汽，不 需另供轴封用汽，这种系统叫做自密 封系统。
下降，油膜将难以形成；
但粘度太大，会使油的
分布不均匀，增大摩擦
二、径向支撑轴承
损失 ，减小偏心距。
F
G为重力； F为油膜
F’ F2 F1
o
支撑的合
力。
o1
G=F
G
G
一旦出现扰动，则合垂直方向，前者使轴回到原中心 位置，而后者使轴颈绕原中心位置o涡动，经计算其涡动 频率为转速的一半
大型汽轮机汽缸结构
一、采用双层缸结构
双层缸的优缺点: 缸壁内外表面之间的温度差较小。 气缸壁和法兰厚度较薄。 贵重金属材料消耗少。 结构复杂，零件增多。 内缸承受蒸汽的温差小、压差大，而外缸承受的温差大、压
差小。因此内缸壁中温度梯度不大，引起的热应力较小；外 缸承受大温差，但由于缸壁承压小，在工况变化过程中，能 承受较大的热应力。 将一定压力的蒸汽引入夹层，使蒸汽的总压差、温差分别由 内、外壁承担。减小单层汽缸壁厚、法兰厚度，减小热应力
汽缸
汽缸的作用是将汽轮机的通流部分与大气隔开，将蒸 汽包容在汽缸中膨胀做功，完成其能量转换过程。
汽缸内部装有喷嘴室、喷嘴、隔板套、隔板和汽封等部 件。分成高压缸、中压缸和低压缸。
一般汽缸都是上下缸结构，中间通过法兰螺栓连接 但大机组、尤其是超临界机组高压缸为了减小热应力，采用 了一些其它方式。 西门子公司： 外缸为圆筒形结构；内缸有中分面，用螺栓固 定；内缸受外缸约束、定位。 石洞口二电厂（ABB）、元宝山电厂等 内缸无法兰螺栓，而采用7只钢套环将上下缸热套紧箍成一圆 筒，仅在进汽部分加四只螺栓来加强密封。 同时外缸可采用较薄的法兰和细螺栓，减小对汽机启停的限 制。
北重660MW汽轮发电机介绍100页
1.3 采用成熟技术，先进软件，重视科研试验。
➢ 采用成熟技术，以引进的转子副槽通风定子全出风330MW 水氢氢机型为自有核心技术来开发，进行系列化设计，并用 自有的DC1D程序进行电磁计算。
➢ 应用三维软件Autodesk Inventor动态模拟安装，可进行结 构合理性检验及方便专题技术讨论;广泛应用了目前先进的 ANSYS、Magnet、Flowmaster等大型专业软件进行有关的 计算和分析。
3、特点介绍
3.特点介绍
3.特点介绍
3.1.4 通风系统
独特的转子副槽通风定子全出风的风路设置，转子副槽轴-径向通风，紊流风
道；副槽底部倾斜，匹配直线部分的风量，使温度场均匀。
3.特点介绍
紊 流 风 道 及 倾 斜 副 槽 底 部
3.1.5 轴密封
密封瓦采用组合式单流 环结构，每套密封瓦由 氢侧环和空侧环组成， 每个环由四瓣组成。密 封瓦的两个环通过固定 在密封瓦座上的两根弹 簧拉紧在一起，随动性 好，无卡塞现象，密封 可靠。
国标要求 ≥ 5.91 s
失磁异步运行能力： 264MW 15min
定子绕组出水最高温度：72℃
国标要求≤85℃
定子铁心最高温度： 85℃
国标要求≤120℃
转子绕组平均温度： 102℃
国标要求≤120℃
一阶临界转速：
879 r/min
二阶临界转速：
2406 r/min 国标要求避开额定转速±10%
强励倍数：
1、开发历程
1.2 组建以老专家领衔的产品开发技术团队
➢ 2019年北重在公司的战略决策下，开始统筹规划，缜密安排，科 学规范地从技术开发建议书开始进入了设计阶段，各个阶段都进行 了严格的审查和评审，各项技术务求以科学的方法落实，如进行大 量的科研和先行性试验验证等。
➢ 采用成熟技术，以引进的转子副槽通风定子全出风330MW 水氢氢机型为自有核心技术来开发，进行系列化设计，并用 自有的DC1D程序进行电磁计算。
➢ 应用三维软件Autodesk Inventor动态模拟安装，可进行结 构合理性检验及方便专题技术讨论;广泛应用了目前先进的 ANSYS、Magnet、Flowmaster等大型专业软件进行有关的 计算和分析。
3、特点介绍
3.特点介绍
3.特点介绍
3.1.4 通风系统
独特的转子副槽通风定子全出风的风路设置，转子副槽轴-径向通风，紊流风
道；副槽底部倾斜，匹配直线部分的风量，使温度场均匀。
3.特点介绍
紊 流 风 道 及 倾 斜 副 槽 底 部
3.1.5 轴密封
密封瓦采用组合式单流 环结构，每套密封瓦由 氢侧环和空侧环组成， 每个环由四瓣组成。密 封瓦的两个环通过固定 在密封瓦座上的两根弹 簧拉紧在一起，随动性 好，无卡塞现象，密封 可靠。
国标要求 ≥ 5.91 s
失磁异步运行能力： 264MW 15min
定子绕组出水最高温度：72℃
国标要求≤85℃
定子铁心最高温度： 85℃
国标要求≤120℃
转子绕组平均温度： 102℃
国标要求≤120℃
一阶临界转速：
879 r/min
二阶临界转速：
2406 r/min 国标要求避开额定转速±10%
强励倍数：
1、开发历程
1.2 组建以老专家领衔的产品开发技术团队
➢ 2019年北重在公司的战略决策下，开始统筹规划，缜密安排，科 学规范地从技术开发建议书开始进入了设计阶段，各个阶段都进行 了严格的审查和评审，各项技术务求以科学的方法落实，如进行大 量的科研和先行性试验验证等。
660MW超超临界汽轮机(三缸)
1029mm自带围带末级动叶片 高效全三维自带围带反动式高、中、低压叶片 三胞胎调节级动叶片 12%Cr钢转子锻件 12%Cr钢高中压内缸、喷嘴室铸件 中压转子的冷却蒸汽系统 高压和中压排汽涡壳最优设计，最小的压力损失 低压全三维设计的排汽缸 防固粒腐蚀的有效措施 防低频振动的有效措施 高温材料具有高的抗蠕变强度特性
冷却室可以在汽轮机停机后降低汽轮机上缸的金 属温度，进而就能防止上缸和下缸之间出现大的温差。 停机后满足以下三个条件，才可提供冷却空气 ：
a.上缸和下缸之间的金属温度差≥0℃； b.盘车运行； c.调节级出口金属温度≥250℃。
1029mm末级动叶片的低压缸模块
末级静叶采用弯扭加前掠 弯扭静叶片
转子冷却蒸汽系统
转子蒸汽冷却试验
调节级喷嘴
子午面收缩 表面渗硼 固粒腐蚀下降为原材料0.2
焊接喷嘴 刚性好热应力小 热膨胀性好
高中压缸结构特点：
调节级动叶片
三胞叶片，高强度
多层缸设计
弹性密封
热膨胀性能好 运行时无泄漏
高 压 进 汽
全三维反动式自带围带叶片
静叶
动叶
上汽缸冷却系统
汽轮机停机以后，由于下缸冷却较快，故上缸和 下缸之间存在温差，会引起引汽缸变形，俗称“猫 背”。由于汽缸下半向上变形，转子轴向中央部位附 近和汽缸下半发生接触，导致汽封齿碰磨。特别是多 次启停机组后会导致机组下半汽封片磨损严重，甚至 引起转子的磨损，导致通流间隙不断增大，进而影响 机组效率。因此为了降低停机后汽缸上下温差，在汽 缸上半设置了冷却腔室，如下图所示：
mm
17 通流级数：
18 高压缸
级
19 中压缸
级
20 低压缸
级
21 机组外型尺寸（长、宽、高）
冷却室可以在汽轮机停机后降低汽轮机上缸的金 属温度，进而就能防止上缸和下缸之间出现大的温差。 停机后满足以下三个条件，才可提供冷却空气 ：
a.上缸和下缸之间的金属温度差≥0℃； b.盘车运行； c.调节级出口金属温度≥250℃。
1029mm末级动叶片的低压缸模块
末级静叶采用弯扭加前掠 弯扭静叶片
转子冷却蒸汽系统
转子蒸汽冷却试验
调节级喷嘴
子午面收缩 表面渗硼 固粒腐蚀下降为原材料0.2
焊接喷嘴 刚性好热应力小 热膨胀性好
高中压缸结构特点：
调节级动叶片
三胞叶片，高强度
多层缸设计
弹性密封
热膨胀性能好 运行时无泄漏
高 压 进 汽
全三维反动式自带围带叶片
静叶
动叶
上汽缸冷却系统
汽轮机停机以后，由于下缸冷却较快，故上缸和 下缸之间存在温差，会引起引汽缸变形，俗称“猫 背”。由于汽缸下半向上变形，转子轴向中央部位附 近和汽缸下半发生接触，导致汽封齿碰磨。特别是多 次启停机组后会导致机组下半汽封片磨损严重，甚至 引起转子的磨损，导致通流间隙不断增大，进而影响 机组效率。因此为了降低停机后汽缸上下温差，在汽 缸上半设置了冷却腔室，如下图所示：
mm
17 通流级数：
18 高压缸
级
19 中压缸
级
20 低压缸
级
21 机组外型尺寸（长、宽、高）
660MW机组介绍ppt (2)
转子力矩自平衡特性
M d M f Mem Id / d
M d Pd / GHt /
M f Mem A B
2
中间再热对调节特性的影响及改进措施
汽轮机控制系统的发展
• 1、最早：机械式、液压调节系统 MHC • 2、60年代初：电液调节系统 EHC即EHC与MHC 并存。执行机构采用液压伺服机构，运算部件采 用电子元件组成。早期由于电子元件可靠不高， 故采用二者并存。 • 3、60年代中：模拟电液系统AEH，即纯电调(60 年代末以模拟电路为主)。 • 4、80年代及以后：数字电液控制系统DEH或MEH 。 早期的DEH系统多以小型计算机为核心构成。当 微机为基础的DCS分散控制系统出现后，DEH就逐 渐转向由DCS组成
6 动平衡计算: 具有多种平衡计算方法; 具有多平面、多测点、多转速计算方 法。 7 时序分析: 对重要开关量严格区分动作先后时序,分辨率为小于1ms。 8 事件列表: 记录每一事件的详细资料 9 数据管理和传输 自动存储数据，形成历史数据库、升降速数据库、黑匣子 数据库等；实时显示数据存储状态，异常时要提示用户；各种类型的数据库可以 有选择的进行备份，并提供备份手段； 10 报表打印: 可定时打印运行报表、自动打印操作记录、屏幕拷贝等。 11 完善的帮助系统 齐全的系统操作说明；提供典型的故障案例，故障图谱 的实例讲解。 12 具备远程通讯及管理，提供振动咨询（两年内免费）。 13 提供与SIS和DCS的网络的通讯接口，并遵从SIS和DCS网络供货商对于 数据通讯软件、硬件的要求，负责与SIS和DCS网络供货商配合，最终保证两个 系统无缝连接。 14 能灵活地进行通道、数据存储等配置，并能实时在线配置，且不影响数 据采集，每一个通道能自动适应（位移、速度、加速度传感器）各种信号类型； 允许设置不同管理权限的用户；自动生成系统日志。
M d M f Mem Id / d
M d Pd / GHt /
M f Mem A B
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中间再热对调节特性的影响及改进措施
汽轮机控制系统的发展
• 1、最早：机械式、液压调节系统 MHC • 2、60年代初：电液调节系统 EHC即EHC与MHC 并存。执行机构采用液压伺服机构，运算部件采 用电子元件组成。早期由于电子元件可靠不高， 故采用二者并存。 • 3、60年代中：模拟电液系统AEH，即纯电调(60 年代末以模拟电路为主)。 • 4、80年代及以后：数字电液控制系统DEH或MEH 。 早期的DEH系统多以小型计算机为核心构成。当 微机为基础的DCS分散控制系统出现后，DEH就逐 渐转向由DCS组成
6 动平衡计算: 具有多种平衡计算方法; 具有多平面、多测点、多转速计算方 法。 7 时序分析: 对重要开关量严格区分动作先后时序,分辨率为小于1ms。 8 事件列表: 记录每一事件的详细资料 9 数据管理和传输 自动存储数据，形成历史数据库、升降速数据库、黑匣子 数据库等；实时显示数据存储状态，异常时要提示用户；各种类型的数据库可以 有选择的进行备份，并提供备份手段； 10 报表打印: 可定时打印运行报表、自动打印操作记录、屏幕拷贝等。 11 完善的帮助系统 齐全的系统操作说明；提供典型的故障案例，故障图谱 的实例讲解。 12 具备远程通讯及管理，提供振动咨询（两年内免费）。 13 提供与SIS和DCS的网络的通讯接口，并遵从SIS和DCS网络供货商对于 数据通讯软件、硬件的要求，负责与SIS和DCS网络供货商配合，最终保证两个 系统无缝连接。 14 能灵活地进行通道、数据存储等配置，并能实时在线配置，且不影响数 据采集，每一个通道能自动适应（位移、速度、加速度传感器）各种信号类型； 允许设置不同管理权限的用户；自动生成系统日志。
高效660MW超超临界空冷汽轮机结构特点
压力分布图
XY平面压力分布
YZ平面速度矢量图
14
660MW高效超超临界空冷汽轮机
2.2 高压缸模块主要部件结构特点
（3）第一级横置静叶
高压缸第一级静叶片采用轴向布置 形式，以配合切向蜗壳全周进汽形 式； 第一级采用了冲动式叶片级，第一 级静叶后温度降低20℃，从而降低 第一级叶轮和转子表面的温度，为 高压பைடு நூலகம்子提供有利的工作条件。 提高第一级的级效率。
660MW超超临界空冷 汽轮机技术介绍
工程技术部 2015年04月
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660MW高效超超临界空冷汽轮机
汽轮机主要技术规范
序号 1 项 目 机组型式 单位 数值 超超临界，一次再热，单轴、 三缸两排汽、空冷凝汽式
2
3 6 7 8 9 10 11
汽轮机型号
660MW汽轮机概述
3、机组的输出功率
（1）铭牌输出功率
机组的铭牌输出功率为660MW（当采用静态励磁 时，应扣除静态励磁所消耗的功率，扣除非同轴 驱动的润滑油泵、发电机密封油泵所消耗的功 率）。由于给水泵是由小汽轮机驱动，因此机组 还应能满足给水泵汽轮机用汽需要。
（2）机组工况定义
铭牌工况（或称能力工况TRL） 主蒸汽、再热蒸汽参数为额定值；蒸汽品质满足规定的要求；
下图为井冈山电厂二期660MW超超临界汽轮机组
１、汽轮机型号、型式
（1）汽轮机型号：N660－25/600/600 （2）汽轮机型式：超超临界、一次中间再热、三 缸四排汽、凝汽式
（3）调节系统型式：DEH－III （4）旋转方向：自汽轮机向发电机看为逆时针方 向
（5）汽轮机回热级数：8级（三台高加、一台除氧 器、四台低加）
汽轮机低压缸排汽平均背压为11.8kPa； 补给水率为3%； 全部回热系统正常运行，但不带厂用辅助蒸汽；
满足额定给水温度；
汽动给水泵满足额定给水参数；
在额定电压、额定频率、额定功率因数0.9（滞后）、额定氢 压、发电机冷却器冷却水温为38℃时，发电机效率为98.95%。 上述工况条件下，汽轮发电机组在寿命期内任何时间都能安 全连续运行，发电机输出铭牌功率660MW（当采用静态励磁 或不与汽机同轴的电动主油泵时，扣除各项所消耗的功率）， 此工况称为铭牌工况（TRL），此工况下的进汽量称为铭牌 进汽量。此工况为出力保证值的验收工况。
（6）机组级数： 热力级数：21级；结构级数：42级 （7）低压末级叶片高度：1016mm （8）给水泵驱动方式：2×50％容量小汽轮机驱动
2、主要参数 （1）汽轮机功率： 额定功率660.0MW； 最大功率705.4MW （2）汽机主汽阀前 额定压力25MPa 额定温度600℃ （3）中压联合汽门前 额定压力4.657MPa 额定温度 600℃ （4）额定背压：4.9kPa （5）最终给水温度 292.9℃ （6）额定转速：3000rpm （7）允许电网周率变动：47.5～51.5Hz
660MW超超临界汽轮机(三缸)
660MW超超临界汽轮机(三缸)随着能源需求的不断增长，传统的火力发电已经无法满足能源供应的需求。
超超临界汽轮机作为一种新型的发电设备，具有高效率、低排放的特点，成为发电行业的重要方向之一。
超超临界技术简介超超临界技术是指在常规火力发电设备的基础上，通过提高工作流体的压力和温度，使其达到超过临界点的状态。
这种状态下的工作流体具有更高的热效率和更低的排放。
超超临界汽轮机在提高发电效率的，还能减少二氧化碳等有害气体的排放。
660MW超超临界汽轮机(三缸)的特点660MW超超临界汽轮机是一种三缸式的发电设备，具有以下特点：1. 高效率：通过采用超超临界技术，该汽轮机可以达到更高的热效率，提高发电效率，降低燃料消耗。
2. 低排放：超超临界汽轮机在燃烧过程中排放的二氧化碳等有害气体较少，对环境的影响较小。
3. 稳定性好：该汽轮机采用三缸式结构，可以更好地平衡各个缸的工作状态，提高整机的稳定性和可靠性。
4. 减少水的消耗：超超临界汽轮机采用闭式循环，可以减少对水的消耗，更加环保节能。
5. 多用途：超超临界汽轮机不仅可以用于发电，还可以用于工业生产过程中的动力输出。
应用前景660MW超超临界汽轮机的应用前景广阔。
随着国内外能源需求的持续增长，超超临界汽轮机将成为发电行业的主流技术。
其高效率、低排放的特点符合环境保护的要求，也能够满足能源供应的需求。
小结660MW超超临界汽轮机(三缸)是一种具有高效率、低排放的发电设备。
通过提高工作流体的压力和温度，它能够达到超过临界点的状态，提高发电效率，降低燃料消耗。
超超临界汽轮机在发电行业的应用前景广阔，将成为推动清洁能源发展的重要技术之一。
660MW机组介绍ppt (3)
各控制站调节阀整定和运行情况
汽封母管 压力 MPa 0.124 0.127 0.130 0.118 0.118 高压汽源 控 制站 关闭 关闭 关闭 打开并调 节 打开并调 节 辅助汽源 控 制站 打开并调 节 打开并调 节 关闭 关闭 关闭 溢流控制 站 关闭 关闭 打开并调 节 关闭 关闭
运行状态
约95～99kPa(a)
高低压缸轴端密封示意图
低压缸轴端平齿汽封
高中压间轴封
高压后轴封
4.自密封系统及运行 系统组成及主要设备 ： 轴封系统对辅助蒸汽参数的要求： 蒸汽压力：0.588～0.784 MPa 温度：冷态启动约150～260℃；热态启动约 208～375℃ 轴封系统的启动 ： 1）盘车、冲转及低负荷阶段 ：汽封供汽来自辅 汽，供汽母管压力维持在0.124MPa(a) 2）25%－60％TRL负荷阶段 ：由再热冷段提 供，也可以继续使用辅助蒸汽，并自动维持供汽 母管压力0.127MPa（a）。
欧共体制定了“THERMIE AD 700” 先进燃煤火电机组的发展计 划，联合开发 37.5MPa／700／700℃的超超临界火电机组，其效 率达52-55％。重点是高温镍基合金的研发，解决高温强度、高温 腐蚀、高温氧化难题 。
超临界机组的经济性 • 16.7/538/538 亚临界机组供电热效率为38%，发 电煤耗为325 g/KW.h • 24.1/538/538 超临界机组供电热效率为41%，发 电煤耗为310 g/KW.h • 玉环 26.25/600/600 超超临界机组供电热效率为 45.4%，发电煤耗为270.6 g/KW.h 。
3）60%TRL以上 ：当蒸汽母管压力升至 0.130MPa(a)时，所有供汽站的调节阀自动关闭， 溢流站调节阀自动打开，将多余的蒸汽通过溢流 控制站排至汽机侧8#低压加热器。若8#低压加热 器事故或停运，可将多余蒸汽排至凝汽器。至此， 汽封系统进入自密封状态，母管压力维持在 0.130MPa(a)，正常运行时应关闭再热冷段管路上 电动截止阀。 4）机组甩负荷时 :用符合温度要求的备用辅助 汽源 ，否则用主汽汽源 。 5）所有运行工况下的温度调节：维持低压汽封 温度在121～177℃。
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通流部分叶片级的详 细逐级热力计算 汽轮机热力系统热平 衡计算 供通流部分叶片级设 计用参数 机电炉参数协调 用户及电厂设计
信息输出 热平衡图自动绘制 性统
通流部分自动 优化设计系统 叶型及叶片 数据库 典型的结构 设计准则 各种气动及 强度程序 通流部分自动设计程序 自动决定尺寸及叶型 各种叶片气动及 强度计算程序 叶片及隔板参数化 CAD程序
STC引进并形成的现代汽轮机技术开发体系
两个15年向三菱技术转让 90年代十年的联合开发 西门子-西 屋公司现 代汽轮机 技术体系 1996-2005年 所有超临界技术产品 向STC技术转让 日本三 菱MHI
MHI600MW超临界 等四个产品-1998年 STC合 资公司
高效超临界汽轮机产品发展的技术路线
三 三 技 技 术 术 路 路 线 线 结 结 构 构 特 特 点 点
世界超临界汽轮机的发展
第一次大规模发展
美国西屋,GE首先发展超临界机组（50-70年代） 1959年，GE公司第一台125MW 31/621/566/538 1975年已停运。 1959年，西屋310MW-34.5/649/566/566,至今仍在 运行。世界运行时间最长的超临界机组。 西屋共计生产了60余台，其中11台为两次再热,5台 温度达到593°C以上。
低压通流部分
LP:BB0474C
7 级压力级，整体围带动叶片 静叶片全马刀型设计，前端动叶马刀 全三元气动设计
马刀型静叶片与隔板
全三元气动 设计技术
低压缸设计特点 （双流）
改进的单层低压内缸 设计，加强内缸刚性 1050mm末级叶片
更合理的撑筋支撑，加强外缸刚性
低压长叶片采用ILB设计
典型设计参数：
组（1987-1997的JDP计划Join Development Program）：
• 1996-2001年超临界技术转让给韩国
* 2001年,TEEAN 两台 550MW超临界机组投运.
STC发展超临界汽轮机的技术准备
1. 唯一曾二次引进超临界技术
1987年引进ABB超临界高压缸技术 1996年开始,全面引进西门子-西屋超临界技术
B191(600MW)
可门#1、#2 珠海#3、#4 贵港#1、#2 福州江阴#1、#2 襄樊#1、#2 广东阳西 广东阳西 广东惠东#1、#2 广东揭阳 黄金埠#1、#2 华电宿州#1、#2 可门二期
192(660MW) 黄岛#5、#6 潍坊#3、#4 丰城#3、#4 新乡宝山#1、#2 日照二期
低压缸积木块BB074
西门子-西屋-三菱传统的 三种标准50HZ低压积木块之 一, 有大量的运行业绩. 国内在300/600MW机组中 已有180多台业绩
按排汽容积流量(背压及排汽量)选配二种不同的长叶片（排汽面积): 905mm/ 7.52m2 , 1050mm/ 9.2m2 轴承形式： 原Φ483，圆柱瓦，1999年禹州开始可倾瓦 Φ508- Φ584 超临界：LEG Φ508轴承 末级转子根径:1737mm
加热器级数 ： 8 级 TRL工况背压/出力： 11.8kPa/660MW VWO工况流量/出力： 2102t/h/739MW 额定功率 主汽门前蒸汽额定压力 主汽门前蒸汽额定温度 再热汽门蒸汽额定温度 工作转速 结构型式 机组总长 通流级数 660 MW 24.2 MPa（a） 566℃ 566℃ 3000 r/min 单轴、一次中间再热、三缸四排汽、凝汽式 ~27.7m（包括罩壳）（ 27.7×11.5 ×7.93 ） Ⅰ+11+8+2×2×7 T-MCR工况出力： 711MW THA工况背压/热耗： 4.9kPa/7523kJ/kW.h
395 390 385 380 375 370 365 2000 2001 2002 年份 2003 2004 2005
374
平均供电煤耗比 发达国家高30～ 60g/(kW.h)
煤耗(g/kW.h)
能源工业是国民经济的支柱和基础，一个充分、稳定的能源供 给是整个社会经济可持续发展的基本条件 发展超（超）临界蒸汽参数的火电机组是实现这一任务的方向 之一。目前以铁素体材料的机组蒸汽参数已经可以达到压力25— 30MPa，温度600—620℃的水平。经过几十年的发展，超临界 技术已是世界上先进，成熟和唯一达到商业化规模应用的洁净 煤发电技术。近十年在欧洲和日本已推广应用并取得了显著的 节能和改善环境的效果。 400
41个成熟 的汽轮机 积木块,覆 + 盖功率 130MW1300MW
积木块设计及应用原则
高中压积木块适应一定流量或功率范围 ** 只需改变叶片通流尺寸. ** 其它部件均可保持不变 低压积木块按容积流量(流量及背压)选取 (流量及背压)选取 ** 通流部分及所有部件均可保持不变 在其它机组应用的经验保证可靠性 ** 相同的膨胀滑销系统 ** 相同的 阀门/管道/ 汽缸/ 转子/轴承 ** 相同的轴系振动特性 ** 相同的辅助系统
超临界汽轮机的排汽湿度特性
温度°C P0=25MPa P0=31MPa 566/566 0.8978 0.888 566/580 0.9023 0.8927 580/580 0.9028 0.893 580/600 0.9091 0.8997 600/600 0.9098 0.9003
进汽压力25MPa，再热600°C的排汽湿度才与亚临界 16.7/538/538(0.9069)相同。 降低湿度，应尽量提高再热温度。 采取有效的去湿技术。
STC 两缸两排汽600MW超临界空冷机组
二 二 产 产 品 品 系 系 列 列 介 介 绍 绍
共计4台定单。（首台预计年内在兆光投运）
STC三缸四排汽600~660MW超临界机组
共计68台定单。（已经投运34台） 有538/566，566/566（4.9/5.4），660MW四 种机型
STC 三缸四排汽600MW亚临界空冷机组
无中心孔转子 排汽涡壳CFD设计
• 高压级数：11级 中压： 8级 • 轴承：跨度6124mm，2个LEGφ405轴承
高中压通流部分：
中压马刀设计规 范：与中科院合 高效侧装整体围带高 中压动叶 作，完善技术体 系成果之一
高强度三联 体调节级
无中心孔 转子
优化、高 效动静叶 全马刀、 整体围带 动叶
煤 耗 (g/kW.h)
我国目前的发电建设前景决定。
350 300 250 200 150 100 50 0 超高压 亚临界
300 256~278
超临界
超超临界
机组类型
进汽压力温度对机组经济性的影响
主汽压力对热耗修正曲线（不同主汽温度下） 0
-50
566℃/566℃
热耗 （kJ/kW.h)
-100
190
600 24.2 538 566
191
600
B191适用于高
背压 600
192
660 24.2 566 566
超临界、一次中间再热、三缸四排汽、单轴、凝汽式 24.2 24.2 566 566 566 566 8级：3高+4低+1除氧
4.9 5.88 4.9 4.9 279.7 278.6 279.9 279.3 3000 3000 3000 3000 1050 905 1050 1050 47.5~51.5 47.5~51.5 47.5~51.5 47.5~51.5 N600N600N660N60024.2/566/566 24.2/566/566 24.2/566/566 24.2/538/566 为每台机组配置2台50%容量汽动给水泵和1台30%容量电动给水泵 超临界、一次中间再热、三缸四排汽，高中压合缸，湿冷凝汽式汽轮 机，B191机组末级叶片905mm, 其他机组均采用1050mm末级叶片.
IP
HP
高中压部分结构特点
高中压合缸结构, 包含高、中压内缸，降低外缸的工 作温度、压力 高中外压缸采用高窄法兰、下猫爪支撑、汽缸与轴 承座间有定中心梁 高中压转子为整锻、无中心孔转子 反动式，轴向间隙大 推力自平衡,有三档平衡活塞 所有平衡螺塞均不需要揭缸即可安装 进汽、抽汽插管与内缸、外缸之间采用密封环结构 保证密封
上海电气660MW等级超临界汽轮机技术介绍
2007年12月
介绍内容
一、机组项目背景 二、产品系列介绍 三、技术路线机组结构 四、超临界VS亚临界 五、小结
我国的能源结构决定了以煤为主的火力发电格局。
一 一 项 项 目 目 背 背 景 景
我国火电发电机组中高效、清洁的火电机组比例偏 低，结构性矛盾突出 提高燃煤机组效率，节约一次能源的消耗，降低污 染物的排放是当前世界能源工业可持续发展的永恒主 题，更是我国火力结构调整的首要任务。
自主创新、独立的知识产权为主 使用成熟、有业绩的汽轮机积木块 采取一系列先进技 业主要求 术提高经济性、可靠性、 运行灵活性
采用已有机组 成熟可靠的先进技术
积木块设计方法
超临界600MW等级 汽机组
网络化管理的汽轮机热力设计系统
任务管理程序： 任务登记 输入输出信息归档 查询及调用 综合热力计算程序
以市场需求为抓手，日益完善技术体系，开发多样化高端产品，供用户选择。
业绩表
参数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 190(600MW) 利港#1 利港#2 利港#3 利港#4 191(600MW) 镇江#1、#2 太仓#7、#8 沙洲#1、#2 常州#1、#2 乐清#1、#2 乐清#3、#4 湘潭#1、#2 华能石洞口#3、#4 费县#1、#2 常州二期 益阳二期#1、#2 铜陵一期#1、#2 田集#1、#2 黄骅#3、#4
566℃/580℃
580℃/580℃
-150
580℃/600℃
-200
600℃/600℃
-250 24.5