300MW汽轮机本体结构及效益分析
阿尔斯通300mw汽轮机本体
阿尔斯通300mw汽轮机本体2. 汽轮机本体2.1 汽轮机本体结构阿尔斯通30万千瓦级汽轮机本体结构，有其自己的特点，由于本体结构上的众多特点，构成了阿尔斯通汽轮机独特的启动方式和运行特性。
本体结构大体上和通常机组一样由转动部分和固定部分组成。
转动部分主要有:叶片、叶轮、主轴和联轴器等部件;固定部分主要有:汽缸、蒸汽室、喷嘴组、隔板、隔板套、汽封、轴承、轴承座和机座等部件组成。
本体部分结构详见附图:汽轮机通流部分纵剖面图。
2.1.1 汽缸汽轮机组的汽缸设计，分高压缸、中压缸和低压缸三缸结构布置。
汽轮机由蒸汽的热能转变成旋转机械能的热力过程就在这三个汽缸内进行的。
汽轮机组各缸结构特性详见表2—1:表2—1特高压缸中压缸低压缸性内、外缸双层结构中分内、外缸双层结构中分内、外缸双层结构中结面对开，上、下缸用螺面对开，上、下缸用螺分面对开，上、下缸构栓联接。
栓联接。
螺栓联接。
铸件加工铸件加工钢板焊接后加工级 l个调节级 12个压力级 2?5个压力级数 10个压力级中压缸总重72.2吨高压缸总重58.76吨不带转子重55.8吨不带转子重46.48吨低压缸总重211.7吨重中外上缸重15.4吨高外上缸重11.96吨低压上缸重12.02吨量中外下缸重17.41吨高外下缸重12.96吨低压下缸重11.6吨中内上缸重4.25吨内缸重13.6吨中压内缸总重17.88吨内缸为B64J,V 内缸为B64J,V 材 Q235C (法国钢种) (法国钢种) 料 (法国钢种) 外缸为ZG20CrMoV 外缸为 ZG20CrMoV,隔板 12级隔板 2?5级隔板与前9级隔板固定在内缸2?1个隔板套隔 10级隔板上。
前2级隔板固定在上板全部固定在内缸上。
后3级隔板固定在l个隔板套上，后3级隔套隔板套上。
板固定在内缸上。
设置2根导汽管: 导 4根导汽管: 2根导汽管; φ1020 ? 10mm 汽φ244 ? 40mm φ588 ? 30mm 从上部与低压缸相管与4个调速汽门相接与2个调速汽门相接接中压缸总体:高压缸总体: 4851?4010?3200mm5249?2500?2575mm 不带转子中压缸总体:不带转子高压缸总体: 4165?4010?3200mm主 3531?2500?2575mm 中外上缸: 低压缸上缸: 要高外上缸:4080?4010?1500mm 3190?4500?2260mm 尺 3441?2500?ll25mm 中外下缸: 低压缸下缸: 寸高外下缸: 3935 ?4010?2255mm 3190?4186?2350mm3420?2500?1450mm 中压内缸:高压内缸: 1835 ?1910?2200mm2230?1800?1630mm 中压内上缸;1835 ?1900?1100mm排 2根排汽管 2根排汽管 2个排汽口汽φ530mm φ1020?10mm 6320?7500mm 口汽流向下汽流向上汽流向下汽外缸:约65mm 外缸: 60mm 外缸:20mm 缸内缸: 进汽侧约内缸:进口位置最薄处内缸:中段25mm 壁 190mm， 40mm 两侧20mm。
新300MW水氢氢汽轮发电机结构介绍、技术交底
新300MW水氢氢汽轮发电机结构介绍、技术交底一、概述本型汽轮发电机为三相二极同步发电机，由汽轮机直接拖动。
本型汽轮发电机的冷却采用“水氢氢”方式，即定子线圈（包括定子引线，定子过渡引线和出线）采用水内冷，转子线圈采用氢内冷，定子铁心及端部结构件采用氢气表面冷却。
集电环采用空气冷却。
机座内部的氢气由装于转子两端的轴流式风扇驱动，在机内进行密闭循环。
励磁采用“机端变压器静止整流的自并励励磁系统”。
二、总体结构发电机定子机座由三段把合而成，即机座、汽端端罩及励端端罩，三者分别运输至工地，再连接成一整体。
连接处设有橡皮圆密封及气密罩，气密罩在发电机安装时，在现场与机座和端罩相焊接。
四组氢气冷却器水平安装在两端罩的顶部冷却器包内。
循环冷却水管从侧面与氢气冷却器相连接。
内端盖固定在端罩内，风扇导风环则固定在内端盖上，内端盖和导风环采用高强度环氧树脂及高强度玻璃布和玻璃毡模压成型。
内端盖及风扇罩是构成电机风路的主要部件之一，过去一般采用金属件。
由于它们位于定子绕组端部，需考虑放电距离和漏磁场产生的涡流而引起的额外损耗。
采用玻璃钢后，不但降低了损耗，也有利于机组的安全运行。
内外挡油盖、油密封座及过渡环和轴承均固定在端盖上。
励端内外挡油盖、油密封座及过渡环和轴承均设有对地绝缘。
碳刷架与集电环相对应，置于发电机励端。
发电机转子与汽轮机转子之间采用刚性连接，联轴器置于汽轮机轴承箱内。
在碳刷架和稳定轴承处设有隔音罩，隔音罩上开有调整碳刷用的操作门。
隔音罩采用引风式通风结构，冷空气自运行层进入，热空气经风道从运行层部排出。
1、通风冷却发电机以氢气作为主要冷却介质，采用完全密闭循环通风方式，定子绕组采用单独的水冷却系统，而氢气冷却系统，包括风扇和氢气冷却器则完整地置于发电机内部。
发电机采用径向多流式密闭循环通风，定子铁心沿轴向分为71段，各段之间的通风高度为8mm，与机座的相应幅板构成九个风区，其中四个风区为进风区，五个风区为出风区。
国产引进型300MW汽轮机通流部分改造及效益分析
这 些 问题 迫 切需要 通过 技术 改造 彻底解 决 。
双 缸 双排 汽 、单 轴 、反动 式 凝 汽 式 机 组 ，是 上 汽 生
产 的 Ｈ１ ６改 进 优 化 型 （ 屋 改 进 优 化 型 ） ３ ０Ｍｗ ５ 西 ０ 机组 ，型 号为 Ｎ ０ — ６７５ ８５ ８３ ３ ０ １．／３ ／３ Ｉ ￣ 。汽 轮机 通 流部 分
２ 通 流 部 分 改造 方 案
２ １ 改 造 方 案 的确 定 ． 考虑 到 Ｈ１ ６型汽 轮机 低 压 叶片大部 分 已经 为较 ５ 新 型 叶 片 ，更 换 低 压转 子 投 入 大 、收 益 小 ，而上 汽 当时 对 于高 中压 部 分调 节级 逆 流 改 顺 流 方 案 的研 究
Ｋｅ ｗｏ ｄ ：ｓｅ ｍ ｒ ｉ ｅ ｌ ｗ— ａ ｓ ｇ ｎ ｖ ｔ ｎ； ｅ ｔ ｏ ｓ ｍｐ ｉ ｎ ｒ ｔ ； ｅ ｅ ｔ ｎ ｌｓｓ ｙ ｒ ｓ ｔ ａ ｔ ｂ ｎ ；ｆ ｕ ｏ ｐ ｓａ ｅｒ ｏ ａ ｉ ｅ ｏ ｈ ａ ｎ ｕ ｔ ｅ ｂ ｎ ｆ ａｙ ｉ ｃ ｏ ａ ｉ ａ
０ 引言
为积 极 响应 国家 节 能减 排 的 号 召 ，努 力创 造 资
源 节 约型 、环 境 友好 型 企业 ，进 一 步提 高 火 电企 业
组 可以带 ３ ０ＭＷ 负荷 ，经过 ７ ３ ０ＭＷ 满负荷试 ４ ２ｈ ４
运行 ，机 组各项 技术 经济指标 优 良。本文将 介绍汽轮 机通 流部分存 在 的主要 问题 、改造 方案及 改造效果 。
Ａｂｓｒ ｃ ： ｉ ｐ ｒａ ｌ ｚ ｓｔ ｅ ｃ ｕ ｅ ｅ ｄ ｎ ｔ ｅｈｉｈ ｈｅ ｔ ｎ ｕ ｔｏ ｎ ｏ ｆ ｉｎｃ ｆ ｈｅｉ ｏ ｃ ｉ ｓｅ —ｙ ｅ 衙 ｔａ ｔ Ｔｈ ｓｐａ ｅ ｎａｙ ｅ ｈ ａ ｓ ｓｌａ ｉ ｇｔ ｈ ｇ ａ ｏ ｓ ｍｐ ｉ ｎ ａ ｄｐｏ ｒｅ ｃ ｅ ｙ ｏ ｔ ｍｐｏ ｄ ｔ ｐ ３ Ｗ ｏ ｄ ｎ ｉ ｔａ ｔ ｒ ｉ ｅ ｗｉｈ ｄ ａ ａ ｉ ｓ ａ ａ ｅ ｈａ ｓｓ 一 ｉ ｅ ｓｏ ｌ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｎ ｌｄｉｇ ｔ ｅ ００ Ｍ ｃ ｎ ｅ ｓｎｇ ｓｅ ｍ ｕ ｂ ｎ ｔ ｕ ｌ ｃ ｓｎｇ ｎｄ ｄｕ ｌ ｘ ｕ ｔ．３ ｄｍ ｎ ｉｎａ ｔｃ ｎ ｌ ｇ ．ｉ ｃｕ ｎ ｈ ｍｅ ｉ ｉｎ ｃ ｎ ｒ ｃｉ ｇ ｔｐｅ ｇ ｖ ｒ ｉ ｇ ｓａ ｅ ａ ｄ ｂａ ｋ ｂ ｎ ｗｉｔ ｄ ｂｌｄ ｓ ｔｃ ｎ ｑ ｅ，ｓ ｕｓ ｄ ｔ ｅ ｏ ａ ｅ ｈ —Ｐ ｒｄ ａ ｏ ｔａ ｔｎ ｙ ｏ ｅ ｎ ｎ ｔ ｇ ｎ ｃ － ｅ ｔｔ ｓｅ ａ ｅ ｅ ｈ ｉ ｕ ｉ ｅ ｏ ｒ ｎ ｖ ｔ ｄ ｔ ｅ ＨＰ Ｉ ｔ ｒ ｎｅｆｏ ｐａ ｓ ｇ ，ｎ ｏ ｄ ｒｔ ａ ｓ ｈ ｎｉ ｕ ｂｉ ｗ— ｓａ ｅ ｉ ｒ ｅ ｒ ｉｅｔ ｅｕ ｔ ｌ ｏ ｓ’ｅ ｏ ｏ ｃ ｅ ｃ ｅ ｙ ａ ｄ ｒ ｌａ ｉｉ Ｔｈ ｐｐ ｉａ ｉ ｎ ｏ ｉ ｅ ｈ ｏｌｇ ｃ ｎ ｍｉ ｆ ｉｎｃ ｎ ｅｉ ｂ ｌ ｙ． ｅａ ｌｃ ｔｏ ｆｔ ｓｔ ｃ ｎ ｏ ｉ ｔ ｈ ｙ
300MW汽轮机扩容改造及经济效益研究
300MW汽轮机扩容改造及经济效益研究300MW汽轮机在发电厂使用十分普遍，长期以来汽轮机的效率以及容量都存较为明显的缺陷。
对汽轮机组结构以及原理的分析，对影响汽轮机效率的方面进行了详细的阐述，并提出了具体的改进对策，对于改进后的经济效益进行了分析。
标签：汽轮机扩容结构建议引言某电厂的#1、#2 机组是引进型的美国西屋公司技术所生产的亚临界、高中压合缸、单轴、双缸双排汽中间再热凝汽式汽轮机，其机组型号是N 300-16. 7 /537 /537。
#1、#2 机组的额定功率是300MW，早在1996 年和1997 年分别开始运行发电。
汽轮机的通流部分由低压缸、中压缸、高压缸构成，其级别分别是2 × 7 级、9 级、1 + 11 级，总共为35 级。
通流部分只有调节级是冲动级，剩下的都是反动级。
低压缸末 3 级的动叶片是扭转叶片，其他都是等截面叶片。
等截面叶片中是调频叶片的只有调节级和扭叶片，而扭叶片较多，分别是高压缸、中压缸、低压缸的隔板静叶。
汽轮机的高中压合缸部分是双层缸组成，其通流部分成对称布置，即低压缸与1个外缸、2个内缸和1个隔热罩对称。
自投运以来，#1、#2 机组的汽轮机运行状态较好，然而也存在一些问题，例如机组的通流效率不佳，较高的热耗值、较大的轴封漏汽量，上下缸之间存在较大的温差，整体机组性能未能满足设计要求。
综合这些汽轮机存在的问题使得#1、#2 机组不具备良好的经济性、安全性以及出力能力。
但是#1、#2 机组在设备资源配置和设计上具有较好的条件，若通过设备的完善和改进就会大大提高机组的经济性和安全性，使得机组提高出力能力。
在电厂响应国家节能减排的号召下，该电厂对#1、#2 机组进行了节能扩容改造，优化热力系统，将汽轮机通流部分的进汽流道进行改变，使得通流面积得到提高，而汽流损失得到了有效降低，从而改进了机组的性能，达到了机组运行的经济效益，为建设友好环境和资源节约型的发电企业发挥了重要作用。
国产300MW汽轮机凝汽器改造及其经济性分析
国产300MW汽轮机凝汽器改造及其经济性分析国电谏壁发电厂8 号300 MW 机组,原配置的凝汽器为N-15000 型。
自1983 年4 月机组投产以来已运行了20 多年,铜管腐蚀、结垢、老化,管材传热系数下降,铜管泄漏明显增加,机组大修前铜管闷堵数已达5 %。
2000 年1 月9日开始对8 号机组进行通流部分改造,机组出力增加为330 MW ,如此排入凝汽器的蒸汽量为615. 178 t/ h ,比改造前增加了47. 672 t/ h ,增加了8. 4 %。
因凝汽器的热力性能已不能满足通流部分改造后机组的性能和出力要求,阻碍了机组的经济性和可靠性,为此对8 号机组凝汽器进行了完善改造。
1 凝汽器改造方案8 号机组凝汽器改造于2004 年12 月18 日开始进行,至2005 年2 月1 日完成。
改造后的凝汽器壳体长度方向几何尺寸较原凝汽器增加了1.26 m ,冷却管有效长度相应增加为12.665 m ,使凝汽器有效冷却面积由原先的15000 m2 增加至17000 m2 。
同时,将旧铜管全部更换为新铜管。
(1) 考虑到现场施工条件和工期的限制,凝汽器南端壳体接长1260 mm ,保留原管板,并增设一道中间隔板,在壳体内相应增加凝聚水收集板和其它构件。
凝汽器改造后不含铜管重量的壳体总重量由原先的111.8 t 增加到约130 t 。
(2) 重新设计制作凝汽器南端的出水水室。
为了不改动现有收球网的安装位置,在设计制作新的出水水室时,在保证水室通流截面积不变的前提下适当减少水室体的深度。
(3) 为了减少工作量,保留凝汽器南端进水水室,只对其作必要的结构改进。
将水室内部现有的加大筋全部拆除,水室外壁重新配置加大筋,水室内壁打磨平坦,并对内外壁进行重新油漆。
(4) 热井南端与壳体下部相连接的钢板接长1260 mm ,并在此板下部增设9 块加大肋板,同时增设斜撑钢管。
(5) 在凝汽器底部偏南增加2 组共4 套弹簧支座,以排除凝汽器南端加长后的载荷振动。
300MW汽轮机扩容改造及经济效益分析
第28卷，总第159期2010年1月，第1期《节能技术》ENERGY CONSERVATION TECHNOLOGY Vol.28，Sum.No.159Jan.2010，No.1300MW 汽轮机扩容改造及经济效益分析张久锋（徐州华润电力有限公司，江苏徐州221142）摘要：徐州彭城电厂#1、#2机组，在2007年9月到10月进行了增容改造。
改造后，两台机组均能在320MW 工况下长期、稳定、安全运行节能效果显著。
本文结合改造经验，针对改造措施及效果进行分析。
关键词：300MW 汽轮机；扩容改造；措施；效果中图分类号：TK26文献标识码：B文章编号：1002－6339（2010）01－0092－05300MW Steam Turbine Dilatation Transformationand Analysis of Economic BenefitsZHANG Jiu －feng（Xuzhou Huarun Electric Power Co.，Ltd ，Xuzhou Jiangsu 221142，China ）Abstract ：Number one and two stream turbine of Pengcheng power plant are dilated between September and October in 2007.After dilatation transforms ，the two steam turbines are long －term operated under 320MW mode stably and safely ，and the effect of energy conservation is remarkable.The paper intro-duces transform experience and analyses economic benefit.Key words ：300MW steam turbine ；dilatation transforms ；measure ；effect收稿日期2009－11－10修订稿日期2009－12－29作者简介：张久锋（1973 ），男，工程师。
300MW汽轮机本体结构及运行
300MW汽轮机本体结构及运行汽轮机是一种利用燃料的热能转换成机械能的动力装置。
在电站中，汽轮机通常作为发电机的驱动力源，将蒸汽能量转换成电能。
本文将重点介绍300MW汽轮机的本体结构及其运行原理。
一、汽轮机本体结构：1.轴系结构：汽轮机的轴系结构主要包括转子、轴承和密封装置。
转子是汽轮机的核心部件，转子上安装了多级叶片，通过叶片转动来转换蒸汽的能量。
轴承用于支撑转子的旋转运动，减少机械摩擦，并承受转子产生的离心力。
密封装置用于减少蒸汽泄漏，确保汽轮机的高效运行。
2.燃烧室：燃烧室是蒸汽发生器，其作用是将燃料燃烧产生的高温高压气体送入汽轮机的叶片中，驱动叶片旋转。
燃烧室的设计影响着汽轮机的能量转换效率和稳定性。
3.叶片组件：汽轮机的叶片组件包括高、中、低压叶片组，每组叶片都具有不同的结构和转速。
高压叶片组用于转子的高速部分，中、低压叶片组用于降低压力和提高效率。
4.冷却系统：汽轮机的叶片和转子在高温高压条件下工作，容易受到热应力的影响。
因此，汽轮机设有冷却系统，用于降低叶片和转子的温度，延长其使用寿命。
5.控制系统：汽轮机的控制系统包括液压系统、温度控制系统、转速控制系统等，用于监测和调节汽轮机的运行状态，确保其安全运行。
二、汽轮机的运行原理：汽轮机的工作原理是通过蒸汽的能量转换成机械能，达到驱动发电机发电的目的。
其工作过程主要包括蒸汽进气、叶片旋转、功率输出等阶段：1.蒸汽进气阶段：汽轮机从锅炉中得到高压高温的蒸汽，蒸汽在进入汽轮机后被导入高压叶片组，叶片组将蒸汽的能量转换成叶片旋转的动能。
2.叶片旋转阶段：蒸汽的动能通过叶片的旋转传递给转子，转子带动发电机转动，将机械能转换成电能。
3.功率输出阶段：汽轮机驱动发电机旋转，发电机通过旋转产生电流，输出电能。
总结：汽轮机是一种将燃料燃烧产生的热能转换成机械能的动力装置，其本体结构主要包括轴系结构、燃烧室、叶片组件、冷却系统和控制系统。
汽轮机通过蒸汽的能量转换实现驱动发电机发电的目的，具有高效、稳定的特点，是电站中不可或缺的设备。
某亚临界300MW汽轮机组性能及分析
某亚临界300MW汽轮机组性能及分析摘要：本文以某厂300MW汽轮机为研究对象，针对该型汽轮机的结构和回热系统特点,按照ASME PTC6-2004汽轮机性能试验规程规定的试验方法,对汽轮机本体和回热系统进行了全面的测试,得到了该型汽轮机在五阀全开（5VWO）工况、阀全开（VWO）工况、100%、75%及50%额定负荷工况的试验结果。
根据性能试验结果，通过定量分析，指出影响机组经济性的主要因素，为机组检修工作和汽轮机通流部分进行技术改造的的可行性提供可靠的技术数据。
关键词：汽轮机；性能试验；热耗率；通流能力1、概述神华神东电力郭家湾电厂2×300MW汽轮机系上海汽轮机有限公司生产的NZK300-16.67/538/538型亚临界、中间再热、直接空冷凝汽式机组。
1号机组于2010年6月28日投入商业运营。
该机组在运行过程中，一直存在煤耗偏高的现象，为了诊断该汽轮机的热力性能，并为汽轮机通流部分进行技术改造的的可行性提供可靠的技术数据，对该机组进行热力性能测试。
2、试验结果及分析按照ASME PTC6-2004汽轮机性能试验规程规定的试验方法对以上试验工况的原始数据进行计算和分析，高、中压合缸处轴封漏汽量试验结果见表1，五阀全开（5VWO）、阀全开（VWO）工况主要计算结果见表2， 100%、75%和50%额定工况主要计算结果见表3。
2.1 高、中压合缸处轴封漏汽量试验结果高、中压合缸处轴封漏汽量试验采用保持主蒸汽温度额定、降低再热蒸汽温度和保持再热蒸汽温度额定、降低主蒸汽温度的方法在五阀全开（5VWO）工况下进行，以确定高、中压合缸处轴封漏汽量。
3、结论及建议3.1 THA（热耗率验收工况）下，经过一类、二类修正后的热耗率为8458.2kJ/(kW.h)，较THA工况下热耗率保证值8126.5kJ/(kW.h)高331.7kJ/(kW.h)，较2010年考核试验值8325.8kJ/(kW.h)升高132.4kJ/(kW.h)。
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HP HP 调节级、高中压汽封改进 IP 低压末级汽封改进 LP 冷却蒸汽流程改进 73B比73热耗降低总计
73B的热耗值
西柏坡1#机热耗实测值为1910.7Kcal/Kw.h 经老化修正后此值为1897Kcal/Kw.h 73#机的热耗达到了设计值
综上所述：73B#机的热耗可以达到 1870Kcal/Kw.h以下 且有足够大的裕度
前掠静叶子午面流线图
静叶顶部轴向前掠 的计算网格图
静叶顶部轴向前掠流
面等压力线图
本体方面的改进
1. 汽封形式
2. 隔板结构 3. 冷却蒸汽 4. 高压进汽插管 5. 低压1#内缸法兰
6. 动叶片
7. 其他
汽封型式与漏汽量关系
1.汽封形式
• 高中压叶顶
• 高压隔板汽封
• 末级次末级叶顶
• 末级隔板汽封
整机热耗降低20.5Kcal/Kw.h以上
2、高压进汽结构改进产生的收益
由两道密封环式插管改进为“钟形罩” 运行时无漏汽间隙 预计可使高压缸效率提高1.5% 整机热耗降低6Kcal/Kw.h
3、汽封结构改进产生的收益
①调节级汽封由硬汽封改为多齿阶梯弹性汽封 ②高中压叶顶及隔板汽封由平齿改进为阶梯齿
亚临界300MW汽轮机
发展历程
总体设计思想
气动设计 本体方面的改进
热经济性评估 经济效益评估
发展历程
喷嘴子午面收缩 扭曲静叶 变截面动叶 900末叶低压缸 动叶自带围带 热耗1900 拱形围带
未生产 26台
10台
22台
锥型喷嘴 静动叶直叶片 末叶869 热耗1930
1980
调整通流盖度 增加汽封齿数 优化排汽涡壳 排汽导流环改进 隔板套改进 热耗1890 末级自带围带
装配式隔板频率分析
计算结果分析： 第二、三、五级隔板的计算结果与谐波频率之 比已大于4.4, 避开了低频激振力； 第四级的频率计算结果虽然与谐波频率之比小 于4.4, 但可以通过适当的调频方法来解决。
结论： 低压1~5级隔板单只装配的结构可行
3 冷却蒸汽流程改进
16.9mm
4、高压进不漏汽
“钟形罩”特点： ⑴ “钟形罩”与其定位套之间有一定的径向 间 隙，允许“钟形罩”在水平方向上有相 对移动； ⑵ 允许“钟形罩”在喷嘴室颈部内侧上下垂 直移动而不影响密封； ⑶ “钟形罩”有足够的强度、抗蠕变性能、 抗磨损性能以保证其在连续全负荷工况下维持 正确的径向密封尺寸； ⑷ 考虑“钟形罩”与喷嘴室的胀差，保证在 运行时“钟形罩”能完全密封。
1.汽封形式
2.隔板结构
• 73或73A高中低压隔板
• 73B高中压隔板
低压2-5级导叶片装配图
装配式隔板频率分析
考核原则： 固有频率要计算轴向振型、切向振型、一节点振型 以及扭转振型。当这些频率与工作频率之比大于 4.4时可以不调频，低于4.4时要调频，此时还要避 开上一级动叶出汽边所引起的激振力一定范围。
高效叶型 全三维设计 汽封改进 动叶扭曲 弯扭叶片 进汽改进 冷却蒸汽 热耗1870
1990
1995
2000
优化型73#设计特点
• 可控涡方法设计通流部分 • 压力级全部采用扭曲静叶和变截面动叶 • 喷嘴子午面收缩型线
CR=H1/H2
H1 H2
静 叶
动 叶
子午面收缩是一种全三维设计概念，其主要优点是降 低静叶栅通道前段的负荷，减少叶栅的二次流损失。
通流设计 方法
典型代表
静、动直叶 片
结构改进
热耗
自由涡
1930 1900
总结运行经验 部分消除上述机型 的结构缺陷
可控涡 效率比自 静叶扭曲 由涡提高 动叶变截面 1.5% 直叶片
1890
新一代亚临界300MW汽轮机
总体设计思想
1. 采用成熟的全三维气动热力设计体系
特征：
• • • •
对一维热力系统 对静、动叶片叶型的气动性能 对级内流动的全三维计算 对多级的匹配进行准三维、全三维流场计算
5、低压1#内缸法兰改进
• 消除内缸水平中分面漏汽
6、73B高中低压缸动叶片结构
• 全部采用变截面扭曲叶片 • 中低压采用新型叶根 • 取消动叶围带内的拉筋
• 中低压缸动叶自带冠和 中间体由斜形改为直形
7.其他
•
疏水系统 1) 取消中压 缸疏水 2) 将高压缸 疏水改为 通往高压 排汽管
• •
•旋压制造排汽导流环
•动叶结构改进 •低压1#内缸法兰及螺栓改进
都对提高和保证机组的热力经济性有利
6、73B的热耗降低值汇总
项 目 HP 效率提高 1%以上 1%以上 1.2%以上 1.5% 0.8% 0.2% 0.2% 热耗降低
Kcal/Kw.h 通流部分改进
高压进汽结构改进 IP LP
20.5
73B的热耗在国内外所处的水平
1、国内三大厂最好的试验值比较
厂 家 热耗 Kcal/Kw.h 1896.4 采用技术 高中低扭曲静叶，末叶905
上汽_外高桥
哈汽_西柏坡
东汽_湛江
1897
1913
高中低扭曲静叶，末叶900
末叶851
2、国内三大厂平
厂家
上汽 哈汽
热耗Kcal/Kw.h
1890.7 1868.5
进行通流的设计分析与优化
新一代亚临界300MW汽轮机
总体设计思想
2. 先进的全三维气动热力设计程序
l 世界上各大型汽轮机制造厂家如西门子、ABB、GE、 日立、东芝等都使用的CFX-TASCflow—英国AEA公司开 发的世界最先进的旋转机械CFD工程软件，据西门子公司 文章介绍，采用此软件设计的新型全三维叶片的级效率与 传统叶片相比提高大约2%，机组效率提高1%以上。 l 叶片三维成型设计采用世界上最先进的三维曲面、实 体造型软件CATIA。 l 中科院工程热物理研究所准三维气动计算程序 l 哈工大热力发动机教研室开发的准三维/全三维气动计 算程序 l 苏联цΑΜ的准三维气动计算程序 l 东南大学全三维气动计算程序
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感谢各位领导 感谢各位专家
三维流场计算软件—TASCflow TASCflow软件是世界最先进的旋转机械 CFD软件,它采用全三维N-S方程求解,允许使 用湿蒸汽和真实气体,能够多级联算。世界 上各大型汽轮机制造厂家如西门子、ABB、 GE、东芝等都使用这一软件。1985年由著名 的计算流体力学的先驱Ramcy教授领导的ASC 公司成立,10多年来该公司研制的CFD软件在 全世界旋转机械流体力学数值模拟市场上的 占有率达90%以上。1997年ASC公司加盟英国 AEA公司，并很快共同研制出 世 界 最 先 进 的 旋 转 机 械 CFD 软 件 — — CFX-TASCflow 。 右 图 是 西 门 子 使 用 TASCflow 软 件 进 行 优 化设 计 ,开 发 出的 新 型 全 三维 弯 扭 静 、动 叶 片 。 摘自 CFXUpdate 杂 志 1 9 9 8 年 第 1 6 期 发 表 的 文 章 。 文 章 阐 述 了 西 门 子 公 司 应 用 TASCflow软件开发新型全三维叶片的成果,指出：新型全三维叶片的级效率与 传统叶片相比提高大约2%,机组效率提高1%以上 。
图 1 图 2
高压第九级后加载弯静叶和原静叶损失比较
图 3
先进的叶片、通流结构
新一代“后加载”高效静叶型 内﹑背弧面均为高阶光滑曲线构成。 最大气动负荷在叶栅流道的后部。 叶栅通道前段压力面与吸力面的压差 减小，消弱了通道二次流的强度使叶 栅总的二次流损失大为降低。 叶片尾缘较薄，可减少尾缘损失。 叶型最大厚度较大增强了叶片刚性。 叶片前缘小圆半径较小且具有更好的 流线形状，在来流方向(攻角)较大范 围变化时仍保持叶栅低损失特性。
TASCflow 后处理分析 主界面
周 向 平 行 面 视 图
叶片 表面 气动 特性 曲线
子 午 面 视 图
多级叶片三维流场计算模型
先进的叶片、通流结构
弯扭联合全三维成型叶片 图1是适用于中压缸两端弯扭叶片， 图2是适用于低压部分弯扭叶片。 计算和实验证明采用这一技术可改 善参数沿叶高的分布，大幅度地减 少径向二次流、横向二次流和端部 二次流损失，提高根部反动度，从 而更加有效地提高级效率,使叶栅总 损失系数下降25%(见图3），级的效 率提高1.5--2%。这些叶片已在哈汽 公司的100MW、200MW、300MW通流部 分广泛采用。 哈汽公司采用叶身与两端围带连为 一体的数控加工工艺，加强了隔板 强度和刚性。
凉投标值比较
东汽
1880
3、国外350MW热耗和末叶比较
西门子
机组型式 设计热耗 Kcal/Kw.h 末叶长度mm
三菱
西屋
阿尔斯通 安莎尔多
冲动式 1874 1055 反动式 1874 1041
GE
冲动式 1869 1067
反动式 反动式 反动式 1852 976.7 1861 900 1876 980
4、冷却蒸汽流程改进产生的收益
73#机组冷却中压缸的蒸汽实际上大部分来自 高排，73B机组的改进结构可保证冷却蒸汽来 自调节级后，在总漏汽量基本不变的情况下， 适当减少了进入中压的冷却蒸汽量，因此增 加了中间再热的流量，使循环效率略有提高
可使整机热耗降低：1.4Kcal/Kw.h
5、其它
•疏水系统的改进 •高中压隔板静叶采用菱形头装焊 •低压前五级采用装配式隔板
新一代亚临界300MW汽轮机
总体设计思想
3. 二十万改造的成功经验
哈三2# 3V 1956.1 扬州5# 3V 1940.6 双鸭山1# 3V 1941.5 4V 1939.3
4. • •
新引进的大型精密加工设备做保证 多台数控铣床、数控转子车床 二台四轴五连动数控叶片铣床 ……….