空冷式高参数汽轮机低压缸的结构与性能设计及监控方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109960852A(43)申请公布日2019.07.02(21)申请号201910136691.0(22)申请日2019.02.22(71)申请人上海发电设备成套设计研究院有限责任公司地址201100上海市闵行区剑川路1115号(72)发明人史进渊陈洪溪范雪飞徐佳敏危奇杨宇邓志成汪勇蒋俊(74)专利代理机构上海申汇专利代理有限公司31001代理人翁若莹吴小丽(51)Int.Cl.G06F17/50(2006.01)权利要求书9页说明书21页附图7页(54)发明名称空冷式高参数汽轮机低压缸的结构与性能设计及监控方法(57)摘要本发明提供了一种空冷式高参数汽轮机低压缸的结构与性能设计及监控方法，实现了空冷式高参数汽轮机低压缸的结构与性能的优化改进和设计监控。如果空冷式高参数汽轮机的低压缸的性能与结构安全性的设计不合格，通过在设计阶段需要对末级动叶片、低压转子、低压汽缸等结构进行优化改进，使空冷式高参数汽轮机低压缸的性能与结构安全性处于受控状态，达到了通过结构改进与性能优化的设计监控方法及系统来控制与优化空冷式高参数汽轮机热力性能与结构安全性能的目的。本发明可用于在设计阶段设计空冷式高参数汽轮机低压缸的结构与性能以及定量评定与优化改进空冷式高参数汽轮机低压缸的结构与性能，保证空冷式高参数汽轮机低压缸的安全经济运行。CN109960852ACN109960852A权利要求书1/9页1.一种空冷式高参数汽轮机低压缸的结构与性能设计方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一、设计低压缸的进汽参数：空冷式高参数汽轮机低压缸的进汽压力为0.4MPa-1.0MPa，空冷式高参数汽轮机低压缸的进蒸汽温度为280℃-350℃；步骤二、设计低压缸的排汽冷却系统：空冷式高参数汽轮机低压缸的排汽采用直接空冷系统或间接空冷系统冷却；步骤三、设计额定工况低压缸的排汽温度：空冷式高参数汽轮机额定工况低压缸排汽温度tk的计算公式为：tk＝ta+ITD+δt(1)式(1)中，ta为设计大气温度，ITD为初始温差，δt为凝汽器端差；步骤四、设计夏季工况低压缸的排汽温度：空冷式高参数汽轮机夏季工况低压缸排汽温度tkmax的计算公式为：tkmax＝tmax+ITD+δt(2)式(2)中，tmax为夏季最高大气温度；步骤五、设计额定工况低压缸的排汽压力：空冷式高参数汽轮机额定工况低压缸排汽压力pk为额定工况低压缸排汽温度tk对应的水蒸气饱和压力；步骤六、设计夏季工况低压缸的排汽压力：空冷式高参数汽轮机夏季工况低压缸排汽压力pkmax为额定工况低压缸排汽温度tkmax对应的水蒸气饱和压力；步骤七、计算汽轮机夏季工况的流量比：根据空冷式高参数汽轮机夏季工况的排汽压力和湿冷汽轮机夏季工况的排汽压力，在相同的汽轮机进汽参数的条件下，计算得出空冷式高参数汽轮机的等熵焓降Hs1与相同进汽参数的湿冷汽轮机的等熵焓降Hs01，空冷式高参数汽轮机夏季工况的电功率Ne与流量G、等熵焓降Hs、汽轮机相对内效率η0i、机械效率ηm、发电机效率ηg之间的关系式为Ne＝G×Hs1×η0i×ηm×ηg，在进汽参数、电功率Ne、相对内效率η0i、机械效率ηm和发电机效率ηg相同以及电功率Ne相差20％以内的条件下，空冷式高参数汽轮机夏季工况的流量G1与电功率相差20％以内的湿冷汽轮机夏季工况的流量G01的流量比FR1的计算公式为：式(3)中，Ne为空冷式高参数汽轮机夏季工况的电功率，Ne01为湿冷汽轮机夏季工况的电功率；步骤八、确定空冷式高参数汽轮机低压缸的进汽流量：已有相同进汽参数的湿冷汽轮机的投运业绩和低压缸各级流量G0i，为了保证空冷式高参数汽轮机的电功率，空冷式高参数汽轮机的低压缸各级流量Gi的计算公式为：Gi＝G0i×FR1(4)2CN109960852A权利要求书2/9页步骤九、确定低压缸的数量：电功率为600MW-799MW的空冷式高参数汽轮机采用一个低压缸的两排汽结构，电功率为800MW-1300MW的空冷式高参数汽轮机采用两个低压缸的四排汽结构；步骤十、转子材料设计：确定空冷式高参数汽轮机的低压转子采用的材料；步骤十一、叶片材料设计：确定空冷式高参数汽轮机的末级动叶片材及其他动叶片材料；步骤十二、末级动叶片的叶高设计：空冷式高参数汽轮机一个低压缸的两排汽结构的末级动叶片的叶高为800mm-1150mm，空冷式高参数汽轮机两个低压缸的四排汽结构的末级动叶片的叶高为700mm-990mm；步骤十三、末级动叶片的叶根设计：空冷式高参数汽轮机末级动叶片的叶根采用枞树形叶根或叉形叶根，采用相近功率等级湿冷汽轮机的末级动叶片的叶根结构；步骤十四、末级动叶片的整圈连接设计：空冷式高参数汽轮机末级动叶片的采用阻尼围带与阻尼拉筋