一种具备高背压供热功能的30mw汽轮机
阅读说明：本技术 一种具备高背压供热功能的30mw汽轮机 (30MW steam turbine that possesses high back pressure heat supply function ) 是由 赫广迅 张启林 刘丽 黄智敏 张金春 关淳 刘娇 崔庆泽 于 2021-09-23 设计创作，主要内容包括：一种具备高背压供热功能的30MW汽轮机,它涉及生物质发电及汽轮机技术领域。本发明解决了现有30MW等级原型汽轮机存在冲动式叶型效率低,缸效率低,功能匹配不全,因蒸汽参数低总体性能差,不能满足生物质发电对高参数高转速多功能汽轮机的使用要求的问题。本发明的汽轮机转子两端分别与前支持组件和后支持组件转动连接,高低压合缸套设在汽轮机转子上,高压主汽管道设置在高低压合缸外部,高压主汽管道一端安装有高压主汽阀,高压主汽管道另一端沿长度方向安装有若干个高压调节阀,气缸前部上设有喷嘴组,高压进汽导气管一端与高压调节阀连接,高压进汽导气管另一端与喷嘴组连接。本发明用于用于提高缸效率及循环效率。(A30 MW steam turbine with a high back pressure heat supply function relates to the technical field of biomass power generation and steam turbines. The invention solves the problems that the existing 30MW grade prototype steam turbine has low impulse type blade profile efficiency, low cylinder efficiency and incomplete function matching, and the use requirement of biomass power generation on a high-parameter high-rotating-speed multifunctional steam turbine can not be met due to low steam parameter and poor overall performance. The two ends of a steam turbine rotor are respectively rotatably connected with a front supporting assembly and a rear supporting assembly, a high-pressure and low-pressure combination cylinder sleeve is arranged on the steam turbine rotor, a high-pressure main steam pipeline is arranged outside the high-pressure and low-pressure combination cylinder, a high-pressure main steam valve is arranged at one end of the high-pressure main steam pipeline, a plurality of high-pressure regulating valves are arranged at the other end of the high-pressure main steam pipeline along the length direction, a nozzle group is arranged on the front portion of a cylinder, one end of a high-pressure steam inlet air guide pipe is connected with the high-pressure regulating valve, and the other end of the high-pressure steam inlet air guide pipe is connected with the nozzle group. The invention is used for improving the cylinder efficiency and the cycle efficiency.)
技术领域
本发明涉及生物质发电及汽轮机技术领域，具体涉及一种具备高背压供热功能的30MW汽轮机。
背景技术
现有30MW等级冲动式汽轮机在上世纪70年代在国内被推广应用，其设计蒸汽参数低，系统效率差，结构可靠性差，同时不具备高背压供热能力，不能满足生物质发电领域对于高参数多功能的工程化要求。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有30MW等级原型汽轮机存在冲动式叶型效率低，缸效率低，功能匹配不全，因蒸汽参数低总体性能差，不能满足生物质发电对高参数高转速多功能汽轮机的使用要求的问题，进而提供一种具备高背压供热功能的30MW汽轮机。
本发明的技术方案是：
一种具备高背压供热功能的30MW汽轮机，它包括前支持组件、后支持组件、高低压缸模块和高压主汽调节联合阀，高低压缸模块包括高低压合缸、高压前汽封4、高压进气侧平衡环5、低压末级隔板15、低压后汽封16、汽轮机转子17、喷嘴组28、隔板套组、两个基架30、若干个静叶片29和若干个动叶片36，汽轮机转子17水平设置，汽轮机转子17一端与前支持组件转动连接，汽轮机转子17另一端与后支持组件转动连接，所述前支持组件和后支持组件均分别安装在两个基架30的上部，所述基架30设置在水平地面上，高低压合缸位于前支持组件与后支持组件之间，且高低压合缸套设在汽轮机转子17上，高低压合缸包括气缸前部1、气缸中部2和排汽缸3，气缸前部1、气缸中部2和排汽缸3沿汽轮机转子17长度方向由高压侧至低压侧依次同轴连接，气缸前部1前端中心沿轴线方向水平开设装配孔a，所述装配孔a的内圆上安装有高压前汽封4，且高压前汽封4套设在汽轮机转子17上，排汽缸3后端中心沿轴线方向水平开设装配孔b，所述装配孔b的内圆上安装有低压后汽封16，且低压后汽封16套设在汽轮机转子17上，高压进气侧平衡环5、隔板套组和低压末级隔板15由前至后依次设置在高低压合缸内部，隔板套组安装在高低压合缸的内壁上，高压进气侧平衡环5安装在靠近高压前汽封4一侧的气缸前部1内壁上，低压末级隔板15安装在靠近低压后汽封16一侧的排汽缸3内壁上，隔板套组和低压末级隔板15的内壁安装有若干个静叶片29，汽轮机转子17的外壁安装有若干个动叶片36，所述若干个静叶片29与若干个动叶片36交错布置，高压主汽调节联合阀包括高压主汽管道32、高压主汽阀33、若干个高压调节阀34和若干个高压进汽导气管35，高压主汽管道32设置在高低压合缸外部，高压主汽管道32一端安装有高压主汽阀33，高压主汽管道32另一端沿长度方向安装有若干个高压调节阀34，气缸前部1上设有喷嘴组28，高压进汽导气管35一端与高压调节阀34连接，高压进汽导气管35另一端与喷嘴组28连接。
进一步地，隔板套组包括第一隔板套6、第二隔板套7、第三隔板套8、第四隔板套9、第五隔板套10、第六隔板套11、第七隔板套12、第八隔板套13和第九隔板套14，第一隔板套6、第二隔板套7、第三隔板套8、第四隔板套9、第五隔板套10和第六隔板套11由前至后依次安装在气缸前部1内壁上，第七隔板套12、第八隔板套13和第九隔板套14由前至后依次安装在气缸中部2内壁上。
进一步地，前支持组件包括前轴承箱18、推力支持轴承19、前轴承箱挡油环20和定中心梁21，前轴承箱18的后端中心沿轴线方向水平开设装配孔c，所述装配孔c内壁安装有前轴承箱挡油环20，且前轴承箱挡油环20套设在汽轮机转子17上，汽轮机转子17一端穿过前轴承箱挡油环20并通过推力支持轴承19与前轴承箱18转动连接，定中心梁21安装在前轴承箱18后端面上。
进一步地，后支持组件包括后轴承箱22、后支持轴承23、后轴承箱挡油环a24和后轴承箱挡油环b25，后轴承箱22的后端面中心沿轴线方向水平开设装配孔e，所述装配孔e内壁安装有后轴承箱挡油环b25，后轴承箱22的前端面中心沿轴线方向水平开设装配孔d，所述装配孔d内壁安装有后轴承箱挡油环a24，且后轴承箱挡油环a24套设在汽轮机转子17上，汽轮机转子17另一端穿过后轴承箱挡油环a24并通过后支持轴承23与后轴承箱22转动连接。
进一步地，它还包括大气阀26，排汽缸3上部开设有低压泄气孔，大气阀26安装在低压排气孔内。
进一步地，它还包括盘车装置27，盘车装置27安装在后轴承箱22上。
进一步地，它还包括平衡气管道31，平衡气管道31一端与高压第二段汽封后部连通，平衡气管道31另一端与通流27级处连通。
进一步地，高低压合缸为单缸结构。
进一步地，高压主汽调节联合阀采用一主两调联合阀。
进一步地，机组进汽参数为8.83MPa/535℃。
本发明与现有技术相比具有以下效果：
1、本发明所述具备高背压供热功能的30MW汽轮机能够满足生物质发电对高参数汽轮机的需求，本汽轮机缸效率高，循环效率高、成本控制较低，能够满足高背压供热运行。能有效提高市场竞争力。
2、本发明所述具备高背压供热功能的30MW汽轮机的前轴承箱18和后轴承箱22直接落地，高低压合缸的外缸前部由下猫爪水平中分面支撑，排汽缸3由基架30支撑，汽缸的死点为排汽缸3的基架30的横销与机组中心线的交叉点，汽缸沿此点向前轴承箱18侧膨胀或收缩，前轴承箱18在基架30上滑动。汽轮机转子17的相对死点为转子推力盘工作面，汽机转子以此面向电端膨胀或收缩。
3、本发明所述具备高背压供热功能的30MW汽轮机为反动式通流设计，带调节级，单流，通流共I+34级。且采用单层汽缸结构、喷嘴室汽缸采取整锻结构。除末级隔板外，所有隔板均采用预扭装配式。
4、考虑机组高背压供热运行要求，本发明所述具备高背压供热功能的30MW选择采用动应力小，适应背压能力强的末级叶片。由于排汽缸温度升高会带来的低压模块动静间隙变化问题，本发明设计合理的动静间隙及轴承支撑结构，能够满足各种工况运行稳定性。
5、本发明采用多级小焓降反动式叶型，并合理选取通流面积，使焓降更多分布在小焓降反动式压力级上，可以获得更高的通流效率。
6、除低压末两级隔板外，其余高、低压全部静叶、动叶采用预扭装配式结构，与传统焊接隔板相比，装配式结构没有焊缝，避免焊接变形，更好地保证了通流精度。
附图说明
图1是本发明所述具备高背压供热功能的30MW汽轮机的剖面图；
图2是本发明所述具备高背压供热功能的30MW汽轮机的主视图；
图3是本发明所述具备高背压供热功能的30MW汽轮机的侧视图；
图4是本发明所述具备高背压供热功能的30MW汽轮机的俯视图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式的一种具备高背压供热功能的30MW汽轮机，它包括前支持组件、后支持组件、高低压缸模块和高压主汽调节联合阀，高低压缸模块包括高低压合缸、高压前汽封4、高压进气侧平衡环5、低压末级隔板15、低压后汽封16、汽轮机转子17、喷嘴组28、隔板套组、两个基架30、若干个静叶片29和若干个动叶片36，汽轮机转子17水平设置，汽轮机转子17一端与前支持组件转动连接，汽轮机转子17另一端与后支持组件转动连接，所述前支持组件和后支持组件均分别安装在两个基架30的上部，所述基架30设置在水平地面上，高低压合缸位于前支持组件与后支持组件之间，且高低压合缸套设在汽轮机转子17上，高低压合缸包括气缸前部1、气缸中部2和排汽缸3，气缸前部1、气缸中部2和排汽缸3沿汽轮机转子17长度方向由高压侧至低压侧依次同轴连接，气缸前部1前端中心沿轴线方向水平开设装配孔a，所述装配孔a的内圆上安装有高压前汽封4，且高压前汽封4套设在汽轮机转子17上，排汽缸3后端中心沿轴线方向水平开设装配孔b，所述装配孔b的内圆上安装有低压后汽封16，且低压后汽封16套设在汽轮机转子17上，高压进气侧平衡环5、隔板套组和低压末级隔板15由前至后依次设置在高低压合缸内部，隔板套组安装在高低压合缸的内壁上，高压进气侧平衡环5安装在靠近高压前汽封4一侧的气缸前部1内壁上，低压末级隔板15安装在靠近低压后汽封16一侧的排汽缸3内壁上，隔板套组和低压末级隔板15的内壁安装有若干个静叶片29，汽轮机转子17的外壁安装有若干个动叶片36，所述若干个静叶片29与若干个动叶片36交错布置，高压主汽调节联合阀包括高压主汽管道32、高压主汽阀33、若干个高压调节阀34和若干个高压进汽导气管35，高压主汽管道32设置在高低压合缸外部，高压主汽管道32一端安装有高压主汽阀33，高压主汽管道32另一端沿长度方向安装有若干个高压调节阀34，气缸前部1上设有喷嘴组28，高压进汽导气管35一端与高压调节阀34连接，高压进汽导气管35另一端与喷嘴组28连接。
本实施方式的高低压合缸分为前部、中部和排汽缸三段式结构通过螺栓进行连接，使用不同材质以适应机组的高温工作环境特点，保证缸体强度好、刚度好、热应力小，采用高窄法兰结构，以适应机组快速启动的需要。且排汽缸采用钢板拼焊结构。
具体实施方式二：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式的隔板套组包括第一隔板套6、第二隔板套7、第三隔板套8、第四隔板套9、第五隔板套10、第六隔板套11、第七隔板套12、第八隔板套13和第九隔板套14，第一隔板套6、第二隔板套7、第三隔板套8、第四隔板套9、第五隔板套10和第六隔板套11由前至后依次安装在气缸前部1内壁上，第七隔板套12、第八隔板套13和第九隔板套14由前至后依次安装在气缸中部2内壁上。如此设置，简化汽缸结构，合理装配通流静叶片控制级间距离，便于拆装更换，并允许隔板受热后能在径向自由膨胀，利用汽缸的通用化设计。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式的前支持组件包括前轴承箱18、推力支持轴承19、前轴承箱挡油环20和定中心梁21，前轴承箱18的后端中心沿轴线方向水平开设装配孔c，所述装配孔c内壁安装有前轴承箱挡油环20，且前轴承箱挡油环20套设在汽轮机转子17上，汽轮机转子17一端穿过前轴承箱挡油环20并通过推力支持轴承19与前轴承箱18转动连接，定中心梁21安装在前轴承箱18后端面上。如此设置，汽轮机热态膨胀顺畅，滑动稳定，提高运行的可靠性。其它组成和连接关系与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式的后支持组件包括后轴承箱22、后支持轴承23、后轴承箱挡油环a24和后轴承箱挡油环b25，后轴承箱22的后端面中心沿轴线方向水平开设装配孔e，所述装配孔e内壁安装有后轴承箱挡油环b25，后轴承箱22的前端面中心沿轴线方向水平开设装配孔d，所述装配孔d内壁安装有后轴承箱挡油环a24，且后轴承箱挡油环a24套设在汽轮机转子17上，汽轮机转子17另一端穿过后轴承箱挡油环a24并通过后支持轴承23与后轴承箱22转动连接。如此设置，确保转子的支撑性和跟随性，确保轴系的稳定性。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二或三相同。
具体实施方式五：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式还包括大气阀26，排汽缸3上部开设有低压泄气孔，大气阀26安装在低压排气孔内。如此设置，可便于背压过高时的快速泄压，保证运行安全。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三或四相同。
具体实施方式六：结合图1说明本实施方式，本实施方式还包括盘车装置27，盘车装置27安装在后轴承箱22上。如此设置，可在机组停机冷却时盘车运行，避免转子弯曲。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四或五相同。
具体实施方式七：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式还包括平衡气管道31，平衡气管道31一端与高压第二段汽封后部连通，平衡气管道31另一端与通流27级处连通。如此设置，通过在高压第二段汽封后部与通流27级处之间设置平衡气管道31，能够平衡压力机产生的推力，避免烧瓦。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五或六相同。
具体实施方式八：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式的高低压合缸为单缸结构。如此设置，具有较高的效率，低压排汽缸单侧向下排汽，缩短轴系长度，在保证机组具有高循环效率、高安全性的前提下，最大限度的缩短机组长度，减少机组占地面积，节约空间、降低电厂建设成本。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五、六或七相同。
具体实施方式九：结合图1说明本实施方式，本实施方式的高压主汽调节联合阀采用一主两调联合阀。如此设置，机组采用主汽调节联合阀，最大限度减小了进汽损失，主蒸汽进入高压主汽调节联合阀后进入汽缸，流过顺流布置的通流后由排汽缸下部排汽口进入凝汽器。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五、六、七或八相同。
具体实施方式十：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式的机组进汽参数为8.83MPa/535℃。如此设置，在根本上提高循环效率。其它组成和连接关系与具体实施方式的一、二、三、四、五、六、七、八或九相同。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
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