一种100mw单缸空冷光热汽轮机
阅读说明：本技术 一种100mw单缸空冷光热汽轮机 (100MW single-cylinder air-cooling photo-thermal steam turbine ) 是由 赫广迅 王征 孙杨 徐林峰 彭理想 尉坤 张金春 邢冠一 于 2021-09-23 设计创作，主要内容包括：一种100MW单缸空冷光热汽轮机,它涉及光热发电及汽轮机技术领域。本发明解决了光热领域国内无100MW等级容量光热空冷汽轮机的问题。本发明的N个高压进汽插管一端分别插装在高压缸上的N个高压进汽口内,高压主汽管道一端安装高压主汽阀,高压主汽管道另一端外壁安装N个高压调节阀,N个高压调节阀分别与N个高压进汽插管连接,高压排汽管道一端与高压缸上的高压排汽口连接,高压排汽管道另一端与回热系统进汽口连通,中压主汽管道一端与回热系统出汽口连通,中压主汽管道一端安装有中压主汽阀,中压主汽管道另一端与中压缸上的中压进汽口连接,低压排汽缸下部的低压排汽口与外部凝汽器连接。本发明用于提高缸效率和循环效率。(A100 MW single-cylinder air-cooling photo-thermal turbine relates to the technical field of photo-thermal power generation and turbines. The invention solves the problem that the domestic photothermal air cooling turbine with the capacity of 100MW grade does not exist in the photothermal field. One end of N high-pressure steam inlet insertion pipes is respectively inserted into N high-pressure steam inlets on a high-pressure cylinder, one end of a high-pressure main steam pipeline is provided with a high-pressure main steam valve, the outer wall of the other end of the high-pressure main steam pipeline is provided with N high-pressure regulating valves, the N high-pressure regulating valves are respectively connected with the N high-pressure steam inlet insertion pipes, one end of a high-pressure steam exhaust pipeline is connected with a high-pressure steam outlet on the high-pressure cylinder, the other end of the high-pressure steam exhaust pipeline is communicated with a steam inlet of a regenerative system, one end of a medium-pressure main steam pipeline is communicated with a steam outlet of the regenerative system, one end of the medium-pressure main steam pipeline is provided with a medium-pressure main steam valve, the other end of the medium-pressure main steam pipeline is connected with a medium-pressure steam inlet on a medium-pressure cylinder, and a low-pressure steam outlet at the lower part of a low-pressure steam exhaust cylinder is connected with an external condenser. The invention is used for improving the cylinder efficiency and the cycle efficiency.)
技术领域
本发明涉及光热发电及汽轮机技术领域，具体涉及一种100MW单缸空冷光热汽轮机。
背景技术
国内自首批光热示范电站推广建设以来，国内各大主机厂对于光热发电配套用汽轮机逐步开展研发设计，受限于早起光热电站的建设规模及集热形式限制光热电站配套汽轮机容量基本在50MW以内，但为了尽可能提高光热电站系统效率最有效的方式是提高设计参数，则机组容量成为提参数设计和发挥高参数优势的最大制约，本项目发明主要聚焦未来光热领域发展需求，开发100MW等级空冷光热发电汽轮机，以提高整体电站循环热效率及光热项目的盈利能力。
发明内容
本发明的目的是为了解决光热领域国内无100MW等级容量光热空冷汽轮机的问题，进而提供一种100MW单缸空冷光热汽轮机。
本发明的技术方案是：
一种100MW单缸空冷光热汽轮机，它包括高压导汽组件、中压导汽组件和高中低压合缸模块，高中低压合缸模块包括缸体301、汽轮机高温段转子302、汽轮机低温段转子307、低排端汽封303、高排端汽封304、前轴承箱305、后轴承箱306、转子推力轴承a和转子推力轴承b，汽轮机高温段转子302和汽轮机低温段转子307水平布置，汽轮机高温段转子302一端通过转子推力轴承a与前轴承箱305转动连接，所述前轴承箱305落地布置，汽轮机高温段转子302另一端通过螺栓结构与汽轮机低温段转子307一端连接，汽轮机低温段转子307另一端通过推力轴承b与后轴承箱306转动连接，所述后轴承箱306落地布置，缸体301套设在汽轮机转子302上，缸体301前部设有与汽轮机转子302相匹配的装配孔a，所述装配孔a的内圆柱面上安装有高排端汽封304，所述高排端汽封304套设在汽轮机缸体301上，缸体301后部设有与汽轮机转子302相匹配的装配孔b，所述装配孔b的内圆柱面上安装有低排端汽封303，所述低排端汽封303套设在汽轮机缸体301上，高压导汽组件包括高压主汽管道11、高压主汽阀12、N个高压调节阀13、N个高压导汽管14和N个高压进汽插管15，N≥1，N为正整数，缸体301的高压缸403上开设N个高压进汽口3011，所述N个高压进汽插管15一端分别插装在N个高压进汽口3011内，高压主汽管道11的一端安装有高压主汽阀12，高压主汽管道11的另一端外壁沿长度方向由前至后依次安装N个高压调节阀13，N个高压调节阀13后部分别通过N个高压导汽管14与N个高压进汽插管15的另一端连接，缸体301的高压缸403上开设高压排汽口3012，高压排汽管道一端与高压排汽口3012连接，高压排汽管道另一端与外部锅炉再热系统进汽口连通，中压导汽组件包括中压主汽管道21、中压主汽阀22、中压调节阀23和中压导汽管24，缸体301的中压缸404上开设中压进汽口3013，中压主汽管道21一端与外部锅炉回热系统出汽口连通，中压主汽管道21靠近锅炉回热系统出汽口一端安装有中压主汽阀22，中压主汽管道21另一端与中压进汽口3013连接，缸体301的低压排汽缸405下部开设低压排汽口，所述低压排汽口通过低压排汽管道与外部凝汽器连接。
进一步地，每个高压调节阀13及高压进汽插管15后部设有若干个调节级喷嘴。
进一步地，高中低压合缸模块还包括高压排汽平衡鼓311、高压进汽平衡鼓312和中压进汽平衡鼓313，高压排汽平衡鼓311设置在高压排汽口3012处，所述高压排汽平衡鼓311安装在缸体301内壁上，高压进汽平衡鼓312设置在高压进汽口3011处，所述高压进汽平衡鼓312安装在缸体301内壁上，中压进汽平衡鼓313设置在中压进汽口3013处，所述中压进汽平衡鼓313安装在缸体301内壁上，高压排汽平衡鼓311、高压进汽平衡鼓312和中压进汽平衡鼓313均套设在汽轮机转子302上。
进一步地，高中低压合缸模块还包括高压通流压力级321和中压通流压力级322，高压通流压力级321设置在高压缸403的高压通流处，所述高压通流压力级321安装在缸体301内壁上和汽轮机高温段转子302上，中压通流压力级322设置在中压缸404的中低压通流处，所述中压通流压力级322安装在缸体301内壁上和汽轮机高温段转子302上。
进一步地，高压通流压力级321采用12级压力级，中压通流压力级322采用14级压力级。
进一步地，高中低压合缸模块还包括调节级331，调节级331设置在高压进汽口3011处，所述调节级331安装在缸体301内壁上，调节级331套设在汽轮机转子302上。
进一步地，调节级331为采用1级调节级。
进一步地，缸体301的高压缸403和中压缸404均为双层缸结构，低压排汽缸405为单层缸结构。
进一步地，汽轮机高温段转子302和汽轮机低温段转子307均为整锻转子，高温段转子与低温段转子通过螺栓连接。
本发明与现有技术相比具有以下效果：
1、本发明所述100MW单缸空冷光热汽轮机可满足对100MW空冷光热电站设备需要，同时汽轮机缸效率高，循环效率高、成本控制低。能有效提高市场竞争力。
2、本发明所述100MW单缸空冷光热汽轮机的机组进汽参数至为16.7MPa/566℃，在根本上提高了循环效率。
3、本发明所述100MW单缸空冷光热汽轮机的机组为高中低压合缸设计，单缸效率高，低压排汽缸405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。
4、本发明所述100MW单缸空冷光热汽轮机的机组采用喷嘴调节进汽，可有效地保证机组快速调节负荷和进汽量，同时尽可能地提高调节级后压力，减少调节级的做功比例，进而提高机组的经济性。
5、本发明所述100MW单缸空冷光热汽轮机除低压末两级隔板外，其余高、中、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100MW单缸空冷光热汽轮机的纵剖面结构示意图；
图2是本发明所述100MW单缸空冷光热汽轮机的俯视图；
图3是本发明所述100MW单缸空冷光热汽轮机去掉中压导汽组件后的左视图；
图4是本发明所述100MW单缸空冷光热汽轮机去掉高压导汽组件后的左视图；
图5是本发明所述100MW单缸空冷光热汽轮机的主视图；
图6是本发明所述100MW单缸空冷光热汽轮机滑销系统的结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1至图6说明本实施方式，本实施方式的一种100MW单缸空冷光热汽轮机，它包括高压导汽组件、中压导汽组件和高中低压合缸模块，高中低压合缸模块包括缸体301、汽轮机高温段转子302、汽轮机低温段转子307、低排端汽封303、高排端汽封304、前轴承箱305、后轴承箱306、转子推力轴承a和转子推力轴承b，汽轮机高温段转子302和汽轮机低温段转子307水平布置，汽轮机高温段转子302一端通过转子推力轴承a与前轴承箱305转动连接，所述前轴承箱305落地布置，汽轮机高温段转子302另一端通过螺栓结构与汽轮机低温段转子307一端连接，汽轮机低温段转子307另一端通过推力轴承b与后轴承箱306转动连接，所述后轴承箱306落地布置，缸体301套设在汽轮机转子302上，缸体301前部设有与汽轮机转子302相匹配的装配孔a，所述装配孔a的内圆柱面上安装有高排端汽封304，所述高排端汽封304套设在汽轮机缸体301上，缸体301后部设有与汽轮机转子302相匹配的装配孔b，所述装配孔b的内圆柱面上安装有低排端汽封303，所述低排端汽封303套设在汽轮机缸体301上，高压导汽组件包括高压主汽管道11、高压主汽阀12、N个高压调节阀13、N个高压导汽管14和N个高压进汽插管15，N≥1，N为正整数，缸体301的高压缸403上开设N个高压进汽口3011，所述N个高压进汽插管15一端分别插装在N个高压进汽口3011内，高压主汽管道11的一端安装有高压主汽阀12，高压主汽管道11的另一端外壁沿长度方向由前至后依次安装N个高压调节阀13，N个高压调节阀13后部分别通过N个高压导汽管14与N个高压进汽插管15的另一端连接，缸体301的高压缸403上开设高压排汽口3012，高压排汽管道一端与高压排汽口3012连接，高压排汽管道另一端与外部锅炉再热系统进汽口连通，中压导汽组件包括中压主汽管道21、中压主汽阀22、中压调节阀23和中压导汽管24，缸体301的中压缸404上开设中压进汽口3013，中压主汽管道21一端与外部锅炉回热系统出汽口连通，中压主汽管道21靠近锅炉回热系统出汽口一端安装有中压主汽阀22，中压主汽管道21另一端与中压进汽口3013连接，缸体301的低压排汽缸405下部开设低压排汽口，所述低压排汽口通过低压排汽管道与外部凝汽器连接。
本实施方式的回热系统共7级，分别是3级高压加热器、1级除氧器、3级低压加热器，经过多级回热极大地提高机组的循环效率。
本实施方式的前轴承箱305和后轴承箱306均落地布置，保证安在其上的低排端汽封303与汽轮机转子302间隙不会受低压排汽缸405变形和温度的影响。前轴承箱305采用落地结构支撑于基架上，调端通过下猫爪支撑在前轴承箱305上，猫爪与前轴承箱305滑动配合。前轴承箱305承担转子推力轴承a，是汽轮机转子302的相对死点。低压排汽缸405落在基架上。中低压转子为整锻转子，采用法兰螺栓连接。后轴承箱306落地布置。
本实施方式机组的绝对死点402设计在低压排汽缸405处，为整个机组的膨胀绝对死点402。汽轮机转子302的相对膨胀死点设计在前轴承箱305的转子推力轴承a处。运行期间高中低压汽缸向调端膨胀，汽缸通过定中心梁401推动前轴承箱305滑动，汽轮机转子302以转子推力轴承a为中心向两端膨胀。
具体实施方式二：结合图1至图6说明本实施方式，本实施方式的每个高压调节阀13及高压进汽插管15后部设有若干个调节级喷嘴。如此设置，采用喷嘴调节的进汽方式，拥有快速调节负荷的能力。每个高压调节阀13后对应一定数量的调节级喷嘴只数，通过高压调节阀13的开启数量和开度控制主蒸汽进入高压缸403的流量。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6说明本实施方式，本实施方式的高中低压合缸模块还包括高压排汽平衡鼓311、高压进汽平衡鼓312和中压进汽平衡鼓313，高压排汽平衡鼓311设置在高压排汽口3012处，所述高压排汽平衡鼓311安装在缸体301内壁上，高压进汽平衡鼓312设置在高压进汽口3011处，所述高压进汽平衡鼓312安装在缸体301内壁上，中压进汽平衡鼓313设置在中压进汽口3013处，所述中压进汽平衡鼓313安装在缸体301内壁上，高压排汽平衡鼓311、高压进汽平衡鼓312和中压进汽平衡鼓313均套设在汽轮机转子302上。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6说明本实施方式，本实施方式的高中低压合缸模块还包括高压通流压力级321和中压通流压力级322，高压通流压力级321设置在高压缸403的高压通流处，所述高压通流压力级321安装在缸体301内壁上和汽轮机高温段转子302上，中压通流压力级322设置在中压缸404的中低压通流处，所述中压通流压力级322安装在缸体301内壁上和汽轮机高温段转子302上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6说明本实施方式，本实施方式的高压通流压力级321采用12级压力级，中压通流压力级322采用14级压力级。如此设置，机组高压通流设置12级压力级，中低压通流设置14级压力级。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至图6说明本实施方式，本实施方式的高中低压合缸模块还包括调节级331，调节级331设置在高压进汽口3011处，所述调节级331安装在缸体301内壁上，调节级331套设在汽轮机转子302上。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6说明本实施方式，本实施方式的调节级331为采用1级调节级。如此设置，机组高压通流设置1级调节级。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6说明本实施方式，本实施方式的缸体301的高压缸403和中压缸404均为双层缸结构，低压排汽缸405为单层缸结构。如此设置，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。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至图6明本实施方式，本实施方式的缸体301的高压缸403和中压缸404均为双层缸结构，低压排汽缸405为单层缸结构。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6说明本实施方式，本实施方式的汽轮机高温段转子302和汽轮机低温段转子307均为整锻转子，高温段转子与低温段转子通过螺栓连接。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。
工作原理
结合图1至图6说明本发明所述100MW单缸空冷光热汽轮机的工作原理：本发明所述100MW单缸空冷光热汽轮机机组采用导汽管设计，蒸汽经过高压主汽阀12和高压调节阀13后进入高压缸403，蒸汽流过高压通流后由高压外缸下部的高压排汽管道流出；经锅炉再热后的蒸汽进入中压主汽阀22和中压调节阀23后进入中压缸404，流过中低压通流后由低压排汽缸405下部的低压排汽口进入凝汽器。
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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