[發明專利]帶沖擊轉子的汽輪機的操作方法和實現該方法的汽輪機

無效

• 申請號: 201110075600.0
• 申請日: 2011-03-23
• 公開（公告）號: CN102200029A
• 公開（公告）日: 2011-09-28
• 發明（設計）人: A·諾維
• 申請（專利權）人: 阿爾斯通技術有限公司
• 主分類號: F01D5/06
• 分類號: F01D5/06;F01D5/28
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 陳珊;劉興鵬

技術領域

本發明涉及汽輪機的領域。其涉及根據權利要求1的前序部分用于操作汽輪機的方法。其還涉及實現該方法的汽輪機。

背景技術

應力腐蝕開裂(SCC)是一種損壞工藝，其根源為拉伸應力、腐蝕的環境和經受它的材料的同時出現。這三個因素之一的消除或改變經常能夠消除應力腐蝕開裂本身，或減少對它的敏感性并因此實際構成控制應力腐蝕開裂的明顯方法。

應力腐蝕開裂是亞臨界裂縫生長現象，其包括在特定點處的裂縫萌生、裂縫擴展和最后的最終過載斷裂。作為應力腐蝕開裂的結果的故障經常出現在表面上中性的化學環境中，拉伸應力遠低于相應金屬的屈服點。應力腐蝕開裂因此也持續是重大機器故障的原因。

在汽輪機中，應力腐蝕開裂特定地出現在潮濕蒸汽條件下。實際經驗顯示應力腐蝕開裂或者出現在葉片的緊固區域(在銷孔的邊緣，在杉形根，或在“跨越根部”)，或者出現在從轉子盤到轉子軸的過渡處。

以前為了阻止或至少減少在汽輪機中的應力腐蝕開裂已提出了大量的提議。在DE-A1102004028395中提出了通過用惰性金屬涂抹處于危險的汽輪機的零件來減少應力腐蝕開裂(也參見JP-A60212603)。為了防止應力腐蝕開裂，在DE-A1102006013139中提出了在相對在前級的最終渦輪級的區域中增加轉子的屈服點。為了應力腐蝕開裂的應力最小化，在EP-A12143884中公開了在所述轉子的輪盤的前側設置熱障涂層。JP-A61149501提出了為了減少變成水的蒸汽中的氧將肼注入蒸汽。根據JP-A61261605，蒸汽的pH值保持在預定范圍內，以便避免應力腐蝕開裂。所有所述技術方案提議對于生產工程原因或對于操作和技術原因都是非常昂貴的。

最后，JP-A60209602提出通過以窄縫隙(圖6中的D)節流使潮濕蒸汽變干(圖6中的C)，以便導引隨后干燥的蒸汽在轉子軸和收縮轉子盤之間在每種情況下穿過縫隙按照軸向方向經過轉子。整體結構或組裝結構的沖擊轉子不能按照這種方式阻止應力腐蝕開裂，沖擊轉子中軸和輪子之間不存在對應間隔。具體地，在組裝沖擊轉子的情況下只有在轉子和輪盤之間的縫隙能夠按照這種方法被保護，但不能保護維持的輪盤輪廓。

發明內容

因此本發明的目的是公開一種用于操作帶沖擊轉子的汽輪機的方法，通過該方法在輪盤區域的應力腐蝕開裂能夠以簡單有效的方式被防止，另一目的是產生一種用于實現該方法的汽輪機。

該目的通過權利要求1和9的特征的全部來實現。對于根據本發明的方法重要的是，干燥的過熱蒸汽給送到汽輪機，并且重要的是，為了減少或避免暴露在潮濕蒸汽危險中的沖擊轉子的輪盤上的應力腐蝕開裂，干燥的過熱蒸汽用于處于危險的沖擊轉子的輪盤的清洗。

應力腐蝕開裂(SCC)要求液體介質的影響。鑒于熱力學的觀點，在膨脹管線進入所謂潮濕蒸汽區域(＝穿過作為干燥過熱蒸汽和潮濕蒸汽之間的邊界線的威爾森(Wilson)線)時在蒸汽-水循環中形成蒸汽潮濕。為了可靠地阻止沖擊轉子輪盤的應力腐蝕開裂，掃過它們的蒸汽必須是干燥過熱的。為了實現這點，干燥過熱泄漏蒸汽流沿輪盤導引朝向隔膜封墊(packing)。

根據本發明的方法的一種設計，干燥過熱蒸汽通過單獨的給送管線從外部蒸汽源給送到沖擊轉子。作為外部蒸汽源，例如高壓渦輪部分或中級壓力渦輪部分或外部蒸汽線在這種情況下都是可行的。然后外部蒸汽導向尤其在鉆孔的輪盤之前的級1。這種設計當汽輪機將全部在潮濕蒸汽區域中操作時將是權宜之計。

本發明的另一設計，其特征在于：干燥過熱蒸汽通過入口管道給送到汽輪機并由于在蒸汽通道內的增大膨脹從干燥蒸汽區域轉換到潮濕蒸汽區域，并且其特征在于：為了減少或避免暴露在潮濕蒸汽危險中的沖擊轉子的輪盤上的應力腐蝕開裂，干燥過熱泄漏蒸汽流從干燥過熱蒸汽流出，并用于處于危險的沖擊轉子的輪盤的清洗。

具體地，在這種情況下的干燥過熱泄漏蒸汽流直接在干燥蒸汽區域的沖擊轉子的第一級(N)的下游流出，并給送到一個或多個后續級的輪盤。

如果干燥過熱泄漏蒸汽流直接從蒸汽通道流出，就尤其簡單。

本發明的另一設計，其特征在于：干燥過熱泄漏蒸汽流的給送通過在輪盤中對應的泄漏蒸汽孔或開口來執行。

具體地，為此對于每個輪盤多個優選軸向定向的泄漏蒸汽孔或開口在輪盤的圓周上以分布方式布置。

具體地，汽輪機能夠設計為雙流向低壓汽輪機。但是，本方法也能夠用于單流向低壓汽輪機。在這種情況下，泄漏蒸汽孔也能夠方便地用于軸向推力補償的目的。