[發(fā)明專利]二次再熱汽輪機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110334957.6
• 申請(qǐng)日: 2011-10-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102392703A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-03-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陽(yáng)虹;彭澤瑛;程凱;周代偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海電氣電站設(shè)備有限公司
• 主分類號(hào): F01K23/02
• 分類號(hào): F01K23/02;F01D5/08;F01D25/12;F01D25/16
• 代理公司: 上海光華專利事務(wù)所 31219
• 代理人: 劉計(jì)成

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及汽輪機(jī)，特別涉及一種二次再熱汽輪機(jī)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

電力已經(jīng)成為世界經(jīng)濟(jì)和人類生存的支柱。根據(jù)地球的資源狀況，燃煤發(fā)電在電力工業(yè)的主導(dǎo)地位在很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)不會(huì)發(fā)生根本轉(zhuǎn)變，推進(jìn)潔凈燃煤發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，提高電站效率，節(jié)約資源，減少排放是燃煤發(fā)電技術(shù)和產(chǎn)品的基本發(fā)展方向。無(wú)論發(fā)電機(jī)組使用的一次能源是燃煤、核能還是燃汽，只要使用蒸汽作為能量轉(zhuǎn)換的工質(zhì)，汽輪機(jī)均承擔(dān)將蒸汽熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械功的功能，因而汽輪機(jī)是決定整個(gè)電廠性能的最重要的發(fā)電設(shè)備之一。降低熱耗、減少排放、提高熱效率始終是汽輪機(jī)設(shè)計(jì)制造的首要任務(wù)。

如上海外高橋第三發(fā)電責(zé)任有限公司2×1000MW機(jī)組是采用高參數(shù)并應(yīng)用熱力系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)取得顯著節(jié)能減排效益的一個(gè)典型案例，運(yùn)行效率達(dá)到了當(dāng)今世界最高水平。配合蒸汽高參數(shù)，該電廠推出一系列新的節(jié)能減排技術(shù)：通過(guò)提高鍋爐燃燒效率、降低鍋爐汽水壓損及煙汽阻力、降低廠用電率、利用煙汽余熱、冷端優(yōu)化降低背壓、選配高效率的給水泵汽輪機(jī)、啟動(dòng)前的旁路沖洗等優(yōu)化技術(shù)，使汽輪機(jī)的供電煤耗累計(jì)降低4％，2010年該電廠超超臨界汽輪機(jī)折算的發(fā)電煤耗可達(dá)到268g/kW·h，為當(dāng)年世界最高水平。

從1993年首臺(tái)593℃再熱溫度的汽輪機(jī)機(jī)采用了先進(jìn)鐵素體材料，至今全世界范圍內(nèi)超超臨界參數(shù)的應(yīng)用已獲得了很多發(fā)展，目前已成功的開(kāi)發(fā)了600℃和625℃以上兩個(gè)溫度等級(jí)的先進(jìn)鐵素體材料，但是后者在汽輪機(jī)領(lǐng)域一直沒(méi)有得到應(yīng)用。當(dāng)前大容量超超臨界產(chǎn)品的最高參數(shù)已達(dá)到27MPa，600℃/610℃，與先前24.2MPa，566℃/566℃的超臨界參數(shù)相比，現(xiàn)有超超臨界參數(shù)的熱耗得益在1.7％左右。需要注意的是，在汽輪機(jī)領(lǐng)域，1％量級(jí)的得益已經(jīng)被視為成效突出的改善。

目前為了可以進(jìn)一步提高汽輪機(jī)的效率、降低熱耗，歐盟及日本開(kāi)始立足研究新的材料，例如中國(guó)專利(公開(kāi)號(hào)CN1854464A)所公布的鎳基合金材料。采用這種鎳基合金材料雖然可以進(jìn)一步承受更高的溫度，但鎳基合金材料的成本很高，而且汽輪機(jī)主要部件的一系列關(guān)鍵制造工藝技術(shù)(如大型鑄鍛件、焊接轉(zhuǎn)子)尚在研究階段，近期尚不能在產(chǎn)品中應(yīng)用。可見(jiàn)鐵素體材料仍是當(dāng)前階段汽輪機(jī)應(yīng)用的主要材料，因此如何進(jìn)一步提升采用鐵素體材料制造的汽輪機(jī)的效率才是目前最需要解決的技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種高效節(jié)能的二次再熱汽輪機(jī)。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種二次再熱汽輪機(jī)，其包括：一個(gè)超高壓缸，所述超高壓缸蒸汽入口壓力為35～40MPa，溫度為600℃～625℃；一個(gè)再熱高壓缸，所述再熱高壓缸的再熱蒸汽溫度為610℃～635℃；一個(gè)或兩個(gè)再熱中壓缸，所述再熱中壓缸的再熱蒸汽溫度為610℃～635℃；兩個(gè)或三個(gè)低壓缸，所述低壓缸的蒸汽入口溫度為300～360℃，壓力為0.3MPa～0.5MPa，該二次再熱汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子、汽缸、閥門采用鐵素體材料。

優(yōu)選的，所述超高壓缸為雙層缸，所述超高壓缸中間級(jí)對(duì)應(yīng)的內(nèi)缸壁上及與轉(zhuǎn)子平衡活塞相對(duì)應(yīng)的內(nèi)缸壁上設(shè)有漏汽孔。

優(yōu)選的，所述超高壓缸內(nèi)的轉(zhuǎn)子為小直徑多級(jí)葉片轉(zhuǎn)子。

優(yōu)選的，所述再熱中壓缸的轉(zhuǎn)子可采用單一的9％Cr材料制成；或?qū)⑺鲈贌嶂袎焊椎霓D(zhuǎn)子分為進(jìn)汽段和排汽段兩部分，所述進(jìn)汽段采用9％Cr材料，所述排汽段采用10％Cr或者12％Cr材料，所述進(jìn)汽段與所述排汽段焊接。

優(yōu)選的，所述二次再熱汽輪機(jī)相鄰兩個(gè)汽缸之間均只設(shè)有一個(gè)軸承。

優(yōu)選的，所述超高壓缸、再熱高壓缸、再熱中壓缸、低壓缸的蒸汽閥門均直接與相對(duì)應(yīng)的缸體連接。

上述技術(shù)方案具有如下有益效果：該二次再熱汽輪機(jī)采用目前成熟的鐵素體材料，其蒸汽最高溫度為620℃～635℃，進(jìn)汽壓力為35MPa-40MPa，與目前最高參數(shù)為27MPa/600℃/610℃的超超臨界汽輪機(jī)相比，其溫度由目前的600℃提高到620℃～635℃，從溫度提高的角度熱耗可降低1.1％以上，進(jìn)汽壓力可由目前的的27MPa-28MPa提高到35MPa-40MPa，從提高壓力的角度機(jī)組熱耗降低達(dá)到1.5％～2.3％；此外該汽輪機(jī)為二次再熱汽輪機(jī)，與一次再熱循環(huán)汽輪機(jī)相比其熱耗還可以降低1.4％～1.6％。可見(jiàn)該二次再熱汽輪機(jī)的供電熱耗和煤耗降幅最高可達(dá)5％，汽輪機(jī)的效率得到大幅提升，具有極高的性價(jià)比和市場(chǎng)前景。