[實用新型]一種消除低壓缸脹差、變形的溫度控制系統

有效

• 申請號: 201920297748.0
• 申請日: 2019-03-08
• 公開（公告）號: CN209892275U
• 公開（公告）日: 2020-01-03
• 發明（設計）人: 張黎明;張津溪
• 申請（專利權）人: 張黎明;張津溪
• 主分類號: F01D25/12
• 分類號: F01D25/12;F01D25/26
• 代理公司: 11577 北京知呱呱知識產權代理有限公司
• 代理人: 丁彥峰;賀亞明

本實用新型涉及新能源發電應用技術領域，具體涉及一種消除低壓缸脹差、變形的溫度控制系統，通過引接對應溫度工質水對低壓內缸外壁分段進行冷卻或加熱，解決包括凝抽背、零功率、零進汽改造三種低壓缸切除技術在內全工況范圍的低壓內缸內外壁溫差大、脹差大、變形量大、結合面張口、缸體加強筋斷裂乃至三種低壓缸切除工況各級動葉鼓風損失摩擦起熱導致的次末級、末級動葉超溫、脹差超限、動靜間隙變小碰摩振動等危及安全的問題，實現切斷凝抽背或低壓缸零出力改造后的冷卻蒸汽及噴水減溫，杜絕了汽機水沖擊及葉片水蝕問題，優化設計、制造具有更小軸向通流間隙的高效率低壓缸，實現機組運行安全與經濟性提升。

技術領域

本實用新型涉及新能源發電應用技術領域，具體涉及一種消除低壓缸脹差、變形的溫度控制系統。

背景技術

隨著電源裝機容量相對飽和，火電機組出力≤50％額定容量低負荷運行，乃至≤30％深度調峰將成為常態，開展火電靈活性改造實現深度調峰及熱電解耦，是消納新能源、提升可再生能源利用率的必由之路。目前行業主要的熱電解耦技術包括：汽輪機低壓雙轉子高背壓改造、低壓轉子光軸改造、背壓機改造、旁路供熱、電鍋爐、蓄熱罐、低壓缸切除技術等。其中，低壓缸切除技術，現有技術中有華電電力科學研究院的凝抽背改造和西安熱工研究院的低壓缸近零功率改造技術。

機組長期在≥50％額定容量的工況運行時，一般低壓缸進汽溫度約≥200℃，而低壓內缸外壁溫度接近低壓缸排汽溫度約≤35℃，存在低壓內缸內外壁溫差大問題，進而導致低壓缸脹差大、變形量大。因此，雖然低壓缸壁厚較高中壓缸壁厚小、進汽參數低，但是低壓缸脹差設計值乃至運行實際值較高中壓缸脹差值大，所以廠家取較大的軸向通流間隙進行設計、制造，以犧牲經濟性來確保機組運行安全性。也正是低壓內缸內外壁溫差大，導致低壓缸變形量大、結合面張口大漏氣、低壓缸缸體加強筋經常斷裂等問題。

機組長期空負荷或≤50％額定容量低負荷運行時，煤耗高經濟性差的同時，末幾級葉片容易水蝕，由于蒸汽流量小，鼓風摩擦產生的熱量不能帶走，使汽輪機排汽溫度升高，將會危及轉子運行安全，低壓缸脹差超限，同時低壓缸受熱變形量大易引起徑向、軸向間隙變小而動靜碰摩造成振動。

機組長期在小容積流量工況或者無蒸汽流量工況下運行時，如現有技術中凝抽背改造、低壓缸近零功率改造、低壓缸零進汽改造的三種低壓缸切除工況，存在各級動葉摩擦起熱的鼓風損失，特別是次末級葉片、末級葉片鼓風摩擦嚴重而表現出摩擦起熱超溫的問題。鼓風摩擦產生的熱量不能帶走，使汽輪機排汽溫度升高，將會危及轉子運行安全，低壓缸脹差超限，同時低壓缸受熱變形量大易引起徑向、軸向間隙變小而動靜碰摩造成振動。

如上所述，機組長期空負荷或≤50％額定容量低負荷、小容積流量工況、無蒸汽流量工況運行，如現有技術中凝抽背改造、低壓缸近零功率改造、低壓缸零進汽改造三種低壓缸切除技術運行機組，都面臨冷卻蒸汽少，漏入空氣引起鼓風損失導致低壓缸超溫、脹差增大、變形等等問題，嚴重危及機組運行安全。即便是≥50％額定容量的安全經濟負荷工況正常運行時，依然存在低壓缸內外壁溫差大導致脹差大、變形量大問題，危及機組運行安全，因此廠家取較大的軸向通流間隙進行設計、制造，以犧牲經濟性來確保機組運行安全性。

因此，亟需一種技術方案解決包括凝抽背、零功率、零進汽改造三種低壓缸切除技術在內的全工況范圍，低壓內缸內外壁溫差大、脹差大、變形量大、結合面張口、缸體加強筋斷裂及低負荷乃至三種低壓缸切除工況各級動葉鼓風損失摩擦起熱，次末級、末級動葉超溫、脹差超限、動靜間隙變小碰摩振動等危及安全的問題，實現切斷凝抽背或低壓缸零出力改造后必需的冷卻蒸汽及噴水減溫系統的投入，杜絕噴水減溫導致汽輪機水沖擊及加劇葉片水蝕問題，進而優化設計、制造具有更小軸向通流間隙的高效率低壓缸，實現機組運行安全與經濟性提升。

實用新型內容

為此，本實用新型實施例提供一種消除低壓缸脹差、變形的溫度控制系統，以解決上述問題。

為了實現上述目的，本實用新型實施例提供如下技術方案：