[其他]再熱式汽輪機(jī)的一種暖機(jī)方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 86102437
• 申請日: 1986-04-12
• 公開（公告）號: CN86102437B
• 公開（公告）日: 1988-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 阿部正治
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社日立制作所
• 主分類號: F01D25/10
• 分類號: F01D25/10
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會專利代理部
• 代理人: 陳申賢,劉征

本發(fā)明涉及再熱式汽輪機(jī)的一種暖機(jī)方法，特別是涉及到具有高壓缸和中壓缸并采用中壓缸起動系統(tǒng)的再熱式汽輪機(jī)的高壓缸的暖機(jī)方法。

常規(guī)的再熱式汽輪機(jī)采用一種中壓缸起動系統(tǒng)，中壓缸是在高壓缸內(nèi)保持真空狀態(tài)下起動。在達(dá)到預(yù)定的傳送負(fù)荷之后（即在中壓缸進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥完全開啟之后），逐漸開啟高壓缸的蒸汽調(diào)節(jié)閥，以達(dá)到額定負(fù)荷。

高壓缸的進(jìn)汽流量受到節(jié)制，以免由于在真空中旋轉(zhuǎn)的、低溫的汽輪機(jī)葉片金屬溫度與流入高壓缸的高壓蒸汽溫度的溫差（不匹配量）而造成轉(zhuǎn)子的熱應(yīng)力急劇增加。

對這種不匹配量將參照圖4加以說明，當(dāng)中壓缸起動時，再熱蒸汽室的金屬溫度Tm₁與再熱蒸汽室內(nèi)進(jìn)汽溫度Ts₁（分別以曲線A與B表示）之間產(chǎn)生一個不匹配量t₁。還需要確定到高壓缸放汽前所需的時間，以便使產(chǎn)生的熱應(yīng)力低于允許值。

如上所述，需要使金屬溫度迅速達(dá)到與其較大不匹配的蒸汽溫度，同時，在一段長時間內(nèi)速度和負(fù)荷必須提高，這點完全適用于高壓缸的起動。

高壓缸起動時高壓一級進(jìn)汽汽溫稱為Ts₂，如曲線C所示，根據(jù)常規(guī)技術(shù)得知，曲線E所示的高壓一級的金屬溫度Tm₂，與中壓缸起動前的溫度相同，因為根本沒有進(jìn)行暖機(jī)。所以當(dāng)高壓缸放汽時，高壓一級處的不匹配量為△t₂′，如圖4所示。

利用旁路截流閥控制中壓缸起動蒸汽的再熱式汽輪機(jī)的上述暖機(jī)方法，可以相對地加速高壓缸入口處蒸汽調(diào)節(jié)閥的開啟，并可縮短起動時間。

然而常規(guī)方法并沒有考慮采取任何措施來改善上述的不匹配量，所以也就沒有能解決足以防止高壓缸受熱應(yīng)力不利影響的問題。

另一方面，例如在日本的No.2483/1985號專利中為采用中壓蒸汽起動系統(tǒng)的再熱式汽輪機(jī)推薦了一種常規(guī)的暖機(jī)方法。

根據(jù)上述的再熱式汽輪機(jī)的常規(guī)暖機(jī)方法，中壓缸除進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥之外，還配備一個調(diào)節(jié)蒸汽流量的小口徑旁路截流閥，在中壓缸起動之前，調(diào)節(jié)蒸汽流量的旁路截流閥開啟，并在達(dá)到預(yù)定的傳送負(fù)荷之后，開啟高壓缸入口處的另一個蒸汽調(diào)節(jié)閥，此時，高壓缸即起動。

本發(fā)明的目的是為采用中壓缸起動系統(tǒng)的再熱式汽輪機(jī)提供一種暖機(jī)方法，它可以減輕高壓缸轉(zhuǎn)子的熱應(yīng)力，從而縮短輪機(jī)的起動時間。

裝有一個高壓缸和一個中壓缸的再熱式汽輪機(jī)的一種暖機(jī)方法，它首先采用中壓缸起動，然后再高壓缸起動的系統(tǒng)。

本發(fā)明為此在中壓缸起動時用高溫蒸汽先對高壓缸的前級組進(jìn)行暖機(jī)，同時高壓缸的末級組仍保持真空狀態(tài)。

本發(fā)明中的再熱式汽輪機(jī)的暖機(jī)方法是在中壓缸起動時間外部的高溫蒸汽對高壓缸的前級組進(jìn)行暖機(jī)，以改善不匹配量和減小熱應(yīng)力，并將暖機(jī)用蒸汽排到高壓缸之外，不使其到達(dá)在真空中旋轉(zhuǎn)的末級組。

當(dāng)中壓缸起動時，流入的蒸汽的熱能不能帶動高壓缸轉(zhuǎn)動，而高壓缸只是慢車旋轉(zhuǎn)，所以，由于與渦輪轉(zhuǎn)子周圍氣體的摩擦而產(chǎn)生機(jī)械損失（鼓風(fēng)損失）。

經(jīng)驗得知，汽輪機(jī)葉片轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的鼓風(fēng)損失量與其周圍氣體比重成正比，約正比于葉片長度的1.5次方，約正比于在同一轉(zhuǎn)數(shù)下旋轉(zhuǎn)的葉片的節(jié)圓直徑的4次方。

標(biāo)準(zhǔn)的再熱式汽輪機(jī)的高壓缸的葉片最長、且節(jié)圓直徑大的末級葉片旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的鼓風(fēng)損失量約為葉片最短、節(jié)圓直徑小的第一級葉片的5倍。

另一方面，從設(shè)計上考慮，末級旋轉(zhuǎn)葉片的最高溫度必須是額定負(fù)荷下的蒸汽溫度。然而常有這種現(xiàn)象發(fā)生，即由于種種原因蒸汽送不進(jìn)高壓缸，不能使其慢車旋轉(zhuǎn)，由于產(chǎn)生鼓風(fēng)損失而使其溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于上述最高設(shè)計溫度，致使高壓缸過熱。

為了減少這種鼓風(fēng)損失，高壓缸的末級和與其相靠近的幾級必須保持真空狀態(tài)。相反，包括葉片短、節(jié)圓直徑小的第一級葉片在內(nèi)的前級組所產(chǎn)生的鼓風(fēng)損失并不太大，不足以使高壓缸過熱。

如上所述，本發(fā)明的再熱式汽輪機(jī)的暖機(jī)方法是在中壓缸起動階段將高壓缸的暖機(jī)與真空冷卻相結(jié)合起來。

當(dāng)包括高壓缸第一級在內(nèi)的前級組保持真空狀態(tài)時，則前級組往往處于低溫狀態(tài)，為此，本發(fā)明決定對包括第一級在內(nèi)的前級組進(jìn)行暖機(jī)，而不是將其保持在真空狀態(tài)，以減少不匹配量。

真空冷卻和加壓暖機(jī)（通過進(jìn)汽加壓）這兩種截然相反的要求可以通過將高壓缸分成兩個級組的辦法來滿足，即在前級組暖機(jī)之后，在分支管處抽真空將蒸汽排出高壓缸之外，不使其進(jìn)入高壓缸的末級組。