專利名稱：一種大功率空冷式超超臨界汽輪機的中壓內缸的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種空冷式超超臨界汽輪機的中壓內缸，屬于汽輪機技術領域。
背景技術：
火力發電廠是工業用水大戶，一座水冷式(濕冷式)大型火力電廠的耗水量，相當于一個中小型城市的生活用水量，在富煤或富油缺水地區建設火力發電廠面臨缺水問題。空冷式亞臨界汽輪機的功率為300MW至650MW，汽輪機進汽壓力為16. 7MPa，進汽溫度為538°C至540°C，其優點是耗水量少，在缺水地區可以使用，但其缺點是熱耗率與煤耗率比較高。大功率空冷式超超臨界汽輪機，功率為600MW至1400MW，汽輪機進汽壓力25MPa至35MPa，進汽溫度為600°C至630°C，其第一個優點是耗水量少，在缺水地區可以使用；其第二個優點是熱耗率和煤耗率比較低，節水節能效果顯著。對于大功率空冷式超超臨界汽輪機，由于進汽溫度為600°C至630°C，造成中壓內缸中產生過大的熱應力，由熱應力產生的熱變形導致動靜碰磨，影響汽輪機的長周期安全運行。
發明內容
本發明的目的是提供一種大功率空冷式超超臨界汽輪機的中壓內缸，可以減小大功率空冷式超超臨界汽輪機中壓內缸的熱應力和熱變形。為了實現以上目的，本發明提供了一種大功率空冷式超超臨界汽輪機的中壓內缸，包括中壓內缸缸體，所述的中壓內缸缸體設于中壓外缸內，中壓內缸缸體與中壓外缸之間具有夾層，其特征在于，所述的中壓內缸缸體的外側設有隔熱罩，隔熱罩位于中壓內缸缸體與中壓外缸之間的夾層中。優選地，所述的隔熱罩與中壓外缸內表面之間的間隔為IOmm至200mm。優選地，所述的隔熱罩的厚度為5mm至12mm。優選地，所述的隔熱罩與中壓內缸缸體固定連接。更優選地，所述的中壓內缸缸體為功率為700MW至1400麗空冷式超超臨界汽輪機的雙流中壓內缸缸體，隔熱罩覆蓋雙流中壓內缸缸體與夾層冷卻蒸汽有接觸的全部外表面。更優選地，所述的中壓內缸缸體為功率為300MW至690MW空冷式超超臨界汽輪機的高中壓合體缸的中壓內缸缸體，隔熱罩覆蓋高中壓合體缸的中壓內缸缸體與夾層冷卻蒸汽有接觸的軸向外表面。本發明通過采用中壓內缸外表面隔熱罩，減小了空冷式超超臨界汽輪機的中壓內缸的熱應力和熱變形，提高了大功率空冷式超超臨界汽輪機中壓內缸的結構運行安全性。
圖1為實施例1中的空冷式超超臨界汽輪機的雙流中壓內缸結構示意圖；圖2為實施例2中的空冷式超超臨界汽輪機的高中壓合體缸的中壓內缸結構示意圖。
具體實施例方式以下結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。實施例1某型號1050MW空冷式超超臨界汽輪機，術級葉片高度918mm，汽輪機采用四缸四排汽結構。汽輪機高壓缸進汽壓力28MPa，高壓缸進汽溫度為600°C ;雙流中壓內缸進汽壓力為5. 85MPa，中壓內缸進汽溫度為620°C，中壓內缸排汽溫度為282. 6°C，中壓缸進汽溫度與排汽溫度的溫度差為337. 4°C ;低壓缸排汽采用空氣冷卻，低壓缸排汽壓力為12kPa。如圖1所示，為實施例1中的空冷式超超臨界汽輪機的雙流中壓內缸結構示意圖，所述的空冷式超超臨界汽輪機的雙流中壓內缸包括雙流中壓內缸缸體I，雙流中壓內缸缸體I包括上半缸和下半缸，雙流中壓內缸缸體I設于中壓外缸內，雙流中壓內缸缸體I與中壓外缸之間具有夾層，現有技術中，雙流中壓內缸缸體I的外表面外側沒有隔熱罩2，雙流中壓內缸缸體I與中壓外缸之間夾層蒸汽溫度為中壓缸的排汽溫度，雙流中壓內缸缸體I外表面與夾層冷卻蒸汽有接觸，在1050MW額定負荷工況下，中壓內缸內表面部位A熱應力為476. 36MPa，部位B熱應力為454. 71MPa，部位C熱應力為290. 95MPa。本發明中，雙流中壓內缸缸體I與夾層冷卻蒸汽有接觸的外表面的外側加裝隔熱罩2，隔熱罩2位于雙流中壓內缸缸體I與中壓外缸之間的夾層中，隔熱罩2覆蓋雙流中壓內缸缸體I與夾層冷卻蒸汽有接觸的全部外表面。隔熱罩2的材料為20號鋼，隔熱罩2厚度為6mm，隔熱罩2與雙流中壓內缸缸體I外表面之間最小間隔為IOmm,隔熱罩2與中壓外缸內表面之間的間隔為IOmm至200_。隔熱罩2與雙流中壓內缸缸體I采用螺栓固定。采用本發明的技術方案后，經該中壓內缸應力場的有限元數值計算分析，該型號空冷式超超臨界汽輪機在穩態額定工況下中壓內缸的部位A的熱應力從476. 36MPa下降到307. 99MPa，部位B的熱應力從454. 7IMPa下降到334. 32MPa，部位C的熱應力從290. 95MPa下降到174. 68MPa，熱應力下降26. 5%至40.0%，有效降低了該型號空冷式超超臨界汽輪機的雙流中壓內缸的熱應力，提高了該型號空冷式超超臨界汽輪機的雙流中壓內缸的運行安全性。頭施例2某型號空冷式超超臨界680MW汽輪機，末級葉片高度669mm，汽輪機采用三缸四排汽結構。高中壓合體缸結構，汽輪機高壓缸進汽壓力26MPa，高壓缸進汽溫度為600°C;低壓缸排汽采用空氣冷卻，低壓缸排汽壓力為12kPa ;中壓內缸進汽壓力為5. OMPa，中壓內缸進汽溫度為620°C，中壓缸夾層冷卻蒸汽溫度為468. 43°C。中壓缸進汽溫度與夾層蒸汽溫度的溫度差為151.57°C。如圖2所示，為實施例2中的空冷式超超臨界汽輪機的高中壓合體缸的中壓內缸結構示意圖，所述的空冷式超超臨界汽輪機的高中壓合體缸的中壓內缸包括高中壓合體缸的中壓內缸缸體3，高中壓合體缸的中壓內缸缸體3包括上半缸和下半缸，高中壓合體缸的中壓內缸缸體3設于中壓外缸內，高中壓合體缸的中壓內缸缸體3與中壓外缸之間具有夾層，現有技術中，高中壓合體缸的中壓內缸缸體3的外表面外側沒有隔熱罩2，高中壓合體缸的中壓內缸缸體3與中壓外缸之間夾層蒸汽溫度為中壓缸夾層冷卻蒸汽溫度，高中壓合體缸的中壓內缸缸體3外表面與夾層冷卻蒸汽有接觸，在680MW額定負荷工況下，中壓內缸內表面部位A熱應力為275. 21MPa，部位B熱應力為184. 87MPa，部位C熱應力為208. 02MPa。本發明中，在高中壓合體缸的中壓內缸缸體3與夾層冷卻蒸汽有接觸的外表面外側加裝隔熱罩2，隔熱罩2位于高中壓合體缸的中壓內缸缸體3與中壓外缸之間的夾層中，隔熱罩2覆蓋高中壓合體缸的中壓內缸缸體3與夾層冷卻蒸汽有接觸的軸向外表面。隔熱罩2材料為20號鋼，隔熱罩3厚度為6mm,隔熱罩3與高中壓合體缸的中壓內缸缸體3外表面之間最小間隔為IOmm,隔熱罩2與中壓外缸內表面之間的間隔為IOmm至200mm。隔熱罩2與高中壓合體缸的中壓內缸缸體3采用螺栓固定。采用本發明的技術方案后，經該中壓內缸應力場的有限元數值計算分析，該型號空冷式超超臨界汽輪機在穩態額定工況下中壓內缸的熱應力比較大的部位A的熱應力從275. 2IMPa下降到197. 93MPa，部位B的熱應力從184. 87MPa下降到58. 36MPa，部位C的熱應力從208. 02MPa下降到139. 63MPa，熱應力下降28. 1%至68.4%，有效降低了該型號空冷式超超臨界汽輪機高中壓合體缸的中壓內缸的熱應力，提高了該型號空冷式超超臨界汽輪機高中壓合體缸的中壓內缸的運行安全性。
權利要求
1.一種大功率空冷式超超臨界汽輪機的中壓內缸，包括中壓內缸缸體，所述的中壓內缸缸體設于中壓外缸內，中壓內缸缸體與中壓外缸之間具有夾層，其特征在于，所述的中壓內缸缸體的外側設有隔熱罩(2)，隔熱罩⑵位于中壓內缸缸體與中壓外缸之間的夾層中。
2.如權利要求1所述的大功率空冷式超超臨界汽輪機的中壓內缸，其特征在于，所述的隔熱罩⑵與中壓外缸內表面之間的間隔為IOmm至200mm。
3.如權利要求1所述的大功率空冷式超超臨界汽輪機的中壓內缸，其特征在于，所述的隔熱罩⑵的厚度為5mm至12mm。
4.如權利要求1所述的大功率空冷式超超臨界汽輪機的中壓內缸，其特征在于，所述的隔熱罩(2)與中壓內缸缸體固定連接。
5.如權利要求1-4中任一項所述的大功率空冷式超超臨界汽輪機的中壓內缸，其特征在于，所述的中壓內缸缸體為功率為700MW至1400MW空冷式超超臨界汽輪機的雙流中壓內缸缸體(1)，隔熱罩(2)覆蓋雙流中壓內缸缸體(I)與夾層冷卻蒸汽有接觸的全部外表面。
6.如權利要求1-4中任一項所述的大功率空冷式超超臨界汽輪機的中壓內缸，其特征在于，所述的中壓內缸缸體為功率為300MW至690MW空冷式超超臨界汽輪機的高中壓合體缸的中壓內缸缸體(3)，隔熱罩(2)覆蓋高中壓合體缸的中壓內缸缸體(3)與夾層冷卻蒸汽有接觸的軸向外表面。
全文摘要
本發明提供了一種大功率空冷式超超臨界汽輪機的中壓內缸，包括中壓內缸缸體，所述的中壓內缸缸體設于中壓外缸內，中壓內缸缸體與中壓外缸之間具有夾層，其特征在于，所述的中壓內缸缸體的外側設有隔熱罩，隔熱罩位于中壓內缸缸體與中壓外缸之間的夾層中。本發明通過采用中壓內缸外表面隔熱罩，減小了空冷式超超臨界汽輪機的中壓內缸的熱應力和熱變形，提高了大功率空冷式超超臨界汽輪機中壓內缸的結構運行安全性。
文檔編號F01D25/08GK103016076SQ20121057192
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月25日 優先權日2012年12月25日
發明者史進淵, 鄧志成, 危奇, 楊宇, 汪勇, 李汪繁, 蔣俊 申請人:上海發電設備成套設計研究院