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1、2016 .南京哈汽公司超超临界汽轮机新技术目 录一、 哈汽公司简介二、 哈汽公司高效超超临界 1000MW和二次再热 1000MW汽轮机新技术三、 部分新技术的验证四、 小结1.公司简介4哈尔滨汽轮机厂有限责任公司（原哈尔滨汽轮机厂）是我国 “ 一五 ” 期间 由苏联援建 的156项重点工程中 的两项 。哈汽公司目前具有 3000万千瓦 的年综合生产能力。截至目前，共获国家级奖励30多项，省部级奖励 80项 ,获发明专利 100多项，实用新型专利近 400项。一、哈汽公司简介52.公司主要产品 火电汽轮机 核电汽轮机 燃气 -蒸汽联合循环设备 重型燃气轮机、轻型燃压机组 太阳能热发电系统设备
2、 控制保护系统（ DCS、 DEH、 TSI、 ETS等） 汽机主要本体辅机（凝汽器、低加、 MSR等）一、哈汽公司简介4 .哈汽汽轮机技术发展历程650-60年代：冲动式技术引进机组： 25MW、 50MW供热机组自主设计： 25MW、 50MW、 100MW机组级派生机型70-90年代：冲动式和反动式技术并存引进机组： 300、 600MW亚临界纯凝机自主设计： 100MW和 200MW机组优化改进 300、 600MW亚临界纯凝机1995-2014年：高参数大容量机型的引进和开发引进进组：超临界 600MW、超超临界 600-1000MW机组、 9FA、 GT13E2自主设计： 300-
3、350MW抽汽机组、 350-660MW超临界600-660MW超超临界1000MW超超临界、 6601000MW二次再热机型50-350MW等级各种联合循环机型100、 135、 150、 200、 300、 350、 600、 1000MW等级空冷机型一、哈汽公司简介 1958年：中国首台 25MW汽轮机 1959年：中国首台 50MW汽轮机 1960年：中国首台 100MW汽轮机 1971年：中国首台 200MW汽轮机 1984年：中国首台 210MW汽轮机（出口巴基斯坦） 1989年：中国首台 600MW亚临界汽轮机 1989年：中国首台 200MW间接空冷汽轮机 2001年：中国首台
4、 650MW核电汽轮机 2004年：中国首台 600MW超临界汽轮机 2004年：中国首台 300MW亚临界直接空冷汽轮机 2005年：中国首台 600MW亚临界直接空冷汽轮机 2007年：中国首台 600MW超超临界汽轮机 (2缸 ) 2008年：中国首台 350MW超临界汽轮机 2009年：中国首台 660MW超临界直接空冷汽轮机 2010年：中国首台 350MW(60HZ)亚临界汽轮机（出口巴西）5.历史年表7一、哈汽公司简介第一代 1000MW汽轮机 引进日本东芝百万冲动式机型投产 8台，情况不尽人意 。新型高效 1000MW汽轮机及二次再热汽轮机：借鉴欧洲技术、独立开发、开创产品精细
5、化设计之路多级数、反动式设计；节流调节、切向进汽、横置静叶高压红套环技术低压整体铸造内缸1 . 高效超超临界一次再热和二次再热 1000MW汽轮机的先进技术8一次再热和二次再热 1000MW机组二次再热 1000MW汽轮机设计在一次再热机组基础上，增加超高压缸修改设计高压缸和中压缸合理布置轴系。9VHP IPHP LP1 LP2一次再热和二次再热 1000MW机组 小焓降反动式叶型 多级数根据经典理论：按反动度大小，汽轮机的级分为纯冲动级（反动度 0）和纯反动级（反动度 0.5），相应的机组称为冲动式汽轮机和反动式汽轮机。冲动级蒸汽主要在喷嘴栅（静叶）中膨胀， 在动叶栅中只有少量膨胀，反动级蒸
6、汽在汽轮机的喷嘴栅和动叶栅中都有相当程度的膨胀。102. 通流形式的选择冲动级 反动级一次再热和二次再热 1000MW机组 采用反动式通流的优点 叶片宽度小，在转子跨距一定的情况下，能够布置更多的级数，提高缸效率。 结合装配式隔板结构，能够简化通流结构，在设计、加工制造等方面，相对冲动式更简单。 反动级负荷变化时高效区宽泛，机组部分负荷时效率下降得较慢，对当前机组较低的负荷形势更有意义。11一次再热和二次再热 1000MW机组 哈汽公司是国内在 350MW600MW1000MW全系列机组同时拥有反动式和冲动式设计技术的制造厂。 对于高效 600MW1000MW机组，国际上通流采用反动式技术设计
7、的厂家有：法国 ALSTOM，德国西门子，日本三菱。美国 GE公司是冲动式技术流派的鼻祖，但 GE公司最新设计开发的用于联合循环的 D650机组也采用了反动式设计技术。 一般地，大容量纯凝机组通流一般采用反动式设计 , 供热机组通流一般采用冲动式设计，在有抽汽情况下，冲动式通流转子推力变化较小。 通流型式选择12一次再热和二次再热 1000MW机组2.技术规范13序号 项 目 单位 数值 数 值1 机组型式超超临界， 二 次再热，单轴、 五 缸四排汽、 反动式凝汽式超超临界，一次再热，单轴、四缸四排汽、反动式凝汽式2 汽轮机型号 N1000-31/600/620/620 N1000-28/60
8、0/620 3 主蒸汽额定进汽量 t/h 2555 2827.884 主蒸汽压力 /温度（ THA） MPa/ 31.0/600 27.0/6005 再热蒸汽压力 /温度 MPa/ 3.20/10.0/620/620 5.27/6206 设计背压 KPa 4.80 4.807 配汽方式 节流调节 节流调节8 额定转速 r/min 3000 3000 9 旋转方向 顺时针（从汽机向发电机看） 顺时针（从汽机向发电机看）10 回热级数（高除低） 3+1+5(带外置式蒸汽冷却器 ) 3+1+5(带外置式蒸汽冷却器 ) 11 低压末级叶片长度 mm 1220 1220 12通流级数 74 59高压缸
9、级 16+14 15 中压缸 级 212 212 低压缸 级 225 225 13 中压缸排汽压力 MPa 0.57 0.57 14 汽轮机外形尺寸 31m12m8m 30m12m8m一次再热和二次再热 1000MW机组高压末三级三维实体图静、动叶型线高压末三级中部截面马赫数云图 先进的后加载叶型 控制二次流损失 -合理控制展弦比-采用后加载叶型-弯叶片 降低叶片的根径（顶径）以减小静叶根部和动叶顶部漏汽面积 控制漏气损失 -弯曲静叶片-可控涡流型 先进叶型的开发和应用3. 先进的气动特性一次再热和二次再热 1000MW机组 满足良好的变工况性能 宽负荷特性好100%负荷下高压典型级中截面马赫
10、数等值线 60%负荷下高压典型级中截面马赫数等值线100%负荷下高压典型级中截面叶型表面压力 60%负荷下高压典型级中截面叶型表面压力与 100%负荷工况相比， 60%负荷工况下各排叶片前缘不可避免地产生了较大的负攻角。但由于叶型具有良好的攻角适应性，负攻角的存在并没有对级效率产生很大的影响，级效率变化小一次再热和二次再热 1000MW机组装配式隔板实体图焊接隔板实体图 装配式隔板4. 先进的高压部分结构特性焊接隔板纵剖图装配式隔板纵剖图焊缝焊缝导叶一次再热和二次再热 1000MW机组17圆筒型整体内缸 +红套环技术应用于超高压缸和高压缸，可整体发运到现场一次再热和二次再热 1000MW机组高
11、压第一级横置静叶18第一级轴向布置静叶实体图第 1、 2级子午面温度云图一次再热和二次再热 1000MW机组19汽轮机高压进汽蜗壳实体图高压进气蜗壳压力云图超高压缸和高压缸：切向进汽蜗壳结构四、增效降耗措施和新技术应用切向蜗壳进汽结构的流场分析整流进入的工质，减少进汽损失汽轮机进汽蜗壳实体图20二次再热 1000MW汽轮机技术21主汽阀调节阀执行机构调节阀主汽阀执行机构超高压 /高压主汽调节联合阀直接焊到汽缸上高压主调阀后处理各截面位置阀门组内部三维流线图阀门全开总压损 2%一次再热和二次再热 1000MW机组防止汽流激振措施增加高压转子刚度，提高汽轮机超高压 高压转子临界转速；所有轴承采用四
12、瓦可倾瓦轴承；减小高压转子的强迫挠度系数；全周进汽；采用防汽流涡动汽封；22一次再热和二次再热 1000MW机组防止固体颗粒措施表面硬化处理 程度新型的防侵蚀 叶型，合理的动静间隙增加旁路投运时间，充分带走一部分 固体颗粒 （上海外三经验）。23一次再热和二次再热 1000MW机组24超高压缸和高压缸 整体安装和就位超高压 /高压模块包装后尺寸6.6m3.9m3.8m，超高压 /高压模块总重约 160T（带支架）。现场安装：将 超高压 /高压模块整体起吊，缓慢落在轴承箱中， 外缸猫爪支撑在轴承箱上，转子支撑在轴承上。调好后，拆卸定位环，连接转子对轮，超高压 /高压模块与阀门连接。一次再热和二次
13、再热 1000MW机组中 压 主汽 阀 碟与 调节阀 碟共享一个 阀 座；通 过导 管与汽缸 连 接中压模块阀门通过导管焊接25一次再热和二次再热 1000MW机组中 压 通流采用正反向布置的 12级 反 动 式 压 力 级 。下 进 汽，上出汽265. 先进的汽轮机中压部分结构特点一次再热和二次再热 1000MW机组低压模块27高效 1000MW超超临界汽轮机6. 先进的汽轮机低压技术特点落地轴承箱落地内缸落地端汽封1220mm末叶片低压转子排汽导流环低压内缸进汽蜗壳28新型低压模块四、增效降耗措施和新技术应用传统多级扰流低压内缸设计29HTC -360蜗壳进汽 横置静叶铸造低压内缸 +横置
14、静叶 +切向蜗壳进汽四、增效降耗措施和新技术应用360蜗壳进汽低压内缸实体图30整体铸造低压内缸 +切向蜗壳进汽一次再热和二次再热 1000MW机组31一次再热和二次再热 1000MW机组32大唐七台河 600MW改造机组：正在吊装的内缸上半，能看见第一级横置静叶一次再热和二次再热 1000MW机组导叶出汽侧排水对比分布图导叶高度相对排水量实心导叶空心导叶导叶外环出汽侧开缝进汽侧开缝导叶内环 末级叶片末级空心导叶除湿效果33一次再热和二次再热 1000MW机组考虑汽封漏汽的全三维数值计算小间隙汽封技术 +摩擦启动技术 认真选取能够承担汽封的材料； 减少汽封的漏汽损失是提高通流部分效率的主要措施
15、。34一次再热和二次再热 1000MW机组试验结果表明：从使用实际使用习惯、原材料成本控制、汽封片硬度控制方面考虑，进行多种材料的汽封片试验，确定了合适的汽封材料， 并申请了相关专利。35 小间隙汽封技术选材用专用材料加工的汽封片，通过合理的工艺处理后，可以用于“ 小间隙启动汽轮机 ”，该汽封片可以与转子轴、叶顶围带进行直接接触摩擦，不会对转子轴，围带造成损伤。粘连 磨损 无损伤一次再热和二次再热 1000MW机组36 积极新型汽封的研究刷子汽封 积极尝试，试验筛选镶片式汽封圈 采用静子部分可磨涂层技术一次再热和二次再热 1000MW机组外置式蒸冷器蒸汽冷却器由于中压缸中间抽汽级的抽汽温度较高，其过热度较大，直接加热给水会降低机组朗肯循环效率，采用外置蒸汽冷却器先加热高温给水可提高给水温度 4-5 ，提高汽轮机内效率 0.2%左右。增加外置蒸冷器后，既降低机组热耗，同时减少三号高加的设计难度。398. 系统优化 外置式蒸冷器一次再热和二次再热 1000MW机组40部分技术已经得到验证 绥中俄制 800M机组改造 大唐七台河亚临界 600MW机组成功改造 新型 350
