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1、,积木块的开发思路积木块以适应一定流量或功率范围的汽缸为单元* 根据燃气轮机的排烟参数来确定蒸汽的参数范围* 根据系统优化的初步结果定下原则性的热力系统其它机组上的实际运行经验保证积木块应用上的可靠性* 相同的原则性热力系统* 相同的膨胀滑销系统 * 相同的阀门、管道、汽缸、转子、轴承等的形式* 相同的轴系振动特性 * 相同的辅助系统* 相同的控制系统 结合联合循环的特点在积木块设计中考虑的问题* 由于快速启停在结构上要保证大轴向动静间隙、低应力集中* 结构设计和控制规范上必须满足补汽投入的安全可靠在确定蒸汽参数和功率后所需的改进* 只需改变叶片通流尺寸* 其它部件均可保持不变,在其它机组应用
2、的经验可保证该积木块应用的可靠性.* 相同的膨胀滑销系统 *相同的阀门、管道、汽缸，转子，轴承*相同的轴系振动特性 *相同的辅助系统、控制系统、热力系统。,STC末级叶片家族与GE燃气轮机联合循环配合表,由用户确定后再匹配的方案联合循环方式* 一拖一的运行方式* 多拖一的运行方式燃机联合循环总体布置* 单层布置* 双层布置蒸汽参数的系统优化* 主蒸汽参数和补汽参数的最终确定* 是否采用再热热力系统的选取* 是否采用汽轮机回热抽汽进行给水除氧* 是否设置低压加热器及其个数 凝汽器的布置方式* 向下排汽* 轴向排汽* 侧向排汽,1 单缸无再热机组,结构特点： 单缸、单轴、双压、凝汽式无调节级，全周
3、进汽，节流调节新型高效的冲动式叶型，光滑的汽流通道全三元气动设计的可控涡叶片拥有较高级效率的阶梯多齿汽封高压短静叶隔板采用分流叶栅，中分面斜切低压动叶长叶片采用整圈自锁型（ILB）长叶片采用径向汽封减少机组的动静部件的轴向间隙采用分段平衡的方法平衡轴向推力安全可靠的薄壁汽缸高窄法兰设计先进的整锻无中心孔转子分段热处理技术独立安装于基础上低损失的主汽调节汽阀先进可靠的补汽系统设计和控制理念较大承载能力的KINGBURRY推力轴承适应联合循环特点的大面积冷凝器安全可靠的数字电液调节系统有深圳南山、月亮湾电厂的运行业绩,55MW联合循环单缸双压凝汽式 汽轮机纵剖面图,2 双缸无再热机组,结构特点：
4、双缸、单轴、双压、凝汽式无调节级，全周进汽，节流调节新型高效的冲动式叶型，光滑的汽流通道全三元气动设计的可控涡叶片拥有较高级效率的阶梯多齿汽封高压短静叶隔板采用分流叶栅，中分面斜切低压动叶长叶片采用整圈自锁型（ILB）长叶片采用径向汽封减少机组的动静部件的轴向间隙采用高压缸分段平衡，低压缸对流布置的方法平衡轴向推力安全可靠的薄壁汽缸高窄法兰设计采用无中心孔转子适应快速启停需求独立安装于基础上低损失的主汽调节汽阀先进可靠的补汽系统设计和控制理念较大承载能力的KINGSBURY推力轴承适应联合循环特点的大面积冷凝器安全可靠的数字电液调节系统,160MW联合循环双缸双压无再热 凝汽式汽轮机纵剖面图,
5、3 单缸再热机组,结构特点： 单缸、单轴、三压再热、凝汽式无调节级，全周进汽，节流调节新型高效的反动式叶型，光滑的汽流通道全三元气动设计的可控涡叶片拥有较高级效率的阶梯多齿汽封低压动叶长叶片采用整圈自锁型（ILB）长叶片采用径向汽封减少机组的动静部件的轴向间隙采用高压缸与中低压缸头对头布置的方法平衡轴向推力安全可靠的薄壁汽缸高窄法兰设计采用无中心孔转子适应快速启停需求独立安装于基础上低损失的主汽调节汽阀先进可靠的补汽系统设计和控制理念较大承载能力的KINGSBURY推力轴承适应联合循环特点的大面积冷凝器安全可靠的数字电液调节系统,135MW联合循环单缸三压再热 凝汽式汽轮机纵剖面图,5.4 双
6、缸再热机组,结构特点： 双缸、单轴、三压再热、凝汽式无调节级，全周进汽，节流调节新型高效的叶型，光滑的汽流通道全三元气动设计的可控涡叶片拥有较高级效率的阶梯多齿汽封采用径向汽封减少机组的动静部件的轴向间隙采用高中压缸头对头布置，低压缸对流布置的方法平衡轴向推力安全可靠的薄壁汽缸高窄法兰设计采用无中心孔转子适应快速启停需求独立安装于基础上低损失的主汽调节汽阀先进可靠的补汽系统设计和控制理念较大承载能力的KINGBURRY推力轴承适应联合循环特点的大面积冷凝器安全可靠的数字电液调节系统,285MW联合循环双缸三压再热 凝汽式汽轮机纵剖面图,六 结合用户实际情况最大限度满足用户要求,排气温度高可以再
7、热,但由于抽汽不适宜再热由于抽汽压力调整需要调节级热电负荷的调整由汽轮机独立完成,例如:漕泾项目,用户可能存在于各个领域项目会有其特殊需要方案要有足够灵活性,漕泾联合循环抽气热电联供 汽轮机方案设计纵剖面图,七 结论,安全可靠运行灵活高效率、经济效益高,确保机组具备,完善的设计体系先进的加工体系可靠的质保体系,高压通流部分的优化设计,高压前几级静叶采用分流叶栅 全三元气动设计的斜置式及子午面边界流道静叶 焊接式隔板 新型高效的冲动式叶片系列 叶顶采用阶梯多齿汽封 自带围带动叶,分流叶栅与加强筋叶栅气动性能的对比,横向压力梯度小，减少端壁边界层的横向流动 扩大背弧收敛段的范围，有利于背弧气流加速
8、，边界层减薄 最小压力点向出口边移动，减轻出口边界层的增厚、分离,全三元气动设计的斜置式及子午面边界流道静叶，减少二次流损失,该叶型与传统叶型相比有以下特点： 光滑的内背弧型线和收敛的通道 鱼头型叶栅，后加载的速度分布减少二次流损失 出汽边厚度减薄，减少尾迹损失,新型高效冲动式静叶型线，减少叶栅损失,原叶片,新叶片,该种新型叶型从进汽边到出汽边其叶片表面速度加速均匀，没有扩压段，有效地降低了叶型表面的型面损失。上图为新型冲动式叶型与原叶型的表面速度分布的对比。,新型高效冲动式动叶型线，改进流道速度分布,自带围带动叶,* 低振动应力* 围带连接部分低离心应力* 消除蠕变破坏* 消除腐蚀坑* 50
9、0多列运行经验,低压通流部分的优化设计,全三元气动设计的弯扭叶片 新型高效的型线 更加合理的叶片装配面 新的强化型叶根 新的引进型材料 叶片的表面强化处理 蜂窝式汽封 末级、次末级高频淬硬/镶嵌司太立硬质合金片 整圈自锁（ILB）叶片 加工质量的提高,弯扭角（LEAN）,tan()=(r)/rx=const,=r/rx=const,当代计算气动力学的顶尖技术* 边界层湍流模型的方法及数值求解* 国际先进N-S全三元求解的水平准确模拟不同工况之间的相对变化准确模拟全场参数的分布规律,N-S全三元气动计算技术,低压马刀形静叶片,马刀形静叶隔板,老型线,新型线,1、叶片装配面结构采用美国SWPC T
10、型叶根常用结构； 2、叶根完全包络型线； 3、有利于叶根装配面的装配。,改进叶片结构形式,强化的枞树形叶根型线 应力集中下降50% 动应力下降1030% 提高抗低周疲劳性能,蜂窝式汽封 良好的去湿效果 减小顶部间隙,材料主要力学性能对比,N/mm2,整圈阻尼自锁长叶片 单片自带围带和凸台 离心力反扭矩自锁为整圈连接 调频振型少，动应力小 有限元理论的设计方法,转子轮槽低周疲劳 寿命三维应力计算,本体结构上的先进性,光滑的汽流通道 采用了径向汽封技术 整锻无中心孔转子分段热处理技术 汽缸的薄壁高窄法兰设计 转子的分段平衡活塞方法平衡转子的轴向推力,光滑的汽流通道 汽流扩散均匀 减少级间损失,低压部分三元计算网格 及S2流面流线图,径向汽封结构简图 加快启动速度 减少漏汽损失 保留轴向汽封使负差胀时也能有较高效率,差胀计算图表,* 最大应力下降50%。 * 加快冷态启动时间。 * 国内唯一掌握无中心孔转子探伤专门技术。 * 分段热处理使高压段具有很好的高温性能，低压段具有好的常温强度与低FATT值。,分段热处理无中心孔转子,转子热应力 有限元计算 分析图,转子分段热处理示意图,轴向推力计算图表,分段平衡活塞结构 各平衡段上的推力与相应叶轮上推力变化一致 各个工况下平衡效果均良好,汽缸高窄法兰示意 等强度设计的合理汽缸壁厚 使螺栓中心尽可能靠近汽缸中心,汽缸热应力有限元 分析图,
