国产1000mw超超临界机组转子冷却系统

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1、第53卷第3期汽轮机技术VoI_53No．32011年6月TURBINETECHNOLOGYJun．2011国产1O00MW超超临界机组转子的冷却系统石杨，谢诞梅，阚伟民，郑李坤，熊扬恒(1武汉大学动力与机械学院，武汉430072；2广东电网公司电力科学研究院，广州510600)摘要：转子冷却系统是有效防止转子热疲劳，提高转子材料使用等级的重要装置。重点分析了国产1O00MW超超临界汽轮机的高中压转子的冷却系统及其特点，以期为现场技术人员提供参考。关键词：超超临界机组；汽轮机；冷却系统；转子分类号：V264．1文献标识码：A文章编号：1001-5884(2011)03-0

2、202-03CoolingSystemf0rR0t0rofDomesticUltra．supercritical1000MWSteamTurbineSHIYang，XIEDan—mei，KANWei—rain，ZHENGLi—kun，XIONGYang—heng(1PowerandMechanicalCollege，WuhanUniversity，Wuhan430072，China；2GuangdongPower8rldCorporationPowerScienceInstitute，Guangzhou510600，China)Abstract：Therotorcooli

3、ngsystemisefectivetopreventtherotorthermalfatigue．andimprovetheleveltherotoumaterl—als．Thisarticlemainlyanalyzesthehighandmedium-pressure~tors’colingsystemandcharacteristics，inordertopro·videi~ferencefortheon·sitetechnicalpersonne1．Keywords：ultra-supercriticalunits；steamturbine；coolingsys

4、tem；rotor0前言与常规汽轮机相比，超超临界汽轮机在降低单位能耗、控制环境污染和优化电力结构等方面有着巨大优势。因此超超临界技术在近十年获得了巨大发展，汽轮机的主蒸汽温度和再热蒸汽温度也逐渐升高。随着主蒸汽温度的升高，材料的力学性能有所下降。同时，超超临界汽轮机在启动、停机和负荷变动的过程中，汽轮机转子承受相当大的瞬态热应力，而过大的瞬态热应力将使转子的寿命降低甚至疲劳破坏，进而威胁机组的安全运行。为了保证超超临界汽轮机的转子有足够的强度和寿命，除了采用耐高温的材料之外，还图1300MW亚临界汽轮机中压转子冷却必须采用先进的转子冷却技术。再热温度相对提高(超临界机组

5、为566％，超超I临界机组为超超临界汽轮机的转子通常采用蒸汽冷却技术以提高600~C)，其转子的冷却系统也越来越复杂。材料的使用等级，充分发挥材料的机械性能，防止转子热疲图2和图3分别表示国产600MW超临界机组的转子冷劳，从而提高转子的设计寿命。因此转子的蒸汽冷却技术现却系统。已成为超超临界汽轮机研制和生产的关键技术之一日j。在图2中，中压进汽口部分采用入口导流板，对高温再目前。国内外汽轮机转子的冷却主要集中在高压第一级热蒸汽进行隔离，566℃的再热蒸汽不会接触转子，使转子在和中压第一级上。中压通流第一级隔板后才接触蒸汽i同时在入口导流板中部设置导流孔，将高压缸的排气引

6、入板内表面与转子外表面的1转子冷却系统的发展间隙，冷却蒸汽覆盖在转子的表面，对转子进行冷却。在图3中，有一股从中压喷嘴室和中压转子之间流向中转子冷却技术早在上个世纪80年代就已经广泛应用于压第一级叶轮的中压缸中间轴封漏汽(调节级后)；另外从高国产30OMW的亚临界机组上(图1)。由图可知，该转子的压第三级后引出一股蒸汽，用管道送至中间轴封的中间汽冷却结构比较简单，这是因为亚临界机组的主蒸汽和再热温室，使其与中间轴封漏汽混合流向中压第一级叶轮，其中一度相对较低(一般为535~C一538~C)。部分蒸汽经叶根处的孔道流向级后。这股混合汽流带走部超(超)临界机组的主蒸汽和分辐射

7、热，适当降低该段转子的温度。收稿日期：2010-08-16作者简介：石杨(1987一)，男，硕士研究生。主要研究方向为叶轮机械强度及可靠性。第3期石杨等：国产lO00MW超超临界机组转子的冷却系统203图3某型600MW超临界汽轮机中压转子冷却对于1O00MW的超超临界机组，其汽轮机转子结构比600MW超临界机组要更加复杂(表1列出了了国产1O00MW图2某型600MW超临界汽轮机中压转子冷却超超临界汽轮机转子的主要参数)。表1国产1O00MW超超临界汽轮机转子主要参数比对要采用欧洲技术和日本技术：①上汽一西门子技术；②哈汽2