东方1000mw 超超临界汽轮机设计特点

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1、东方1000MW超超临界汽轮机设计特点王建录喻刚（东方汽轮机厂）1总体介绍1.1总体结构东方超超临界1000MW汽轮机为一次中间再热、单轴、四缸四排汽、凝汽式汽轮机。从机头到机尾依次串联一个单流高压缸、一个双流中压缸及两个双流低压缸。高压缸呈反向布置（头对中压缸），由一个双流调节级与8个单流压力级组成。中压缸共有2×6个压力级。两个低压缸压力级总数为2×2×6级。末级叶片高度为43″。其总体结构如图1.1.1所示。图1.1.1汽轮机总体结构图1.2主要技术规范⑴型号N1000-25.0/600/6

2、00（2）额定参数功率1000MW高压主汽阀前蒸汽压力25.0MPa.a，温度600℃中压主汽阀前蒸汽压力4.25MPa.a，温度600℃正常排汽压力(平均值)0.0051MPa(a)最终给水温度298.5℃主蒸汽流量2733t/h额定转速3000r/min机组总长37.9m(不含电机)旋转方向逆时针冷却水温（设计水温）21.5℃维持额定功率时的最高计算冷却水温36℃配汽方式全电调(阀门管理)（3）通流级数:热力级为20级，结构级为45级，其中高压缸I(双流调节级)+8压力级中压缸2X6级(单缸双

3、流程)低压缸(A、B)2X2X6级(双流程)2主机设计特点2.1经济性好2.1.1先进的非定场全三维通流设计技术叶片各截面沿叶高三维空间成型，在叶道内沿径向形成“C”型压力分布，即：压力两端高，中间低（C型），二次流由两侧向中间流动汇入主流，减小了端部二次流损失（见图2.1.1）。2.1.2动叶叶顶整圈自带冠采用减振效果优良的单层自带冠结构，静态时连接件间留有最佳安装间隙，在一定转速下开始接触，在额定转速时连接件接触面产生一定的最佳正应力，在此正应力作用下，阻尼件将大大地消耗叶片振动能量，衰减振动

4、，降低叶片的动应力（见图2.1.2）。图2.1.1图2.1.22.1.3平衡扭曲动叶（BV叶型）考虑了气体压缩性的层流叶型，具有更低的型线损失。采用扭曲成型使流型沿叶高优化，进口攻角减小，级效率明显提高(见图2.1.3)。2.1.4高负荷（CUC、HV）静、动叶技术叶面的后加载气动布局特性使端损减小(见图2.1.4)。对原平衡动叶叶型根部型线改进设计，叶片负荷提高，叶片数减少，型面损失及尾迹损失均减少15%。通过叶型修型改善型面的气动布局特点，减小攻角损失最低压力点向后移，减小了扩压区，型损下降。

5、2.1.5多维弯曲静叶技术喷嘴被切向弯曲，形成三维扩散流道减少二次流损失。级效率提高1-2%(见图2.1.5)。2.1.6薄出汽边技术静叶薄出汽边与厚出汽边相比：•尾迹损失小••级效率提高0.6～0.9%（见图2.1.6)。图2.1.5图2.1.62.1.7汽封技术CFD流场优化研究对传统汽封和新型结构的汽封进行大量CFD分析和结构优化，得到适用于各系列机组和各级次的密封特性优良的汽封几何结构，提高汽封的密封特性，减小汽轮机的泄漏损失(见图2.1.7)。图2.1.71）动叶叶顶多齿汽封技术高压轴汽

6、封和部分隔板汽封采用新型“Guardinseal”汽封，进一步减小轴封间隙，提高内效率(见图2.1.7.1)。2）动叶叶顶多齿汽封技术动叶采用自带冠技术，动叶顶部叶冠采用城墙结构，使叶顶的汽封齿数由两个增加到四个高低齿，减少漏汽量,提高缸效率。图2.1.3图2.1.4(见图2.1.7.2)。3）椭圆形弹簧支承敏感式汽封动叶采用自带冠技术，动叶顶部叶冠采用城墙结构，使叶顶的汽封齿数由两个增加到四个高低齿，减少漏汽量,提高缸效率。(见图2.1.7.2)。图2.1.7.1图2.1.7.24）先进的铁素体

7、汽封进口铁素体不锈钢汽封齿不会淬硬，即使动静摩擦，仍保持较低硬度，不损伤转子，汽封间隙小，结合尖齿结构，可提高封汽效果。用户可放心按动静间隙下限安装，不必人为放大汽封间隙，提高机组经济性(见图2.1.7.4)。图2.1.7.3图2.1.7.42.1.8阀门汽动性能优化研究通过气动特性试验，研究和优化阀门进汽方式、主汽阀及调节阀的阀碟和阀座型线、阀壳内部型线及结构。获取流量特性曲线和提升力特性曲线，提高阀门的稳定特性并优化气动特性(见图2.1.8)。图2.1.82.1.9高、中压排汽缸优化利用整缸流

8、场计算的流体力学软件对高压排汽蜗壳进行整个涡壳的数值计算和流场分析，进行高压排汽涡壳的模型吹风试验及内部结构优化的试验研究。大量的数值计算及吹风试验研究相结合，优化后高、中压排汽涡壳全压损失系数大幅下降(见图2.1.9)。图2.1.9.1速度流线图2.1.9.2各截面压力分布云图2.1.10轴向扩压型排汽蜗壳研究a．对扩压管应用流体力学计算软件进行数值计算和流场分析，采用正交试验法进行吹风试验，对低压排汽缸进行整缸的模型吹风试验及内部结构优化的试验研究。优化导流环型线，改善扩压管扩