一种新型300mw级焊接式汽轮机喷嘴组结构的制作方法
【专利摘要】一种新型300MW级焊接式汽轮机喷嘴组结构，用于某型号300MW级焊接式汽轮机喷嘴组的节能改造项目上。其构造特征是，所述喷嘴组是由毛坯锻件整体加工而成的一体化结构，喷嘴组汽道是由紫铜电极EDM电火花加工而成的；静叶片型线采用后加载叶型设计，两只静叶片之间形成一个喷嘴组汽道；喷嘴组进口汽道与子午面型线采用联合设计，子午面型线采用收缩型线设计；在保证喷嘴组强度的前提下去除了原设计的加强筋结构；所述喷嘴组通流面积优化设计为N，N大于等于185cm2小于等于210cm2，根据发电企业不同的负荷率情况取不同的数值，以提高发电企业在部分负荷工况下机组运行的经济性；所述喷嘴组叶顶汽封5道汽封齿，叶根汽封2道汽封齿。本实用新型的有益效果是使汽轮机达到提高机组调节级效率和高压缸效率，提高机组部分负荷工况下运行的经济性，降低机组发电煤耗，增加机组出力的目的。
【专利说明】—种新型300MW级焊接式汽轮机喷嘴组结构
【技术领域】
[0001]本实用新型直接应用于某型号300MW级焊接式汽轮机喷嘴组的节能改造项目上，作用是提高机组调节级效率和高压缸效率，提高机组部分负荷工况下运行的经济性，降低机组发电煤耗，增加机组出力。
【背景技术】
[0002]据调研，国内某主机厂生产的某型号300MW级汽轮机已投运60余台，根据该机组设计的热力特性计算，额定工况下其调节级所发功率占整机功率份额的6.2%，部分负荷工况下调节级所发功率占整机功率份额更大，调节级效率的高低对机组的经济性有重要影响。
[0003]国内热力性能试验单位对部分该型汽轮机所做的热力性能试验结果显示，额定工况下大部分该型汽轮机调节级的实际运行效率仅为45%左右，较调节级设计效率低20%以上；在部分负荷工况下调节级效率更低，机组的运行经济性更差；与之相对应的是机组的高压缸效率偏低，额定工况下其高压缸效率仅为77.5%左右，较设计高压缸效率偏低8%左右。
[0004]分析认为调节级效率偏低的主要原因是:1、设计方面:原喷嘴组静叶片是采用气动设计落后的层流叶型，流动损失大，叶型效率低；其子午面型线为直通道设计，进口汽道部分为直线设计，不符合汽流流动规律，二次流损失严重；其在静叶片进汽边处每两只静叶片设计有一个加强筋，该种结构在提高喷嘴组强度的同时，也会对汽流产生扰动，使汽流的流动损失增大；原设计喷嘴组通流面积偏大，机组实际运行时阀门开度较小，节流损失增大；其叶顶汽封齿数量较少，且汽封径向间隙设计值偏大，漏汽损失严重。以上因素都将导致调节级效率降低。2、制造加工方面:原喷嘴组汽道加工方式为将静叶片组焊成叶栅环后再与喷嘴组加强环焊成一体，由于焊接应力的存在，喷嘴组汽道不可避免地会出现焊接变形，从而容易出现汽道节距、喉口不均匀、出汽边平面度超差等问题。以上因素都将导致调节级效率降低。
【发明内容】
[0005]本实用新型提供了该型号300MW级焊接式汽轮机喷嘴组改造方案，以提高调节级效率和高压缸效率，提高机组部分负荷工况下运行经济性，降低机组发电煤耗，增加机组出力。
[0006]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:一种新型300MW级焊接式汽轮机喷嘴组结构，其特征在于:所述喷嘴组是由毛坯锻件整体加工而成的一体化结构，喷嘴组汽道是由紫铜电极EDM电火花加工而成的；所述静叶片型线采用后加载叶型设计，两只静叶片之间形成一个喷嘴组汽道；喷嘴组进口汽道与子午面型线采用联合设计，子午面型线采用收缩型线设计；在保证喷嘴组强度的前提下去除了原设计的加强筋结构；所述喷嘴组通流面积优化设计为N，N大于等于185cm2小于等于210cm2，根据发电企业不同的负荷率情况取不同的数值，以提高发电企业在部分负荷工况下机组运行的经济性；所述喷嘴组叶顶汽封5道汽封齿，叶根汽封2道汽封齿。
[0007]本实用新型的有益效果是，使汽轮机达到提高调节级效率和高压缸效率，提高机组部分负荷下运行经济性，降低机组煤耗，增加机组出力的目的。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0009]图1是本实用新型的装配结构示意图。
[0010]图2是本实用新型的喷嘴组静叶片型线图。
[0011]图中1.喷嘴室，2.喷嘴组，3.叶顶汽封，4.静叶片型线，5.叶根汽封，6.新设计的子午面型线，7.喷嘴组汽道，8.新设计的进口汽道，9.转子，10.焊缝，11.原设计的子午面型线，12.原设计的进口汽道。
【具体实施方式】
[0012]在图1所示的实施例中，喷嘴室I为铸造结构，喷嘴组毛坯锻件按照加工图纸粗加工后，利用车床加工喷嘴组2新设计的进口汽道8到图纸设计尺寸，采用EDM电火花加工方法加工喷嘴组汽道7，控制喷嘴组静叶片型线4和新设计的子午面型线6的加工精度，每两只静叶片之间形成一个喷嘴组汽道7 ;通过合理设计喷嘴组汽道7的出口高度、喷嘴组汽道7的喉口尺寸、喷嘴组汽道个数等使喷嘴组通流面积为N，N大于等于185 cm2小于等于210cm2 ;喷嘴组2通过焊缝10与喷嘴室I焊接；焊接后的喷嘴组2在相应位置镶嵌叶顶汽封3及叶根汽封5，叶顶汽封3共5道汽封齿，叶根汽封5共2道汽封齿；现场安装时将叶顶汽封3、叶根汽封5的径向间隙A、B修配至设计值。
[0013]图中11为原设计的子午面型线，为直通道结构，12为原设计的进口汽道，为直线型设计，不符合汽流流动规律，二次流损失严重。新设计的进口汽道8在保证强度的前提下去除了原设计的加强筋结构，新设计的进口汽道8与新设计的子午面型线6采用联合设计，提高了喷嘴组汽道蒸汽流动效率。
[0014]图2所示的实施例为静叶片型线4，其与新设计的子午面型线6、新设计的进口汽道8共同作用，可以减小汽道的二次流损失，提高蒸汽流动效率。
[0015]具体而言，新喷嘴组对静叶片型线、子午面型线、进口汽道、通流面积、叶顶汽封及叶根汽封进行了优化设计，采用EDM电火花加工方法加工喷嘴组汽道，保证了喷嘴组汽道的加工精度。
【权利要求】
1.一种新型300MW级焊接式汽轮机喷嘴组结构，是由毛坯锻件整体加工而成的一体化结构，主要包括喷嘴组、喷嘴室、叶顶汽封、叶根汽封、静叶片、焊缝等，其特征是:静叶片型线采用后加载叶型设计，两只静叶片之间形成一个喷嘴组汽道；喷嘴组汽道是由紫铜电极EDM电火花加工而成的；子午面型线采用收缩型线设计；所述喷嘴组叶顶汽封5道汽封齿，叶根汽封2道汽封齿。
2.根据权利要求1所述的喷嘴组结构，其特征是:所述喷嘴组通流面积为N，N大于等于185cm2小于等于210cm2。
3.根据权利要求1所述的喷嘴组结构，其特征是:所述喷嘴组进口汽道与子午面型线采用联合设计。
【文档编号】F01D9/02GK203925600SQ201420354086
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年6月30日 优先权日:2014年6月30日
【发明者】肖官和, 薛飞, 李恩峰, 赵丽华, 田东亮, 杨存, 王艳 申请人:北京龙威发电技术有限公司