一种分体式300mw级汽轮机喷嘴组的制作方法
【专利摘要】一种分体式300MW级汽轮机喷嘴组，用于某型号300MW级汽轮机的提高调节级效率和高压缸效率，降低机组煤耗，改善机组在部分负荷工况下的经济性的节能改造项目上。其构造特征是，该喷嘴组是由经紫铜电极EDM电火花加工而成的喷嘴组及其外环处镶嵌的汽封体组成，主要包括喷嘴组、汽封片、填片、锁紧片、异形汽封片、塞紧片、定位销、动叶围带、动叶叶根、堆焊区、喷嘴室等。镶嵌于汽封体内环处共5道镶嵌式叶顶汽封齿，由汽封片、填片、锁紧片组成；镶嵌于喷嘴组内环上的动叶叶根汽封共2道汽封齿，由于结构限制，该处汽封槽设计为宽度较窄的异形槽结构，汽封齿由异形汽封片、塞紧片组成；所述喷嘴组一圈共布置112个汽道，四个喷嘴组弧段的汽道数分布分别为33、23、28、28；根据该型汽轮机所在发电厂的不同负荷率情况，所述喷嘴组的通流面积优化设计为N，N大于等于185cm2小于等于200cm2；喷嘴组与喷嘴室由定位销实现径向定位；在每一喷嘴组弧段两端位置设计有20mm宽的堆焊区，实现喷嘴组与喷嘴室的轴向密封。该实用新型的主要用途是提高调节级效率和高压缸效率、降低机组煤耗、改善机组在部分负荷工况下的经济性。
【专利说明】—种分体式300MW级汽轮机喷嘴组
所属【技术领域】
[0001]本实用新型直接应用于某型号300MW级汽轮机的提高调节级效率和高压缸效率、降低机组煤耗、尤其是改善机组在部分负荷工况下经济性的节能改造项目上。
【背景技术】
[0002]调节级是蒸汽进入汽轮机做功的第一级，由喷嘴组和其后紧邻的动叶组成。调节级的做功特点是功率份额大，且随着机组负荷的降低其功率份额增加，对机组经济性的影响增大。国产某型号300MW级汽轮机，额定工况下其调节级功率占高压缸功率份额的18%，调节级效率降低10%将导致高压缸效率降低1.8%，机组发电煤耗增加1.08g/kffh ;当工况为80%额定负荷时，其调节级效率占高压缸功率份额的25%，调节级效率降低10%将导致高压缸效率降低2.5%，机组发电煤耗增加1.5g/kWh。
[0003]据调研，该型号汽轮机调节级实际运行效率额定工况下一般为45%左右，较设计值65%偏低20%左右，使高压缸效率偏低3.6%左右，部分负荷工况下调节级效率偏离设计值更多导致机组经济性更差。分析认为原喷嘴组的叶顶汽封齿仅为2道、数量较少、喷嘴组与喷嘴室的密封结构不合理、各喷嘴组弧段的汽道数量分配不合理、喷嘴组通流面积设计不合理是导致机组经济性差的主要原因，另外原汽封齿为铆点结构，由于铆点不牢易导致汽封齿滑落，滑落的汽封齿进入动叶汽道对机组的安全性造成影响。
【发明内容】
[0004]本实用新型提供了某型号300MW级汽轮机喷嘴组改造方案，以提高调节级效率和高压缸效率，降低机组煤耗，尤其改善机组在部分负荷工况下的经济性。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:一种分体式300MW级汽轮机喷嘴组，是由经紫铜电极EDM电火花加工而成的喷嘴组及其外环处镶嵌的汽封体组成，主要包括喷嘴组、汽封片、填片、锁紧片、异形汽封片、塞紧片、定位销、动叶围带、动叶叶根、堆焊区、喷嘴室等，其特征是:在喷嘴组外环处设计有镶嵌槽，将新设计的汽封体镶嵌在镶嵌槽内，在汽封体的内环处加工汽封槽，安装镶嵌式叶顶汽封齿结构；该种喷嘴组与汽封体为分体结构的设计可以在满足机组运行安全的前提下，将喷嘴组与汽封体设计为不同的材质，以节省贵重金属，同时实现汽封体轴向加长以增加汽封齿数量的要求；汽封体内环处共5道镶嵌式叶顶汽封齿，由汽封片、填片、锁紧片组成；镶嵌于喷嘴组内环上的动叶叶根汽封共2道汽封齿，由于结构限制，该处汽封槽设计为宽度较窄的异形槽结构，汽封齿由异形汽封片、塞紧片组成；所述喷嘴组一圈共布置112个汽道，由于喷嘴室的四弧段为非均分结构，为了与喷嘴室结构匹配，喷嘴组的四弧段也为非均分结构，从喷嘴组出汽侧向进汽侧看，上半喷嘴组左侧喷嘴组弧段布置33个汽道，上半喷嘴组右侧喷嘴组弧段布置23个汽道，下半喷嘴组左右两侧喷嘴组弧段各布置28个汽道；根据该型汽轮机所在发电厂的不同负荷率情况，所述喷嘴组的通流面积优化设计为N，N大于等于185cm2小于等于200cm2，该通流面积可以在满足汽轮机调节阀门全开工况进汽量要求的前提下，提高部分负荷工况下调节阀门的开度，减少调节阀门节流损失，提闻调节级效率和闻压缸效率；喷嘴组与喷嘴室由定位销实现径向定位，在每一喷嘴组弧段两端位置设计有20mm宽的堆焊区，该堆焊区可以保证喷嘴组与喷嘴室的轴向间隙为0.02-0.04mm,实现喷嘴组与喷嘴室的轴向密封。
[0005]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，降低机组煤耗，尤其改善机组在部分负荷工况下的经济性的目的。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0007]图1是本实用新型的装配结构示意图。
[0008]图2是本实用新型的出汽侧视图，箭头所指方向为转子旋转方向。
[0009]图3是本实用新型所采用的堆焊区示意图。
[0010]图中1.喷嘴组，2.汽封体，3.汽封片，4.填片，5.锁紧片，6.异形汽封片，7.塞紧片，8.定位销，9.动叶围带，10.动叶叶根，11.堆焊区，12.喷嘴室，13.喷嘴组汽道。
【具体实施方式】
[0011]在图1所示的实施例中，在采购喷嘴组毛坯锻件和汽封体毛坯锻件后，利用车床加工喷嘴组(I)和汽封体(2)到图纸设计尺寸，采用紫铜电极EDM电火花加工方法加工喷嘴组汽道(13)，控制喷嘴组汽道(13)的加工精度，然后将汽封体(2)镶嵌在喷嘴组(I)的外环上；在喷嘴组(I)的内环处加工2道异形槽，安装异形汽封片(6)和塞紧片(7);在汽封体(2)的内环相应位置加工汽封槽，镶嵌5道汽封齿，该处汽封齿由汽封片(3)、填片(4)、锁紧片(5)组成；汽封片(3)与动叶围带(9)、异形汽封片(6)与动叶叶根(10)形成密封结构。当机组停机，将喷嘴室(12)返回加工车间，将喷嘴室内的旧喷嘴组拆除，装入新喷嘴组(I)，用定位销⑶将新喷嘴组⑴与喷嘴室(12)径向定位；根据动叶围带(9)和动叶叶根(10)的直径测量值修配汽封片(3)和异形汽封片(6)的内环直径使其满足径向间隙A和B的设计要求。
[0012]图2所示的实施例为该喷嘴组结构的出汽侧视图，由于喷嘴室(12)的四弧段为非均分结构，为了与喷嘴室(12)结构匹配，喷嘴组(I)也设计为非均分的四弧段结构，喷嘴组
(I)的一圈共112个汽道，四个喷嘴组弧段的汽道数分布分别为33、23、28、28个。
[0013]图3所示的实施例为堆焊区示意图，在每弧段喷嘴组两端位置设计有20_堆焊区
(II)，该堆焊区(11)可以保证喷嘴组(I)与喷嘴室(12)的轴向间隙为0.02-0.04mm，以达到喷嘴组⑴与喷嘴室(12)的轴向密封。
[0014]具体而言，新喷嘴组设计为喷嘴组与汽封体分体式结构，可以节省贵重金属，同时实现汽封体轴向加长以增加汽封齿数量的要求，喷嘴组一圈共112个汽道，四个喷嘴组弧段的汽道分布分别为33、23、28、28，喷嘴组与喷嘴室由定位销实现径向定位，采用堆焊方式实现轴向密封，优化设计喷嘴组通流面积。
【权利要求】
1.一种300MW级汽轮机喷嘴组，是由经紫铜电极EDM电火花加工而成的喷嘴组及其外环处镶嵌的汽封体组成，主要包括喷嘴组、汽封片、填片、锁紧片、异形汽封片、塞紧片、定位销、动叶围带、动叶叶根、堆焊区、喷嘴室，其特征是:在喷嘴组外环处设计有镶嵌槽，将新设计的汽封体镶嵌在镶嵌槽内，在汽封体的内环加工汽封槽，安装镶嵌式汽封齿结构；镶嵌于喷嘴组内环上的动叶叶根汽封共2道汽封齿；所述喷嘴组一圈共布置112个汽道；由于喷嘴室的四弧段为非均分结构，为了与喷嘴室结构匹配，喷嘴组的四弧段也为非均分结构。
2.根据权利要求1所述的喷嘴组，其特征是:所述喷嘴组的通流面积设计为N，N大于等于185cm2小于等于200cm2。
3.根据权利要求1所述的喷嘴组，其特征是:所述汽封体的内环处共5道镶嵌式叶顶汽封齿。
4.根据权利要求1所述的喷嘴组，其特征是:喷嘴组与喷嘴室由定位销实现径向定位。
5.根据权利要求1所述的喷嘴组，其特征是:在每一喷嘴组弧段两端位置设计有20_宽的堆焊区，实现喷嘴组与喷嘴室的轴向密封。
6.根据权利要求1所述的喷嘴组，其特征是:四个喷嘴组弧段的汽道数分布分别为33、23、28、28 个。
【文档编号】F01D9/04GK203978514SQ201420361307
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年7月2日 优先权日:2014年7月2日
【发明者】肖官和, 王宝玉, 赵玉柱, 李恩峰, 邹晓辉, 王艳, 杨存, 王斌, 薛飞 申请人:北京龙威发电技术有限公司, 华电电力科学研究院