一种超高压冲动式汽轮机的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及汽轮机领域，更具体地说，本发明涉及一种超高压冲动式汽轮机及抽 汽控制系统，尤其是一种超高压中间再热双抽汽冲动凝汽式汽轮机。
【背景技术】
[0002] 汽轮机是火力发电行业主要生产设备之一。汽轮机是一个以水蒸汽为介质的复杂 能源转换机械设备，起着把蒸汽的热能转化为机械能，并最终带动发电机将机械能转化为 电能的作用。锅炉产生的高温高压过热蒸汽进入汽轮机后，在汽轮机的每一级动静叶片之 间产生热能和动能的转换，通过逐级膨胀作功，高速流动的蒸汽推动转子高速旋转，带动发 电机长期工作，将机械能转换成巨大的电能。
[0003] 汽轮机根据蒸汽气流在透平动静叶片级间的工作特性可分为冲动式汽轮机与反 动式汽轮机。冲动式汽轮机中的蒸汽气流在动叶间只改变方向，主要在静叶间膨胀加速，透 平的级反力度小。现阶段国内设计生产的汽轮机大多数为冲动式汽轮机。
[0004] 100MW~200MW功率等级的汽轮机，通常采用超高压冲动式结构。超高压冲动式汽 轮机的进汽初参数最佳取值范围为：压力12. 7Mpa~13. 7Mpa、温度530°C~560°C。
[0005] 现有的100MW~200MW功率等级的超高压冲动式汽轮机设计中，一般采用双缸、双 转子、多排汽结构，这主要因为该功率等级汽轮机进汽初参数为超高压决定的。对于超高压 汽轮机来说，若要达到KKMW~200丽的输出功率，必须有相应的蒸汽流量与出口背压匹 配。汽轮机根据进汽排汽参数进行相关热力、气动、通流、结构设计。同时考虑到汽轮机材料 强度、制造工艺以及气动性能，国内外汽轮机厂家对该功率等级汽轮机一般均采用双转子、 双缸、多排汽结构，主要是双缸、双排汽结构。现有的汽轮机根据蒸汽在汽轮机工作压力等 级，可分为多个独立的汽缸，例如高压缸、中压缸和低压缸。每个汽缸内设有一个独立的转 子或联合转子，多个转子之间通过联轴器连接在一起。蒸汽作功后的排汽从汽轮机低压缸 的多个低压排汽口排出。
[0006] 现有的超高压进汽参数汽轮机存在多缸、多转子、多排汽特点，其结构复杂，机组 总长度等外形尺寸大，重量大，制造成本高等缺点与不足。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于提供一种新的超高压冲动式汽轮机，其可具有简单紧凑的结 构，可以克服现有汽轮机存在的至少一项缺点与不足，并且能够在发电的同时，可提供可调 节的中压和低压工业用抽汽。
[0008] 本发明的目的还在于提供一种抽汽控制系统。
[0009] 根据本发明的技术方案，提供一种超高压冲动式汽轮机，包括：单个汽缸，其具有 高压缸体和中低压缸体，蒸汽在所述高压缸体作功后被排出至所述中低压缸体内继续作 功；单个转子，其安装在所述单个汽缸中并延伸经过所述高压缸体和所述中低压缸体；以 及多个叶片级，其中每个叶片级包括设置在所述汽缸内壁上的静叶片和设置在所述转子上 的动叶片；所述汽缸设有构造成从所述高压缸体和/或所述中低压缸体抽取蒸汽以用于下 游工业用汽用户系统的抽汽口机构。
[0010] 单缸单转子结构可以使整个汽轮机的整体长度和体积大大减小，并且结构简单、 紧凑，结构强度大幅度提高。中间再热环节可以提高汽轮机的热电转换效率，而抽汽口机构 为下游供汽可以进一步提高汽轮机的综合效率，并扩大汽轮机的工业应用范围。
[0011] 优选地，所述抽汽口机构包括设在所述高压缸体上的高压缸排汽口，所述高压缸 排汽口的下游被构造成分流三通结构，所述分流三通结构的一个出口是再热管口，由所述 再热管口流出的蒸汽经中间再热升温后被送入所述中低压缸体上的中低压缸进汽口中用 于继续作功，所述分流三通机构的另一个出口是高排中压抽汽口，所述高排中压抽汽口与 连管装置相连接。这样，蒸汽一部分被中间再热升温后继续作功，另一部分被抽出供给下游 工业用汽用户系统，可以使汽轮机的综合效率提高。
[0012] 优选地，所述中低压缸体上的所述中低压缸进汽口处设置有隔热罩，所述隔热罩 与所述中低压缸体的内壁面之间构造成隔热空腔，所述隔热空腔与所述高压缸体的中下游 连通以允许所述高压缸体内较低温度的蒸汽流入所述隔热空腔。这样可以降低中低压缸体 在中低压缸进汽口周围的温度，减少温度差，降低缸体热应力，防止缸体变形、裂纹或受损。
[0013] 优选地，所述抽汽口机构还包括设在所述中低压缸体上的低压抽汽口，在所述中 低压缸体内设有位于所述低压抽汽口的下游侧的低压抽汽调整机构，所述低压抽汽调整机 构被构造成可以调整经所述低压抽汽口抽取蒸汽的抽汽量。这样可以使低压抽汽口的抽汽 量根据用汽用户的需要而调整，更好地满足用汽需求。
[0014] 优选地，所述低压抽汽调整机构包括可相对运动的第一隔板和第二隔板，所述第 一隔板和所述第二隔板分别具有可彼此重叠的第一开口和第二开口，且所述第一隔板的所 述第一开口和所述第二隔板的第二开口的开口重叠面积可随所述第一隔板和所述第二隔 板的相对运动而调整，并且所述第一开口和所述第二开口的开口重叠面积大于或等于最小 开口重叠面积。根据开口重叠部分大小的调整可以增加或减少抽出的蒸汽量，符合下游工 业用汽用户系统需求，且结构简单紧凑。
[0015] 优选地，所述第一隔板相对于所述中低压缸体固定且具有环形凹槽，所述第二隔 板呈圆盘状且被容纳于所述第一隔板的所述环形凹槽中，其中所述第二隔板借助于驱动机 构可绕所述转子的中心线转动。这种结构简单、易于安装且容易控制。
[0016] 根据本发明的另一个技术方案，提供一种抽汽控制系统，包括：前述的超高压冲动 式汽轮机、工业用汽用户系统以及连接在所述汽轮机的所述抽汽口机构和所述工业用汽用 户系统之间的连管装置。
[0017] 优选地，所述连管装置包括连接管以及沿蒸汽流动方向依次设置的截止阀、单向 阀以及安全阀。
[0018] 优选地，所述连管装置连接从所述高压缸体上的高排中压抽汽口抽取蒸汽的抽汽 口机构且包括设置在所述单向阀和所述安全阀之间的调节阀。
[0019] 优选地，所述调节阀具有喷水减温减压机构。
[0020] 优选地，所述工业用汽用户系统为工业生产用汽系统和/或供热管网用汽系统。
【附图说明】
[0021] 以下参考附图来说明本发明的实施例，在附图中：
[0022] 图1是根据本发明的实施例的超高压冲动式汽轮机的纵剖面示意图；
[0023] 图2是根据图1的A处放大图；
[0024] 图3是根据图1的B处放大图；
[0025] 图4是根据本发明的实施例的连管装置的示意图；
[0026] 图5是根据本发明的实施例的低压抽汽调整机构的示意图；
[0027] 图6是根据图5的C处放大图；
[0028] 图7是根据图5的D向示意图；
[0029] 图8是根据本发明的实施例的转子的示意图；
[0030] 图9是根据本发明的实施例的动叶片的示意图；以及
[0031] 图10是根据图9的叶根形状的局部放大图。
【具体实施方式】
[0032] 现参考附图，详细说明本发明所公开超高压冲动式汽轮机的示意性方案。尽管提 供附图是为了