汽轮机原理-7-1大型火电汽轮机

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汽变成水的。
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第二节 超临界汽轮机 一 特点
热效率高。 蒸汽体积流量降低。 承压件壁厚增大。
蒸汽参数与机组效率的关系
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第二节 超临界汽轮机 二 与亚临界机组的主要区别 初压高约1.45倍：汽缸、汽门壁厚增加约1.2倍，
高压缸隔板压差大、隔板厚。 高压级比容小约0.65倍，高压缸高压段叶片短。 具有单相蒸发过程的特点，只能配直流炉。
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第二节 超临界汽轮机 三 与亚临界机组的相同点 外形尺寸相当、级数相当。 低压缸通用。 中压缸略有不同。 除与压力升高相联的辅机之外，其余辅机相同。
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第二节 超临界汽轮机 四 超临界机组带来的问题
材料问题：一般当温度超过580℃时，要用奥氏体耐热钢，不 但材料贵，关键是其线膨胀系数与一般珠光体耐热钢差别很 大，引起很多结构、强度和运行方面的问题。
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第二节 超临界汽轮机 六 超临界机组带来的问题
固体颗粒的侵蚀SPE(Solid Particle Erosion) 最要发生在主蒸汽旁路门、高压第一级喷嘴、再热第
一级。原因是锅炉过热、再热器管壁Fe2O3和Fe3O4 剥离 形成的微粒进入汽轮机。对超临界机高压调节级喷嘴最严 重，运行1~2年后就必须焊接、修补。
汽轮机原理 Principle of Steam Turbine
主讲老师：密腾阁
适用专业：能源与动力工程专业
第七章大型汽轮机及特种汽轮机
大型汽轮机
300MW 600MW
超临界汽轮机
超超临界汽轮机 工业汽轮机
流程工业 船舶动力
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第二节 超临界汽轮机
水的临界点：压力22.7MPa、温度374.15℃。
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第二节 超临界汽轮机 二 超临界和超超临界机压力汽轮机主要技术特点
高性能材料 冷却技术 高压部件设计 汽流激振力预防 末级优化设计
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T-s图，从水的定压加热过程得到，当压力不断增加时，其等
温加热过程逐渐变短，汽化潜热减小。当压力增加至
22.7MPa，相应的饱和水温度为374.15℃，便不再有等温变 化过程，当汽轮机主蒸汽的进汽压力大于22.7MPa时，称为
超临界机组。
在临界状态附近，水和汽的 状态难于分辨。另一种理解
是：当温度高于374.15℃时， 用加压的办法是不可能使蒸
调节级： 700MW以上的超临界机组均采用双流结构，汽道应力可降低 一半以上。但叶片数目增加一倍，造价高，结构复杂，轴向 长度增加。
螺栓、法兰紧固件强度、温度、蠕变性能。
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第二节 超临界汽轮机 四 超临界机组带来的问题 高、中压汽缸
1、引起汽缸喷嘴室、主汽阀、进汽管等耐压部 件壁厚增厚约1.2倍，而尺寸又减小，因此要解决 好耐压件壁厚增加与热应力的矛盾。
2、由于高压级间和轴封压差增大，引起汽封结 构、长度和隔板扰度的问题。应采用宽静叶分流 式叶栅、厚围带和良好的焊接工艺。
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第二节 超临界汽轮机 四 超临界机组带来的问题
中压转子蒸汽冷却系统(再热汽温566℃) 1、日本几家制造厂普遍采取的技术，由高压缸 排气引入冷却蒸汽冷却中压转子的高温部分。 2、经试验，有冷却蒸汽时，中压转子表面的温 度降为420℃左右，而没有冷却时，为550 ℃。
GE公司从20世纪80年代开始寻找有效解决SPE的方法，认 为对于高压调节级，采用新型喷嘴（倾斜喷嘴）形状和防 侵蚀涂层（表面硼化处理）结合的设计，可使喷嘴的使用 寿命达到传统设计的3倍；
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第二节 超临界汽轮机 六 超临界机组带来的问题 蒸汽激振
由于高压缸进汽密度增大，流速提高，蒸汽作用 在高压转子上的切向力对动静间隙、密封结构及 转子与汽缸对中的灵敏度提高，增大作用在高压 转子的激振力。