[VIP专享]第九章 汽轮机热力系统概述

汽轮机热力系统概述

第一节主、再热蒸汽及旁路系统

本机组主蒸汽及再热蒸汽系统采用单元制、一次中间再热型式。通常我们将进入高压缸的蒸汽称为主蒸汽；高压缸排汽称为冷再热蒸汽；冷再热蒸汽经锅炉再热器重新加热后进入中压缸的蒸汽称为热再热蒸汽；从主蒸汽管道经高压旁路控制阀至冷再热蒸汽管道称为高压旁路管道；从热再热蒸汽管道经低压旁路控制阀以及喷水减温器后至凝汽器的管道称为低压旁路管道。

一、主蒸汽系统

１、主蒸汽管道

主蒸汽管道采用A335P91优质合金钢。最大蒸汽流量为锅炉B-MCR工况时的最大连续蒸发量1025t/h。设计蒸汽压力18.2Mpa，设计蒸汽温度546℃，主蒸汽管道计算压力降约为

0.6556MPa(MCR工况)。

主蒸汽从锅炉过热器出口联箱，由单根管道接出通往汽机房。至汽机主汽门前分成两根支管，各自接到汽轮机高压缸左右侧主汽及调节汽阀。然后再由四根高压主汽管导入高压缸。在高压缸内作功后的蒸汽通过两个高压排汽止回阀，在出口不远处汇合成单根管道进入锅炉再热器。这种单管系统的优点〈比较双管系统〉是简化管道布置，并能节省管材投资费用，同时，还有利于消除进汽轮机的主蒸汽和热再热蒸汽由于锅炉可能产生的热偏差，以及由于管道阻力不同产生的压力偏差。

两个主汽门出口与汽轮机调速汽门阀壳相接。主汽门的主要功用是在汽轮机故障或甩负荷情况下迅速切断进入缸内的主蒸汽，汽轮机正常停机时，主汽门也用于切断主蒸汽，调速汽门通过各自蒸汽导管进汽到汽轮机第一级喷嘴。调速汽门用于调节进入汽轮机的蒸汽流量，以适应机组负荷变化的要求。

由过热器出口至汽轮机主汽门入口的范围内，在主蒸汽管道上依次设有两只电动对空排汽阀、一只高整定压力的弹簧安全阀、一只低整定压力的弹簧安全阀和一个电磁释放阀、水压试验堵阀。水压试验堵阀的作用是当过热器水压试验时，隔离主蒸汽管道，防止由于主汽门密封不严而造成汽轮机进水。

由主汽主管上沿汽流方向依次接出的管道有：汽机高压旁路接管及启动初期向汽机汽封系统及汽机夹层加热的供汽管。

2、安全阀

两只电动对空排汽阀、一只高整定压力的弹簧安全阀、一只低整定压力的弹簧安全阀和一个电磁释放阀、装在锅炉过热器出口的主蒸汽管道上。每根排汽管道上设置消音器，安全阀的整定压力与锅炉压力部件的最大允许压力相一致。两只电动对空排汽阀的作用有两点：1)锅炉启动阶段排出过热汽系统的空气；2)当发生过热蒸汽超压时开启调整压力，防止超压。锅炉过热器出口主蒸汽管道上弹簧安全阀与锅炉汽包上弹簧安全阀为过热器和汽包提供超压保护。过热器出口安全阀的整定值低于汽包安全阀，以便超压时过热器出口安全阀的开启先于汽包安全阀，以保证安全阀动作时有足够的蒸汽流经过热器，防止过热器管束超温。

过热器出口主蒸汽管道上电磁泄压阀是作为过热器超压保护的附加措施，设置电磁泄压阀的目的是为了避免弹簧安全阀过于频繁动作。尽量减少弹簧安全阀动作频度，可以减少弹簧安全阀的维修工作量。所以电磁泄压阀的整定值应低于弹簧安全阀的动作压力。而且运行人员可在控制室内操作。每只电磁泄压阀前各装一只隔离阀，以供泄压阀隔离检修。该阀在正常运行期间应处于开启位置。

3、疏水

主蒸汽管道设计有通畅的疏水系统，其作用有以下二方面:

１）起动期间及停机后一段时间内，由于主蒸汽管道内蒸汽遇冷凝结成水，这些凝结水若不及时排除，则进入汽轮机的危险性很大。

２）起动暖管期间，为加速暖管温升，应及时将蒸汽凝结水及冷蒸汽排掉。

主蒸汽管道疏水点的设置一般来说，在管道低位点，暖管终端关断门前，以及蒸汽不流通的死端，均设置疏水点。在主蒸汽主管末端靠近分支处，每一支管进主汽门前，设有疏水点。

主蒸汽主管及到汽轮机每一支管上的疏水管道，其管径为φ76×10，材料为12CrlMoV，每一根疏水管道上装一只通流断面与疏水管道内径相等的气动薄膜疏水阀。疏水阀出口管道的口径大于其进口管道的口径，以防止管道内疏水汽化后造成"流动壅塞"。

气动薄膜疏水阀在机组起动期间开启，以便排除主蒸汽管道暖管的蒸汽凝结水，待机组负荷达到10%时疏水阀自动关闭，疏水阀在机组负荷降到10%时或汽轮机跳闸时自动开启，也可以在控制室内手动操作，这些气动疏水阀均设计成当空气供应系统失去空气时自动开启。每一根疏水管道单独接到疏水扩容器的疏水集管，所有疏水管道在接入疏水集管之前，以顺汽流成45度方向接入以保证疏水畅通。

二、冷再热蒸汽系统

１、冷再热蒸汽管道

冷再热蒸汽管道设计压力4.593MPa，设计温度348℃。冷再热蒸汽管道最大流量

930.86t/h（VWO工况）。冷再热蒸汽管道主管采用A672B70CL32电熔焊有缝钢管，支管采用

A106B无缝碳素钢。

冷再热蒸汽从汽轮机高压排汽接口经两只气动逆止阀后合成一根总管，至锅炉房内约

34.0M标高靠近锅炉再热器处，分为两根支管经大小头接入减温器，减温器后各自接到再热器

入口。安全阀设置在减温器入口管段上。冷再热蒸汽管道计算压降约为0.0546MPa〈MCR工况〉。

按冷再热蒸汽的流向，从冷再热蒸汽总管上连接下列支管；

１）高中压缸预暖蒸汽管路。

２）高压旁路排汽管。

３）至辅助蒸汽系统高压母管、2号高压加热器加热蒸汽、小汽轮机的高压汽源供汽管道。

在再热器进口处的两根冷再热蒸汽管道上均依次装有：一只事故喷水减温器、一个水压试

验堵阀、一个角式弹簧安全阀；再热器出口总管上装有三个角式弹簧安全阀和一个水压试验检

修堵阀。

事故喷水减温器作用为控制热再热蒸汽温度，装在再热器进口处的两根冷再热蒸汽支管上，正常运行时，再热蒸汽温度由摆动式喷燃器控制。当再热蒸汽超温、喷燃器无法控制时，快速

投入事故喷水减温器。减温器减温水来自给水泵中间抽头。

水压试验堵阀装在靠近再热器入口处的冷再热蒸汽两根支管上，以便再热器水压试验期间，隔离汽轮机高压缸排汽管，防止汽机进水。

由于汽轮机高压旁路阀出口管接在冷再热蒸汽管道上，为防止高压旁路运行期间其排汽倒

入汽轮机高压缸，在汽轮机高压缸两个排汽支管上分别装设气动止回阀即高排止回阀。该止回

阀设置位置是考虑汽轮机旁路系统运行期间，旁路蒸汽可通过冷再热蒸汽管道供给辅助蒸汽系

统及汽封系统，且防止其它蒸汽倒流入高压缸引起汽机超速。

２、安全阀

在再热器入口的冷再热蒸汽两根支管上共装两只弹簧安全阀。在再热器出口热再热蒸汽主

管上装有三只弹簧安全阀，每根排汽管道上设置消音器。

３、疏水

冷再热蒸汽管道上可能潜在的水源有三处:

１）暖管、冲转期间以及停机期间形成的凝结水；

２）高旁减温器及再热蒸汽事故喷水减温器的减温水系统故障时，有大量的未经雾化的减

温水进入冷再热蒸汽管道；