专利名称：一种大功率空冷式超超临界汽轮机的中压内缸的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种空冷式超超临界汽轮机的中压内缸，属于汽轮机技术领域。
背景技术：
火力发电厂是工业用水大户，一座水冷式(湿冷式)大型火力电厂的耗水量，相当于一个中小型城市的生活用水量，在富煤或富油缺水地区建设火力发电厂面临缺水问题。空冷式亚临界汽轮机的功率为300MW至650MW，汽轮机进汽压力为16. 7MPa，进汽温度为538°C至540°C，其优点是耗水量少，在缺水地区可以使用，但其缺点是热耗率与煤耗率比较高。大功率空冷式超超临界汽轮机，功率为600MW至1400MW，汽轮机进汽压力25MPa至35MPa，进汽温度为600°C至630°C，其第一个优点是耗水量少，在缺水地区可以使用；其第二个优点是热耗率和煤耗率比较低，节水节能效果显著。对于大功率空冷式超超临界汽轮机，由于进汽温度为600°C至630°C，造成中压内缸中产生过大的热应力，由热应力产生的热变形导致动静碰磨，影响汽轮机的长周期安全运行。
发明内容
本发明的目的是提供一种大功率空冷式超超临界汽轮机的中压内缸，可以减小大功率空冷式超超临界汽轮机中压内缸的热应力和热变形。为了实现以上目的，本发明提供了一种大功率空冷式超超临界汽轮机的中压内缸，包括中压内缸缸体，所述的中压内缸缸体设于中压外缸内，中压内缸缸体与中压外缸之间具有夹层，其特征在于，所述的中压内缸缸体的外侧设有隔热罩，隔热罩位于中压内缸缸体与中压外缸之间的夹层中。优选地，所述的隔热罩与中压外缸内表面之间的间隔为IOmm至200mm。优选地，所述的隔热罩的厚度为5mm至12mm。优选地，所述的隔热罩与中压内缸缸体固定连接。更优选地，所述的中压内缸缸体为功率为700MW至1400丽空冷式超超临界汽轮机的双流中压内缸缸体，隔热罩覆盖双流中压内缸缸体与夹层冷却蒸汽有接触的全部外表面。更优选地，所述的中压内缸缸体为功率为300MW至690MW空冷式超超临界汽轮机的高中压合体缸的中压内缸缸体，隔热罩覆盖高中压合体缸的中压内缸缸体与夹层冷却蒸汽有接触的轴向外表面。本发明通过采用中压内缸外表面隔热罩，减小了空冷式超超临界汽轮机的中压内缸的热应力和热变形，提高了大功率空冷式超超临界汽轮机中压内缸的结构运行安全性。
图1为实施例1中的空冷式超超临界汽轮机的双流中压内缸结构示意图；图2为实施例2中的空冷式超超临界汽轮机的高中压合体缸的中压内缸结构示意图。
具体实施例方式以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。实施例1某型号1050MW空冷式超超临界汽轮机，术级叶片高度918mm，汽轮机采用四缸四排汽结构。汽轮机高压缸进汽压力28MPa，高压缸进汽温度为600°C ;双流中压内缸进汽压力为5. 85MPa，中压内缸进汽温度为620°C，中压内缸排汽温度为282. 6°C，中压缸进汽温度与排汽温度的温度差为337. 4°C ;低压缸排汽采用空气冷却，低压缸排汽压力为12kPa。如图1所示，为实施例1中的空冷式超超临界汽轮机的双流中压内缸结构示意图，所述的空冷式超超临界汽轮机的双流中压内缸包括双流中压内缸缸体I，双流中压内缸缸体I包括上半缸和下半缸，双流中压内缸缸体I设于中压外缸内，双流中压内缸缸体I与中压外缸之间具有夹层，现有技术中，双流中压内缸缸体I的外表面外侧没有隔热罩2，双流中压内缸缸体I与中压外缸之间夹层蒸汽温度为中压缸的排汽温度，双流中压内缸缸体I外表面与夹层冷却蒸汽有接触，在1050MW额定负荷工况下，中压内缸内表面部位A热应力为476. 36MPa，部位B热应力为454. 71MPa，部位C热应力为290. 95MPa。本发明中，双流中压内缸缸体I与夹层冷却蒸汽有接触的外表面的外侧加装隔热罩2，隔热罩2位于双流中压内缸缸体I与中压外缸之间的夹层中，隔热罩2覆盖双流中压内缸缸体I与夹层冷却蒸汽有接触的全部外表面。隔热罩2的材料为20号钢，隔热罩2厚度为6mm，隔热罩2与双流中压内缸缸体I外表面之间最小间隔为IOmm,隔热罩2与中压外缸内表面之间的间隔为IOmm至200_。隔热罩2与双流中压内缸缸体I采用螺栓固定。采用本发明的技术方案后，经该中压内缸应力场的有限元数值计算分析，该型号空冷式超超临界汽轮机在稳态额定工况下中压内缸的部位A的热应力从476. 36MPa下降到307. 99MPa，部位B的热应力从454. 7IMPa下降到334. 32MPa，部位C的热应力从290. 95MPa下降到174. 68MPa，热应力下降26. 5%至40.0%，有效降低了该型号空冷式超超临界汽轮机的双流中压内缸的热应力，提高了该型号空冷式超超临界汽轮机的双流中压内缸的运行安全性。头施例2某型号空冷式超超临界680MW汽轮机，末级叶片高度669mm，汽轮机采用三缸四排汽结构。高中压合体缸结构，汽轮机高压缸进汽压力26MPa，高压缸进汽温度为600°C;低压缸排汽采用空气冷却，低压缸排汽压力为12kPa ;中压内缸进汽压力为5. OMPa，中压内缸进汽温度为620°C，中压缸夹层冷却蒸汽温度为468. 43°C。中压缸进汽温度与夹层蒸汽温度的温度差为151.57°C。如图2所示，为实施例2中的空冷式超超临界汽轮机的高中压合体缸的中压内缸结构示意图，所述的空冷式超超临界汽轮机的高中压合体缸的中压内缸包括高中压合体缸的中压内缸缸体3，高中压合体缸的中压内缸缸体3包括上半缸和下半缸，高中压合体缸的中压内缸缸体3设于中压外缸内，高中压合体缸的中压内缸缸体3与中压外缸之间具有夹层，现有技术中，高中压合体缸的中压内缸缸体3的外表面外侧没有隔热罩2，高中压合体缸的中压内缸缸体3与中压外缸之间夹层蒸汽温度为中压缸夹层冷却蒸汽温度，高中压合体缸的中压内缸缸体3外表面与夹层冷却蒸汽有接触，在680MW额定负荷工况下，中压内缸内表面部位A热应力为275. 21MPa，部位B热应力为184. 87MPa，部位C热应力为208. 02MPa。本发明中，在高中压合体缸的中压内缸缸体3与夹层冷却蒸汽有接触的外表面外侧加装隔热罩2，隔热罩2位于高中压合体缸的中压内缸缸体3与中压外缸之间的夹层中，隔热罩2覆盖高中压合体缸的中压内缸缸体3与夹层冷却蒸汽有接触的轴向外表面。隔热罩2材料为20号钢，隔热罩3厚度为6mm,隔热罩3与高中压合体缸的中压内缸缸体3外表面之间最小间隔为IOmm,隔热罩2与中压外缸内表面之间的间隔为IOmm至200mm。隔热罩2与高中压合体缸的中压内缸缸体3采用螺栓固定。采用本发明的技术方案后，经该中压内缸应力场的有限元数值计算分析，该型号空冷式超超临界汽轮机在稳态额定工况下中压内缸的热应力比较大的部位A的热应力从275. 2IMPa下降到197. 93MPa，部位B的热应力从184. 87MPa下降到58. 36MPa，部位C的热应力从208. 02MPa下降到139. 63MPa，热应力下降28. 1%至68.4%，有效降低了该型号空冷式超超临界汽轮机高中压合体缸的中压内缸的热应力，提高了该型号空冷式超超临界汽轮机高中压合体缸的中压内缸的运行安全性。
权利要求
1.一种大功率空冷式超超临界汽轮机的中压内缸，包括中压内缸缸体，所述的中压内缸缸体设于中压外缸内，中压内缸缸体与中压外缸之间具有夹层，其特征在于，所述的中压内缸缸体的外侧设有隔热罩(2)，隔热罩⑵位于中压内缸缸体与中压外缸之间的夹层中。
2.如权利要求1所述的大功率空冷式超超临界汽轮机的中压内缸，其特征在于，所述的隔热罩⑵与中压外缸内表面之间的间隔为IOmm至200mm。
3.如权利要求1所述的大功率空冷式超超临界汽轮机的中压内缸，其特征在于，所述的隔热罩⑵的厚度为5mm至12mm。
4.如权利要求1所述的大功率空冷式超超临界汽轮机的中压内缸，其特征在于，所述的隔热罩(2)与中压内缸缸体固定连接。
5.如权利要求1-4中任一项所述的大功率空冷式超超临界汽轮机的中压内缸，其特征在于，所述的中压内缸缸体为功率为700MW至1400MW空冷式超超临界汽轮机的双流中压内缸缸体(1)，隔热罩(2)覆盖双流中压内缸缸体(I)与夹层冷却蒸汽有接触的全部外表面。
6.如权利要求1-4中任一项所述的大功率空冷式超超临界汽轮机的中压内缸，其特征在于，所述的中压内缸缸体为功率为300MW至690MW空冷式超超临界汽轮机的高中压合体缸的中压内缸缸体(3)，隔热罩(2)覆盖高中压合体缸的中压内缸缸体(3)与夹层冷却蒸汽有接触的轴向外表面。
全文摘要
本发明提供了一种大功率空冷式超超临界汽轮机的中压内缸，包括中压内缸缸体，所述的中压内缸缸体设于中压外缸内，中压内缸缸体与中压外缸之间具有夹层，其特征在于，所述的中压内缸缸体的外侧设有隔热罩，隔热罩位于中压内缸缸体与中压外缸之间的夹层中。本发明通过采用中压内缸外表面隔热罩，减小了空冷式超超临界汽轮机的中压内缸的热应力和热变形，提高了大功率空冷式超超临界汽轮机中压内缸的结构运行安全性。
文档编号F01D25/08GK103016076SQ20121057192
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月25日 优先权日2012年12月25日
发明者史进渊, 邓志成, 危奇, 杨宇, 汪勇, 李汪繁, 蒋俊 申请人:上海发电设备成套设计研究院