用于汽轮机双转子互换循环水供热的低压转子的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一用于汽轮机双转子互换循环水供热的低压转子，其为整锻无中心孔转子，包括主轴，其两端分别设置有高压侧联轴器和电机侧联轴器，其上还设置有叶轮，所述叶轮上装有动叶片。本实用新型与原低压转子相比在减少了两级叶轮的情况下，通过调整无叶轮部位的转子直径，实现了新低压转子重量与原低压转子重量相当，从而保持低压轴承载荷的稳定性；同时还对低压转子临界转速进行了优化和适当调整，使低压转子临界转速仍处于原有设计转速范围内，保证了轴系稳定性。
【专利说明】用于汽轮机双转子互换循环水供热的低压转子
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及汽轮机低压转子【技术领域】，尤其涉及一种用于汽轮机双转子互换循环水供热的低压转子。
【背景技术】
[0002]与本实用新型相关的内容出处为华电国际十里泉发电厂和山东泓奥电力科技有限公司的《“135MW等级汽轮机双转子互换循环水供热技术的研发及在十里泉发电厂的应用”技术研究报告》。
[0003]目前我国供热现状以抽汽供热和小机组低真空背压供热技术为主，少数地域存在有利用地源热泵实施供冷和供热。另外由于供热面积的不断扩大以及设备改造滞后，地方小锅炉供热方式依然存在，这种供热方式不仅环境污染严重，而且经济性极差。大型机组背压供热是当前较好供热方式，但是以此种方式运行的机组仅有一例，而且只是停留在低压转子和对应的隔板进行的一次性改造上，导致非供热期经济性极差，使全年经济效益并不理想。抽汽供热是目前使用最多的供热方式，但其存在抽汽利用效率低和冷源损失较大现象。小机组低真空背压供热技术虽然冷源损失为零，但是由于小机组运行参数较低，发电负荷与锅炉吸热量比例较小，限制了发电负荷，经济效益仍不理想，同时由于小机组供热能力有限，无法满足大规模供热需求。
[0004]十里泉电厂#5机组原设计为上汽厂生产的125MW纯凝机组，于1984年建成投产。1999年由水膜除尘器改造为电除尘；2004年投资进行了汽轮机通流部分增容、控制部分及发电机本体改造，铭牌出力增至140MW;2005年为落实国家新能源政策，投资改造成为全国第一台大型掺烧秸杆生物质能发电机组；2010年该机组投资进行了湿法脱硫技术改造。经电监办批准，十里泉#5机组生产经营许可期延至2026年。虽然#5机组经过一系列节能环保改造之后，其经济效益和社会效益明显增强，但是终究由于其容量偏小、能耗仍然较高，深化节能技术改造势在必行。十里泉发电厂对#5机组进行供热改造已成为延长机组寿命、提高机组效率的最有效途径，同时采用低压部分改造实现循环水直供是最合适的方法。而135MW等级机组低真空循环水供热改造成功案例很少，基本停留在对低压转子和对应的隔板进行的一次性改造上，供热期机组经济性较高，而非供热期经济性极差。故采用单一的低压缸转子，上述这些弱点是不可能解决的。
[0005]附图2为原纯凝机组低压转子的结构示意图，原低压转子的通流级数为2X6级，包括主轴，其两端设置有高压侧联轴器和电机侧联轴器，两联轴器内侧分别设置有高压侧轴颈和电机侧轴颈，该低压转子上还设置有叶轮，叶轮上装有动叶片。
实用新型内容
[0006]针对上述各种供热技术的缺陷，“低压缸双背压双转子互换” S卩“纯凝-背压双运行模式”供热技术是一种冷源损失最小、发电负荷与锅炉吸热量比例较高、同时满足大规模供热需求的供热模式。该供热技术实现了 “供热期内低真空循环水供热工况汽轮机冷源损失降低为零，非供热期纯凝运行工况下机组热耗率不高于原纯凝设计工况下的热耗水平”的目标，达到大幅度降低机组煤耗的目的。
[0007]“低压缸双背压双转子互换”循环水供热技术需要在供热运行工况时使用新设计的动静叶片级数相对减少的高背压低压转子，凝汽器运行高背压(30?45kPa)，对应排汽温度提高至80°C左右，进行循环水供热；在非采暖期，再将原纯凝转子恢复，排汽背压恢复至4.9kPa，完全恢复至原纯凝机组运行工况。这样，机组即实现了 “纯凝-背压”的“双运行模式”。
[0008]因此，为了实现上述“低压缸双背压双转子互换”循环水供热技术目标，本实用新型采用的技术方案如下:
[0009]一种用于汽轮机双转子互换循环水供热的低压转子，包括主轴，所述主轴两端分别设置有高压侧联轴器和电机侧联轴器。
[0010]优选的是，所述低压转子为整体锻造无中心孔转子。
[0011]在上述任一方案中优选的是，所述低压转子的通流级数为2X4级。
[0012]在上述任一方案中优选的是，所述低压转子材料为30Cr2Ni4MoV。
[0013]在上述任一方案中优选的是，所述高压侧联轴器和电机侧联轴器为刚性联轴器。
[0014]在上述任一方案中优选的是，所述高压侧联轴器和电机侧联轴器为半挠性联轴器。
[0015]在上述任一方案中优选的是，所述高压侧联轴器和电机侧联轴器为挠性联轴器。
[0016]在上述任一方案中优选的是，所述高压侧联轴器和电机侧联轴器为齿轮式挠性联轴器。
[0017]在上述任一方案中优选的是，所述高压侧联轴器和电机侧联轴器为蛇形弹簧式挠性联轴器。
[0018]在上述任一方案中优选的是，所述低压转子设置有叶轮。
[0019]在上述任一方案中优选的是，所述低压转子的叶轮上装有动叶片。
[0020]在上述任一方案中优选的是，所述动叶片设置有疏水槽。
[0021]在上述任一方案中优选的是，所述低压转子的动叶片材料为2Crl3。
[0022]在上述任一方案中优选的是，所述低压转子的动叶片材料为0Crl7Ni4Cu4Nb。
[0023]在上述任一方案中优选的是，所述动叶片为等截面直叶片。
[0024]在上述任一方案中优选的是，所述动叶片为变截面直叶片。
[0025]在上述任一方案中优选的是，所述动叶片为扭叶片。
[0026]在上述任一方案中优选的是，所述动叶片为三维扭叶片，使汽道上下流速分布合理，减少了动叶损失。
[0027]在上述任一方案中优选的是，所述动叶片为弯扭叶片。
[0028]在上述任一方案中优选的是，所述动叶片为T形叶根。
[0029]在上述任一方案中优选的是，所述动叶片为外包倒T形叶根。
[0030]在上述任一方案中优选的是，所述动叶片为双倒T形叶根。
[0031]在上述任一方案中优选的是，所述动叶片为菌形叶根。
[0032]在上述任一方案中优选的是，所述动叶片为叉形叶根。
[0033]在上述任一方案中优选的是，所述动叶片为揪树型叶根。[0034]在上述任一方案中优选的是，所述动叶片叶顶设置有围带。
[0035]在上述任一方案中优选的是，所述动叶片叶顶围带为内斜外平围带。
[0036]在上述任一方案中优选的是，所述动叶片在叶身中部用拉筋连接成组。
[0037]在上述任一方案中优选的是，所述动叶片设置为自由叶片。
[0038]在上述任一方案中优选的是，所述动叶片在叶片顶部设置有围带汽封。
[0039]在上述任一方案中优选的是，所述动叶片除末级动叶片以外，其余动叶片顶部均设置有围带汽封。
[0040]在上述任一方案中优选的是，所述动叶片围带汽封为平齿汽封。
[0041]在上述任一方案中优选的是，所述动叶片围带汽封为镶嵌片式平齿汽封。
[0042]在上述任一方案中优选的是，所述动叶片围带汽封为薄片式平齿汽封。
[0043]在上述任一方案中优选的是，所述动叶片围带汽封为可调汽封。
[0044]在上述任一方案中优选的是，所述动叶片围带汽封为疏齿式可调汽封。
[0045]在上述任一方案中优选的是，所述动叶片围带汽封为在围带上直接车出汽封齿。
[0046]在上述任一方案中优选的是，所述动叶片在进汽侧顶部设置轴向汽封。
[0047]在上述任一方案中优选的是，所述动叶片在进汽侧根部设置轴向汽封。
[0048]在上述任一方案中优选的是，所述低压转子在所述两联轴器内侧分别设置有高压侧轴颈和电机侧轴颈。
[0049]本实用新型所述低压转子为整体锻造无中心孔转子，其具有工作应力低和安全性能好并有利于使用更长的叶片，还有利于改善机组的启动性能即缩短启动时间，延长机组的使用寿命且造价低等优点。
[0050]本实用新型所述低压转子，在总长度、轴向尺寸、轴径等方面与旧转子保持一致，通过调整转子叶轮的隔板汽封直径，使新设计转子与旧转子具有相同的挠度特性，以确保轴承负荷分配、转子转动特性基本不变。
[0051]本实用新型所述低压转子与旧转子相比减少两级叶轮，通过调整无叶轮部位的转子直径，实现了新设计低压转子重量与旧转子重量相当，保持低压轴承载荷的稳定性。对低压转子临界转速进行了优化，并根据需要进行了调整，使低压转子临界转速在原有设计转速徂围内，保证轴系稳定性。
[0052]本实用新型所述低压转子优选的是三维扭叶片，该动叶片自带内斜外平围带，构成高效光滑子午面流道，使汽道上下流速分布合理，减少了动叶损失，该动叶还采用疏水槽防水蚀措施。所述低压转子提高末级根部反动度，改善末级气动性能，有效防止低负荷时末级根部通常容易出现的脱流和倒流以及由此带来的动叶根部出汽边水蚀现象，大大提高了低压缸运行安全可靠性，增强了机组运行的适应能力。
[0053]本实用新型所述低压转子采用高精度钻模及工装板结合等工艺，配合使用液压螺栓，与原转子实现完全互换，解决了联轴器连接配装、避免了转子互换时联轴器重复铰孔等问题。同时增加了联轴器端面之间的摩擦力，从而提高了联轴器之间传递扭矩的能力。
[0054]本实用新型所述低压转子所涉及的“低压缸双背压双转子互换”循环水供热技术消除了低压缸一次性改造实现低真空供热所存在的弊端，彻底解决了 “供热运行工况机组运行经济性极佳，而纯凝工况经济性极差”两级分化的矛盾，实现了 135MW等级机组全年综合效益最大化。【专利附图】
【附图说明】
[0055]图1为按照本实用新型的用于汽轮机双转子互换循环水供热的低压转子的一优选实施例的结构示意图；
[0056]图2为原纯凝机组2X6级低压转子的结构示意图。
[0057]附图标记说明:
[0058]I高压侧联轴器；2高压侧轴颈；3主轴；4动叶片；5叶轮；6电机侧轴颈；7电机侧
联轴器。
【具体实施方式】
[0059]为了更好地理解本实用新型，下面结合具体实施例对按照本实用新型的用于汽轮机双转子互换循环水供热的低压转子进行详细说明。
[0060]实施例1:
[0061]用于汽轮机双转子互换循环水供热的低压转子，包括主轴，所述主轴两端分别设置有高压侧联轴器和电机侧联轴器，该两侧联轴器为刚性联轴器，所述两联轴器内侧分别设置有高压侧轴颈和电机侧轴颈。所述低压转子为整体锻造无中心孔转子，通流级数为2X4级，材料为30Cr2Ni4MoV。该转子还设置有叶轮，叶轮上装有动叶片，该动叶片设置有疏水槽，优选三维扭叶片，其自带内斜外平围带，构成高效光滑子午面流道，使汽道上下流速分布合理，减少了动叶损失。本机组动叶片的低压第I级为外包倒T型叶根，低压2、3、4级为双倒T型叶根。除末级动叶外，动叶顶部均采用疏齿式可调汽封，以减少漏汽损失。
[0062]实施例2:
[0063]用于汽轮机双转子互换循环水供热的低压转子，同实施例1，所不同的是，所述高压侧联轴器和电机侧联轴器为半挠性联轴器。
[0064]实施例3:
[0065]用于汽轮机双转子互换循环水供热的低压转子，同实施例1，所不同的是，所述高压侧联轴器和电机侧联轴器为挠性联轴器。
[0066]实施例4:
[0067]用于汽轮机双转子互换循环水供热的低压转子，同实施例1，所不同的是，所述高压侧联轴器和电机侧联轴器为齿轮式挠性联轴器。
[0068]实施例5:
[0069]用于汽轮机双转子互换循环水供热的低压转子，同实施例1，所不同的是，所述高压侧联轴器和电机侧联轴器为蛇形弹簧式挠性联轴器。
[0070]实施例6:
[0071]用于汽轮机双转子互换循环水供热的低压转子，同实施例1，所不同的是，所述动叶片为等截面直叶片。
[0072]实施例7:
[0073]用于汽轮机双转子互换循环水供热的低压转子，同实施例1，所不同的是，所述动叶片为变截面直叶片。
[0074]实施例8:[0075]用于汽轮机双转子互换循环水供热的低压转子，同实施例1，所不同的是，所述动叶片为扭叶片。
[0076]实施例9:
[0077]用于汽轮机双转子互换循环水供热的低压转子，同实施例1，所不同的是，所述动叶片为弯扭叶片。
[0078]实施例10:
[0079]用于汽轮机双转子互换循环水供热的低压转子，同实施例1，所不同的是，所述动叶片为T形叶根。
[0080]实施例11:
[0081]用于汽轮机双转子互换循环水供热的低压转子，同实施例1，所不同的是，所述动叶片为菌形叶根。
[0082]实施例12:
[0083]用于汽轮机双转子互换循环水供热的低压转子，同实施例1，所不同的是，所述动叶片为叉形叶根。
[0084]实施例13:
[0085]用于汽轮机双转子互换循环水供热的低压转子，同实施例1，所不同的是，所述动叶片为揪树型叶根。
[0086]实施例14:
[0087]用于汽轮机双转子互换循环水供热的低压转子，同实施例1，所不同的是，所述动叶片在叶身中部用拉筋连接成组。
[0088]实施例15:
[0089]用于汽轮机双转子互换循环水供热的低压转子，同实施例1，所不同的是，所述动叶片为自由叶片。
[0090]实施例16:
[0091]用于汽轮机双转子互换循环水供热的低压转子，同实施例1，所不同的是，所述动叶片围带汽封为平齿汽封。
[0092]实施例17:
[0093]用于汽轮机双转子互换循环水供热的低压转子，同实施例1，所不同的是，所述动叶片围带汽封为镶嵌片式平齿汽封。
[0094]实施例18:
[0095]用于汽轮机双转子互换循环水供热的低压转子，同实施例1，所不同的是，所述动叶片围带汽封为薄片式平齿汽封。
[0096]实施例19:
[0097]用于汽轮机双转子互换循环水供热的低压转子，同实施例1，所不同的是，所述动叶片围带汽封为可调汽封。
[0098]实施例2O:
[0099]用于汽轮机双转子互换循环水供热的低压转子，同实施例1，所不同的是，所述动叶片围带汽封为在围带上直接车出汽封齿。
[0100]实施例21:[0101]用于汽轮机双转子互换循环水供热的低压转子，同实施例1，所不同的是，所述动叶片在进汽侧顶部和根部设置轴向汽封。
[0102]上面所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神前提下，本领域普通工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。
[0103]与任何实用新型相同，本实用新型的基础是已经公知的现有技术，其各个组成部分也来自于现有技术，例如等截面直叶片、变截面直叶片、扭叶片、弯扭叶片、T形叶根、菌形叶根、叉形叶根、揪树型叶根。为了使本说明书简明，对这些组成部分并没有事无巨细地一一详细描述，本领域技术人员在阅读了本说明书后自然知其所云。在阅读了本说明书后，本领域技术人员会相信，由这些现有技术的结合构成的本实用新型是凝结了发明人大量创造性劳动的结果。
[0104]本领域技术人员同样不难看出，本实用新型是对现有技术的改进，是为解决现有技术中存在的技术问题而将这些现有技术中的要素进行的结合，这种结合凝结了大量的创造性劳动，是发明人大量理论研究和科学实验的结晶。在没有阅读本实用新型之前，本领域技术人员显然是不容易想到本实用新型的各个方案的，而在阅读了本说明书后，本领域技术人员不必再付出创造性劳动即可实现本实用新型的基本技术方案。
【权利要求】
1.一种用于汽轮机双转子互换循环水供热的低压转子，包括主轴(3 )，所述主轴(3 )两端分别设置有高压侧联轴器(I)和电机侧联轴器(6)，其特征在于，所述低压转子为整体锻造无中心孔转子。
2.如权利要求1所述的用于汽轮机双转子互换循环水供热的低压转子，其特征在于，所述低压转子材料为30Cr2Ni4MoV。
3.如权利要求1所述的用于汽轮机双转子互换循环水供热的低压转子，其特征在于，所述高压侧联轴器(I)和电机侧联轴器(6)为刚性联轴器。
4.如权利要求1所述的用于汽轮机双转子互换循环水供热的低压转子，其特征在于，所述高压侧联轴器(I)和电机侧联轴器(6)为半挠性联轴器。
5.如权利要求1所述的用于汽轮机双转子互换循环水供热的低压转子，其特征在于，所述高压侧联轴器(I)和电机侧联轴器(6)为挠性联轴器。
6.如权利要求5所述的用于汽轮机双转子互换循环水供热的低压转子，其特征在于，所述高压侧联轴器(I)和电机侧联轴器(6)为齿轮式挠性联轴器。
7.如权利要求5所述的用于汽轮机双转子互换循环水供热的低压转子，其特征在于，所述高压侧联轴器(I)和电机侧联轴器(6)为蛇形弹簧式挠性联轴器。
8.如权利要求1-7中任一项所述的用于汽轮机双转子互换循环水供热的低压转子，其特征在于，所述低压转子设置有叶轮(5 )。
9.如权利要求8所述的用于汽轮机双转子互换循环水供热的低压转子，其特征在于，所述低压转子的叶轮(5 )上装有动叶片(4 )。
10.如权利要求9所述的用于汽轮机双转子互换循环水供热的低压转子，其特征在于，所述动叶片(4)设置有疏水槽。
【文档编号】F01D5/02GK203374320SQ201320301505
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年5月29日 优先权日:2013年5月24日
【发明者】段君寨, 韩荣利, 成渫畏, 陈春旭, 赵逢辉, 马莹 申请人:华电国际电力股份有限公司山东分公司, 华电国际电力股份有限公司十里泉发电厂