【正文】 圍帶，將動葉連成葉片組。 按照工作原 理的不同，汽輪機(jī)的級分為沖動級和反動級兩大類。葉片工作部分的橫截面形狀稱為葉型。 葉根部分葉片是通過葉根與葉輪或者輪轂相連接的。 對于在高溫區(qū)域工作的葉片，應(yīng)考慮材料的蠕變問題；對于在濕蒸汽區(qū)域工作的葉片，應(yīng)考慮材料受濕蒸汽沖蝕的問題。 動葉片安裝在轉(zhuǎn)子葉輪（沖動式汽輪機(jī)）或轉(zhuǎn)鼓（反動式汽輪機(jī)）上，接受靜葉柵射出的高速氣流，把蒸汽的動能轉(zhuǎn)換成軸旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能，使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。 哈汽 CCLN100025/600/600 汽輪機(jī)組的軸系的高、中壓轉(zhuǎn)子、兩根低壓轉(zhuǎn)子、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子全部采用剛性聯(lián)軸器。在低壓轉(zhuǎn)子的中部和前后各有一個(gè)動平衡面。中壓轉(zhuǎn)子的冷卻結(jié)構(gòu)圖如 29 所示。 高壓分流式調(diào)節(jié)級噴嘴后的腔室體內(nèi)，發(fā)電機(jī)端的腔體設(shè)計(jì)壓力要比前軸承箱端的腔室壓力略在高。所有轉(zhuǎn)子均為無中心孔整段轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子之間的連接采用剛性聯(lián)軸器，轉(zhuǎn)子采用獨(dú)立的雙軸承支撐。國外很多電廠采用了無中心孔的結(jié)構(gòu)。開中心孔的目的主要是為了除去中心材質(zhì)最薄弱的部分，同時(shí)也便于探傷檢查。 1000MW 汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的特點(diǎn) 大型汽輪機(jī)機(jī)組的轉(zhuǎn)子廣泛采用整段轉(zhuǎn)子。此外還具有質(zhì)量較輕，剛度大，不 需要大型整體鍛件，葉輪與端軸的鍛件尺寸小質(zhì)量容易保證等優(yōu)點(diǎn)。這樣，既保證了高溫區(qū)域各級葉輪工作的可靠性，有避免采用過大尺寸的鍛件及節(jié)約耐高溫的金屬材料，降低制造成本。整段轉(zhuǎn)子的優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)緊湊，裝配零件少，可縮短汽輪機(jī)的軸向尺寸；沒有套裝的零件，對啟動和變工況的適應(yīng)性較強(qiáng)，適于在高溫條件下運(yùn)行；轉(zhuǎn)子剛性較好。但它不宜在高溫條件下工作，否則會因?yàn)楦邷厝渥冏兓^大的端差使葉輪與主軸的過盈消失，發(fā)生松動。 （ 1）輪式轉(zhuǎn)子 按轉(zhuǎn)子的制造工藝，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子可分為套裝轉(zhuǎn)子、整段轉(zhuǎn)子、焊接轉(zhuǎn)子和組合轉(zhuǎn)子。 汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子 轉(zhuǎn)子是汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動部分的總稱，它擔(dān)負(fù)著把噴嘴葉柵出來的蒸汽的轉(zhuǎn)動能轉(zhuǎn)變?yōu)橥苿虞S選裝的機(jī)械功及傳遞功率的重任，是汽輪機(jī)最重要的部件。電廠運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明噴嘴采用硼化物擴(kuò)散滲層及動葉片采用碳化 鉻等離子涂層是預(yù)防汽輪機(jī)通道 SPE 損傷的有效方法，能延長噴嘴、動葉片的使用壽命并能長時(shí)間保持機(jī)組的較高的可靠性和效率，大大降低機(jī)組的維修成本。 （ 4）調(diào)節(jié)級和再熱第一級噴嘴和動葉的設(shè)計(jì)，應(yīng)選取蠕變強(qiáng)度高和耐固體顆粒侵蝕能力強(qiáng)的高溫葉片材料。 在超超臨界汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的防治措施包括： 12 （ 1）改進(jìn)調(diào)節(jié)級噴嘴端壁面的幾何形狀，噴嘴采用子午面型線，既可以減少二次損失，也能起到減少固體顆粒侵蝕的效果。固體顆粒的侵蝕導(dǎo)致汽輪機(jī)通流效率降低，功率下降，檢修周期縮短，維修費(fèi)用上升。 11 圖 27 哈汽 N100025/600/600 汽輪機(jī)再熱主汽調(diào)節(jié)聯(lián)合閥 圖 27 是哈汽 N100025/600/600 汽輪機(jī)再熱主汽調(diào)節(jié)聯(lián)合閥的結(jié)構(gòu)示意圖。這種布置方式的有點(diǎn)時(shí)左右兩側(cè)進(jìn)汽的溫度均勻，再熱主汽調(diào) 節(jié)聯(lián)合閥后至中壓缸進(jìn)汽室之間的容積較小，事故情況下再熱主汽調(diào)節(jié)聯(lián)合閥快速關(guān)閉后不致引起機(jī)組超速。缺點(diǎn)是葉片數(shù)目增加、造價(jià)高、軸承跨度增大。 哈汽 N100025/600/600 汽輪機(jī)噴嘴室為雙流壓力級單流結(jié)構(gòu)。主要包括閥殼、閥座、閥碟 (閥碟內(nèi)裝有預(yù)啟閥 )、閥桿、 10 閥桿套筒、閥蓋、蒸汽濾網(wǎng)等部件。 汽輪機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，主汽閥全開；汽輪機(jī)停機(jī)時(shí)，主汽閥關(guān)閉。 高壓進(jìn)汽部分 布置方式 哈汽 N100025/600/600 汽輪機(jī)有 4 個(gè)主汽閥和 4 個(gè)主汽調(diào)節(jié)閥，閥門都采用立式結(jié)構(gòu)，4 個(gè)主汽閥的出口與 4 個(gè)主汽調(diào)節(jié)閥的進(jìn)口對接焊成一個(gè)整體，用吊架支撐，布置在前軸承箱前方的運(yùn)行層之下。 21 哈汽 N100025/600/600 汽輪機(jī)縱剖面圖 7 22 哈汽 N100025/600/600 汽輪機(jī)外形圖 8 哈爾濱汽輪機(jī)廠 CCLN00025/600/600 型汽輪機(jī)技術(shù)規(guī)范 表 21 哈爾濱汽輪機(jī)廠 CCLN00025/600/600 型汽輪機(jī)技術(shù)規(guī)范 編號 項(xiàng)目 單位 數(shù)據(jù) 1 機(jī)組型式 超超臨界、一次中間再熱、四缸、四排汽、單軸、 凝汽式 2 汽輪機(jī)型號 CCLN100025/600/600 3 THA工況 MW 1000 4 額定主蒸汽壓力 MPa（ a） 25 5 額定主蒸汽溫度 ℃ 600 6 額定再熱蒸汽進(jìn)口溫度 ℃ 600 7 主蒸 汽額定進(jìn)汽量 t/h 2740 8 額定排汽壓力 MPa（ a） 9 配汽方式 噴嘴調(diào)節(jié) 10 額定轉(zhuǎn)速 r/min 3000 旋轉(zhuǎn)方向（從汽輪機(jī)端向發(fā)電機(jī)端 看） 逆時(shí)針 11 給水回?zé)峒墧?shù)（高加＋除氧＋低加） 8 (3+1+4) 12 低壓末級葉片長度 mm 13 通流級數(shù) 48 高壓缸 級 II+9 中壓缸 級 27 低壓缸 級 46 14 低壓缸末級葉片數(shù)據(jù) 低壓缸末級葉片長度 mm 低壓缸末級葉片環(huán)形面積 m2 15 機(jī)組外型尺寸（長、寬、 高） m 40 16 啟動方式 高中壓聯(lián)合啟動 17 變壓運(yùn)行負(fù)荷范圍 ％ 30～ 90 18 汽輪機(jī)本體重量 t 1,482 汽輪機(jī)的進(jìn)汽部分 主蒸汽經(jīng)主汽閥進(jìn)入主汽調(diào)節(jié)閥，然后由高壓導(dǎo)汽管進(jìn)入高壓缸的蒸汽通過雙流調(diào)節(jié)級，流向調(diào)端通過沖動式壓力級，做功后由高壓排汽口排入再熱器。 6 2 哈爾濱汽輪機(jī)廠超超臨界 1000MW 本體結(jié)構(gòu)分析 概述 哈爾濱汽輪機(jī)廠超超臨界 1000MW 汽輪機(jī)整體介紹 哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司與日本東芝公司共同研制。隨著材料技術(shù)的不斷提高和世界能源的日益緊張，超超臨濟(jì)機(jī)組的優(yōu)勢越來越得到體現(xiàn)。隨著材料技術(shù)、制造工藝和自動控制技術(shù)的不斷提高，超超臨界機(jī)組的安全性、可靠性、靈活性自動化 程度都達(dá)到了心得高度。 為此，國內(nèi)各大動力制造企業(yè)相繼引進(jìn)了國外成熟的超超臨界技術(shù)，目前均以具備百萬千 萬等級超超臨界機(jī)組的生產(chǎn)制造能力。 2021年 9月，國家“ 863”計(jì)劃“超超臨界燃煤發(fā)電技術(shù)”以及依托工程 ——— 華能玉環(huán)電廠開始啟動。 日本發(fā)展超超臨界機(jī)組是采用引進(jìn)美國和歐洲的技術(shù)，并進(jìn)行第二次開發(fā)創(chuàng)新，現(xiàn)已躍居世界發(fā)展超超臨界技術(shù)的先進(jìn)國家行列。 超超臨界 1000MW 汽輪機(jī)的發(fā)展簡史 國外超超臨界機(jī)組的發(fā)展 超超臨界技術(shù)的發(fā)展至今以有近 50 的歷史了，其發(fā)展過程經(jīng)歷了 20 世紀(jì) 50 年代的起始階段、 80年代的優(yōu)化及新技術(shù)發(fā)展階段和 90年代的技術(shù)成熟階段。日本最早提出超超臨界機(jī)組為蒸汽壓力大于 ，溫度大于593℃；而丹麥等國家認(rèn)為 壓力大于 。因此，在能源日趨緊張、環(huán)境日益惡化的情況下，為節(jié)約能源和減輕環(huán)境污染，必須發(fā)展?jié)崈裘喊l(fā)電技術(shù)，即：循環(huán)流化床 (CFBC)、增壓流化床聯(lián)合循環(huán) (PFBCCC)、整體煤氣化聯(lián)合循環(huán) (Icy 以及超臨界 (Sc)與超超臨界技術(shù)(USC)。在中國電力工業(yè)中，自 1990 年以來，火電機(jī)組裝機(jī)容量保持在 75％左右。 本設(shè)計(jì)的意義在于通過學(xué)習(xí)和分析國內(nèi)三大廠家典型的超超臨界 1000MW 汽輪機(jī)的本體結(jié)構(gòu)，更多地了解國內(nèi)外先進(jìn)的汽輪機(jī)技術(shù)，為將來從事汽輪機(jī)運(yùn)行和檢修工作奠定一定的理論基礎(chǔ)。這就要求我們發(fā)展更為高效、節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)性高的高參數(shù)、大容量的火電機(jī)組 —— 超超臨界火電機(jī)組。根據(jù)我國能源資源的特點(diǎn)，煤炭在一次能源生產(chǎn)與消費(fèi)中的比例會長期保持在 75％左右的水平上，而且這一比重在將來的幾十年內(nèi)不會有根本性的變化。 由于我國電力工業(yè)總體污染嚴(yán)重是目前我國火電廠中存在的兩大突出問題，并成為制約我國電力工業(yè)乃至整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素。 超超臨界是 20 世界 90 年代提出來的一個(gè)工程產(chǎn)品的商業(yè)性概念，不同國家，對超超 臨界的定義不完全相同。本設(shè)計(jì)較詳細(xì)地分析了 哈爾濱汽輪機(jī)廠超超臨界 1000MW 汽輪機(jī)本體結(jié)構(gòu)，并對國內(nèi)三大廠家典型的超超臨界 1000MW 汽輪機(jī)本體結(jié)構(gòu)及其它們的主要技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行了對比，更多地了解 1000MW 汽輪機(jī)機(jī)組的新技術(shù)和新特點(diǎn)，為我們今后從事汽輪機(jī)的運(yùn)行和檢修工作具有一定的指導(dǎo)意義。該機(jī)組目前仍在運(yùn)行，是目前世界上運(yùn)行時(shí)間最長的超超臨界機(jī)組。 我國超超臨界機(jī)組的發(fā)展過程 國內(nèi)的超超臨界機(jī)組是在常規(guī)超臨界機(jī)組的基礎(chǔ)上發(fā)展的。并提出我國研發(fā)的超超臨界機(jī)組選型 25至 28MPa/600℃ .的參數(shù)、一次中間再熱方式、 600MW至 1000MW的容量較適合。 表 11 中國超超臨界機(jī)組投產(chǎn)情況 我國已投運(yùn)的 17臺 1000MW超超臨界機(jī)組情況 電廠 容量（ MW） 蒸汽參數(shù)（ MPa/℃ /℃） 制造廠家 投運(yùn)時(shí)間 玉環(huán) 1 1000 玉環(huán) 2 1000 玉環(huán) 3 1000 玉環(huán) 4 1000 鄒縣 7 1000 鄒縣 8 1000 泰州 1 1000 泰州 2 1000 外高 橋 7 1000 外高橋 8 1000 北侖港 6 1000 北侖港 7 1000 5 海門 1 1036 寧海 5 1000 寧海 6 1000 北 疆 1 1000 海門 2 1036 超超臨界 1000MW 機(jī)組的優(yōu)勢 超超臨界機(jī)組由于參數(shù)較高，因此效率高是其最顯著的特點(diǎn)，效率的他高又使得有害物質(zhì)的排放量相對減少，燃料的運(yùn)輸成本相對降低，同時(shí)由于超超臨界機(jī)組往往伴隨大容量1000MW，這又具有單容量造價(jià)低、定員少、易于進(jìn)行煙氣凈化等一系列優(yōu)勢。 表 12 蒸汽參數(shù)對機(jī)組效率的影響 一次再熱機(jī)組 蒸汽初溫 /再熱蒸汽溫度（℃） 580/580 580/600 600/600 機(jī)組效率（ %） 二次再熱機(jī)組 蒸汽初溫 /一次再熱溫度 /二次再熱溫度（℃） 580/580/580 580/590/600 600/600/600 機(jī)組效率（ %） 火力發(fā)電的發(fā)電成本主要取決于電站的投資和燃料的價(jià)格，由于超超臨界機(jī)組的參數(shù)較高，其主蒸汽和賊熱蒸汽的管道、閥門和相 關(guān)部件的材料投資很高，因此，超超臨界機(jī)組在發(fā)電成本上的主要取決于材料與燃料的價(jià)格比。一臺 1000MW的超超臨界機(jī)組與常規(guī)機(jī)組每年少排放 100 多百萬立方米的二氧化碳?xì)怏w。汽輪機(jī)縱剖面和外形圖如 21,22所示。蒸汽在通過沖動式低壓級后， 向下排到冷凝器 。主汽 閥打開，汽輪機(jī)就有了汽源，有了驅(qū)動力；主汽閥關(guān)閉，汽輪機(jī)就被切斷了汽源，失去了驅(qū)動力。 圖 25 哈汽 N100025/600/600 汽輪機(jī)高壓主汽閥和調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)示意圖 哈汽 N100025/600/600 汽輪機(jī)高壓主汽閥與高 壓調(diào)節(jié)汽閥為一體式結(jié)構(gòu)，由耐熱合金鋼鑄件同時(shí)制成，如圖 25 所示。另外，由于整體噴嘴汽室的結(jié)構(gòu)降低了軸端漏汽，可以簡化軸端汽封的結(jié)構(gòu)，提高了幾組的整體效率。采用雙流第一級的優(yōu)點(diǎn)是每只動葉片所承擔(dān)的負(fù)荷減少了一半，噴嘴室和動葉片的應(yīng)力有所減少，對于大功率超超臨界汽輪機(jī)可以使用現(xiàn)有實(shí)際