二次再热汽轮机关键技术分析及探讨

通过采用二次再热循环,提高主汽参数,汽轮机热耗将比目前超超临界一次再热机组降低3.6%,机组经济性大大提高。介绍了国际上二次再热机组的发展背景、目前成熟材料体系下汽轮机蒸汽参数的选择,以及汽轮机采用二次再热后带来的设计难点和关键技术,为我国自主开发高参数超超临界二次再热汽轮机提供了思路和启示。     

东方660 MW超超临界二次再热汽轮机超高压主汽阀阀杆动应力分析

汽轮机主汽阀需要很高的关闭速度,由此带来阀杆冲击动力学的强度问题。以前设计主要按照冲击动力学的理论,通过能量法求解系统动应力。文章介绍了阀杆动应力的理论计算方法,并分析了理论计算方法的合理性。随着计算机技术的发展,有限元方法求解阀杆动应力成为可能。文章详细介绍了阀杆动应力有限元计算参数的选取方法,并通过ABAQUS商用有限元软件计算了东方660 MW超超临界二次再热汽轮机超高压主汽阀阀杆动应力。对理论计算结果和有限元计算结果做了比较,分析了有限元计算结果的合理性。计算显示东方660 MW超超临界二次再热汽轮机超高压主汽阀阀杆峰值应力小于材料疲劳极限,阀杆具有永久寿命。     

核电汽轮机阀门的动态分析

介绍核电阀门动态分析的目的、计算原理与方法。讨论３１０ＭＷ核电汽轮机摇板式主汽阀、调节阀与蝶阀（再热主汽阀与调节阀）的动态性能，最后对摇板式主汽阀动态应力过大情况作了分析并提出了改进措施。     

补汽调节阀技术在百万千瓦全周进汽汽轮机中的应用

全周进汽的运行模式可提高百万千瓦超超临界汽轮机的经济性及安全可靠性。环保及节燃料消耗要求进一步提高所有运行工况的效率。本文介绍一种补汽阀技术,即在原两个主调节阀基础上再增加一个附加的补汽调节阀,可提高额定负荷工况的进汽压力,并使机组在没有节流损失条件下具备快速的调频能力。补汽阀是一项提高机组调频灵活性、提高效率和可靠性的成熟技术。本文还详细介绍了补汽阀的特点,提供了补汽阀的经济分析数据。     

1000MW超超临界二次再热机组滑压优化研究

通过分析1000MW超超临界二次再热机组配汽特性和滑压运行能耗指标,定量分析主汽压力、超高压缸效率、给水泵汽轮机进汽流量及给水泵焓升等方面对滑压运行能耗指标的影响,建立1000MW超超临界二次再热机组滑压优化数学模型,阐述一次调频和运行条件偏离对超超临界二次再热机组滑压运行的影响,现场试验结果表明,运用滑压优化模型可以准确指导机组优化运行并取得良好节能效果,为今后1000MW超超临界二次再热机组经济运行提供参考。     

基于调门节流的二次再热机组负荷响应特性研究

针对超超临界二次再热机组并网运行过程中存在负荷快速响应能力不足的问题,以1000MW超超临界二次再热机组为研究对象,基于LabVIEW软件,开发超超临界二次再热机组动态仿真试验平台,仿真分析基于调门节流方式的二次再热机组负荷动态响应特性,并与一次再热机组进行对比。分析结果表明:在相同的阀位指令下,二次再热机组的负荷响应能力滞后于一次再热机组,为满足电网的AGC和一次调频的考核,二次再热机组需预留较大比例的主汽压力节流运行。     

二次再热汽轮机热力性能评价方法初探

随着二次再热机组的投运,评价二次再热汽轮机的经济性能否达到预期,引起各方关注。文章旨在对二次再热汽轮机热力性能评价方法进行初步探索。针对某二次再热汽轮机的技术特点,在制定试验测点的过程中,除了按照ASME标准进行常规测点的布置外,还根据机型特点加装了专门测点。为了便于对机组老化进行判断,需要在投产后进行焓降试验。在正式热力性能试验时,应调整调节阀开度、热力系统、主要参数尽量接近设计值。在对结果计算和修正时,需要注意轴封系统漏汽流量的测算方法以及一、二次再热压降的修正处理方法等。最终评价热耗率时,除了对缸效率偏差进行分析,还应考虑轴封漏汽流量偏差的影响。该性能评价方法适用于所有节流调节的二次再热机组汽轮机。     

某型核电汽轮机高压主汽调节阀组稳定性研究

研究某ARABELLE型百万千瓦级核电汽轮机高压主汽调节阀组的稳定性,提出优化运行措施。以某ARABELLE型核电汽轮机为研究对象,根据高压主汽调节阀组的配汽方式和布置特点分析其运行特性;建立阀组振动测试系统,测试高压调节阀在不同开度下阀杆的振动情况,研究阀组的稳定性。结果表明:高压调节阀开度在约2.9%时,阀杆存在共振现象;随着阀门开度增加,阀杆振动幅值略有升高,但基本保持稳定,振动以流体高频湍流诱发振动为主,激振力频率集中在0～5000Hz频段;满功率下阀组内部蒸汽流速符合行业标准,具有良好的气动性能和整体稳定性。但该型核电汽轮机在夏季满功率工况时容易进入高压调节阀流量特性曲线的陡峭区域,存在阀位抖动、高压进油管油压脉动和进油管爆裂等缺陷,采取适当提高功率设定值的运行方式等,有助于维持阀门开度稳定和机组安全运行。     

汽轮机调节阀设计的新思路

1前言汽轮机的启停和功率的变化是通过调节阀开度的变化,从而改变进入汽轮机的蒸汽流量或蒸汽参数来实现的。作为汽轮机进汽机构的重要组成部分,调节阀气动性能的好坏会对整个汽轮机机组的经济性产生直接的影响。另外,调节阀中阀体的振动现象也存在于实际的运行中,类似阀杆振动     

超超临界汽轮机主汽调节联合阀阀壳与阀座瞬态过盈接触分析

应用有限元软件ANSYS对超超临界汽轮机主汽调节阀进行瞬态过盈接触分析、热固耦合分析,给出了主蒸汽温度的下降速度和过盈量之间的影响关系.为进一步研究提高阀门效率和结构改进提供参考.     

超超临界二次再热汽轮机控制系统简介

超超临界二次再热汽轮机进汽参数为31MPa/610℃/620℃,汽缸有5个,整个系统很复杂,因此对控制系统提出了很高的要求。介绍了上海汽轮机厂超超临界二次再热汽轮机控制系统的特点,对其启动过程进行了阐述,研究总结对同类型机组的调试、运行具有一定的参考意义。     

消声罩调节阀的气动性能试验与分析

1前言核电汽轮机的进汽压力与温度均比火电低，相同功率的进汽容积流量为火电的5倍，需要大尺寸的进汽阀门。早期西屋公司直接把火电再热调节闻移植为核电汽轮机的进口调节问，投运后发生强烈的高噪声。改进后的调节阀带消声罩，它设置于阀座上，为一个开有许多小孔的圆筒。当问工作在临界及超临界状态下，阀碟处于小孔区；阀开度大时，汽流从消声罩上部的窗口进入。消声罩调节间应用于西屋公司的所有核电汽轮机上，它与火电的球形调节阀有着完全不同的型线，为此，我们开展了气动性能方面的试验与分析工作。2试验方法与数据处理制作了1：4…     

汽轮机补汽阀结构设计数值模拟研究

补汽阀技术是一项提高机组调频灵活性、提高效率和可靠性的成熟技术,大功率汽轮机组常采用补汽调节阀技术来提高输出功率。补汽会影响汽轮机内部蒸汽流动,使级的气动性能降低。针对汽轮机补汽对主通道蒸汽流动的影响,参考某660MW汽轮机补汽阀结构,建立三维数值计算模型,研究补汽结构的流场分布情况,分析补汽对汽轮机级气动性能的影响,提出切向-轴向进汽补汽结构模型。数值计算结果表明:相比于径向进汽模型,切向-轴向模型能使补汽后一级静叶环形截面速度和压力分布均匀程度得到明显改善,这有利于提高汽轮机级效率。     

采用再热温度630 ℃的1 000 MW新一代超超临界二次再热机组可行性研究

  [目的]  为了推动采用再热温度630 ℃的1 000 MW新一代超超临界二次再热机组发展,需对某沿海电厂2× 1 000 MW新一代超超临界二次再热机组的可行性进行研究。  [方法]  文章分析了主机参数、主机技术条件、主机设备可行性、辅机设备可行性、主要系统配置、机组经济性和热经济性指标。  [结果]  研究表明:1 000 MW新一代超超临界二次再热机组是可行的,已具备示范应用条件。与1 000 MW常规超超临界二次再热机组相比,1 000 MW新一代超超临界二次再热机组热效率更高,污染物排放更少,经济效益较高。该1 000 MW新一代超超临界二次再热机组热效率达到48.72%,发电标煤耗达到252.48 g/kWh,供电标煤耗达到260.16 g/kWh,为国内最优水平。  [结论]  我国具有自主知识产权的先进马氏体耐热钢G115和带小发电机的抽背式给水泵汽轮机可以应用于新一代超超临界二次再热机组。     

二次再热超超临界机组的设计探讨

二次再热系统比一次再热在机组效率和煤耗上优势明显,针对火力发电厂二次再热超超临界机组,介绍了国内外的技术发展和应用情况,通过分析二次再热超超临界机组设计的主要技术难点,进一步探讨了二次再热机组蒸汽参数选择、锅炉设计、汽轮机及热力系统设计的思路。     

超超临界二次再热空冷汽轮机的总体设计

文章介绍了1 000 MW超超临界二次再热空冷汽轮机的总体设计特点及设计中需要注意的问题。1 000 MW等级空冷二次再热机组总体设计方案是可行的,但由于受到末级湿度的限制,二次再热空冷机组的再热温度略低于湿冷机组,经济性收益略低于湿冷二次再热机组。     

1000MW超临界汽轮机主调阀内流动和噪声计算分析

针对某1000 MW超临界汽轮机主调阀系统(主汽阀和调节阀)内的蒸汽流动和噪声辐射,进行了全三维计算分析.通过求解全三维N-S方程和к-ε湍流模型,并考虑水蒸汽热力性质参数,得到了阀门流道中的蒸汽流场参数;然后采用基于FW-H方程的剪切流噪声模型,求解了蒸汽流场内的噪声源幅度分布.计算结果表明:主调阀流道内的压力损失为1.38%,其中调节阀部件的压损占主调阀总压损的66%;主汽阀和调节阀的喉口位置和阀腔流动死区等位置处的涡量很强,从而成为主要的气动噪声辐射源.     

某1000MW超超临界机组汽轮机IN783螺栓断裂失效分析

某电厂1000MW超超临界机组汽轮机再热主汽阀、再热调节阀阀盖与阀体紧固螺栓在运行过程中发生了失效现象。通过化学成分分析、宏观、微观组织分析及相应的力学性能试验等分析检测可知,螺栓材料在长期高温服役后,基体和β相中析出了较多的其它物相组织,造成材料的脆化及晶界弱化,降低了螺栓的塑韧性。检修时旧的安装工艺使螺栓处于较大的应力状态,加上高温运行时蒸汽推力的共同作用,螺纹、加工缺陷处的应力集中无法通过塑性变形释放,导致这些部位裂纹萌生并快速扩展,最终引发螺栓的脆性断裂。     

1350MW超超临界二次再热机组总体设计及经济性分析

针对1350MW超超临界二次再热机组的总体设计问题,从基本循环参数选择、回热系统优化以及汽轮机组布置等方面进行了详细的论述及分析,并基于热力系统的分析计算方法,对其经济性水平进行了合理的估计。结果表明:通过采用高低位分轴布置方案以及冷端优化设计,可降低一次再热以及两次再热系统的蒸汽压降以及凝汽器压力,这两项技术合计可产生热耗收益90kJ/(kW·h),整个机组的热耗可达到6990kJ/(kW·h),机组的经济性水平比常规设计的1000MW超超临界二次再热机组明显提高。     

700_亚临界无再热发电机组技术的经济性分析

本研究对主汽温度达到700℃等级时,在基本参数相同的前提下分析对比了18MPa/720℃亚临界无再热1000MW自然循环机组与同容量35MPa/700℃/720℃超超临界一次再热机组的技术经济性,探讨了设计700℃亚临界无再热机组的可行性。基于热力学卡诺循环效率的计算结果表明,无再热机组汽轮机热耗率比一次再热机组增加了465.73kJ/(kW·h),供电煤耗提高了13.15g/(kW·h)。全面考虑700℃镍基高温钢材价格、标煤单价、贷款利率与机组年运行小时数等经济因素,比较两机组在不同运行年限内折算的年投资成本差额,综合技术与经济性分析结果表明,按当前预测的700℃镍基高温钢材价格,亚临界无再热机组全寿命年限的经济性明显优于超超临界一次再热机组。