利於保護汽輪機內缸和外缸的快速冷卻系統的製作方法

2023-06-03 12:03:21 1

本發明涉及冷卻系統，具體涉及利於保護汽輪機內缸和外缸的快速冷卻系統。

背景技術：

汽輪機是能將蒸汽熱能轉化為機械功的外燃迴轉式機械。來自鍋爐的蒸汽進入汽輪機後，依次經過一系列環形配置的噴嘴和動葉，將蒸汽的熱能轉化為汽輪機轉子旋轉的機械能。蒸汽在汽輪機中，以不同方式進行能量轉換，便構成了不同工作原理的汽輪機。汽輪機種類很多，根據結構、工作原理、熱力性能、用途、氣缸數目的不同有多種分類方法。按結構可分為單級汽輪機和多級汽輪機；各級裝在一個汽缸內的單缸汽輪機，和各級分裝在幾個汽缸內的多缸汽輪機；各級裝在一根軸上的單軸汽輪機，和各級裝在兩根平行軸上的雙軸汽輪機等；按工作原理可分為蒸汽主要在各級噴嘴(或靜葉)中膨脹的衝動式汽輪機；蒸汽在靜葉和動葉中都膨脹的反動式汽輪機；以及蒸汽在噴嘴中膨脹後的動能在幾列動葉上加以利用的速度級汽輪機；按熱力特性可分為凝汽式、供熱式、背壓式、抽汽式和飽和蒸汽汽輪機等類型，凝汽式汽輪機排出的蒸汽流入凝汽器，排汽壓力低於大氣壓力，因此具有良好的熱力性能，是最為常用的一種汽輪機；供熱式汽輪機既提供動力驅動發電機或其他機械，又提供生產或生活用熱，具有較高的熱能利用率；背壓式汽輪機的排汽壓力大於大氣壓力的汽輪機；抽汽式汽輪機是能從中間級抽出蒸汽供熱的汽輪機；飽和蒸汽輪機是以飽和狀態的蒸汽作為新蒸汽的汽輪機；按用途可分為電站汽輪機、工業汽輪機、船用汽輪機等；按汽缸數目可分為單缸汽輪機、雙缸汽輪機和多缸汽輪機；另外還可按照蒸汽初壓(低壓、中壓、高壓、超高壓、亞臨界、超臨界、超超臨界)、排列方式(單軸、雙軸)等進行分類。

現代高參數大容量機組汽輪機內缸和外缸外部都具有絕熱性能良好的保溫層，這對加強汽輪機內缸和外缸保溫減少散熱損失效果十分顯著，但在檢修停機後自然冷卻過程中，由於汽輪機內缸和外缸散熱條件較差、蓄熱量大、汽輪機內缸和外缸壁溫下降較慢，需要很長的冷卻時間.隨著電力技術的發展，自動化水平的提高，我國大型機組大都配置了功能強大的分散控制系統(dcs)和數字電液控制系統(deh)，並且使用狀況都非常好，在deh給定值(即負荷、汽溫、汽壓)指令下都能均勻地調節汽溫、汽壓及機組出力.因此，現在很多電廠在大小修前都採用滑參數停機來降低汽輪機內缸和外缸溫度水平，使汽輪機內缸和外缸溫度降到最低，以便及時開工檢修，縮短檢修工期.但是，在滑參數停機過程中，汽輪機內缸和外缸夾層冷卻汽源如果選擇不當，就達不到理想效果，嚴重時會使汽輪機內缸和外缸金屬壁溫受到熱衝擊產生裂紋.現在滑參數停機，已經普遍應用於大容量汽輪機組.由於機組容量大、參數高、尺寸大，且普遍採用矽酸鈣、矽酸鋁等優質保溫材料，由此帶來了機組停機後，自然冷卻速度減慢，延長了機組檢修開缸時間等問題。除去機組正常大、小修需要停機冷卻外，由於機組本身設備質量存在缺陷較多，因此臨檢亦較多，每次停機都讓其自然冷卻，勢必使機組時可用率受到很大的影響，從而也影響了大機組優越性的正常發揮，故需要對氣流極進行強制冷卻。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是汽輪機內缸和外缸自然冷卻速度緩慢，影響工作效率的問題，目的在於提供利於保護汽輪機內缸和外缸的快速冷卻系統，解決上述問題。

本發明通過下述技術方案實現：

利於保護汽輪機內缸和外缸的快速冷卻系統，包括進氣口，進氣口連接有並聯的甲自動主汽閥和乙自動主汽閥，甲自動主汽閥和乙自動主汽閥用於控制汽輪機進汽，並能在緊急狀態下快速關閉、截斷進汽。自動主汽閥的作用是在汽輪機保護裝置動作後，迅速切斷汽輪機的進汽並使汽輪機停止運行。因此，它是保護裝置的執行元件。為了保證安全，要求自動主汽閥動作迅速，並關閉嚴密，對於高壓汽輪機來說，在正常進汽參數和排汽壓力的情況下，自動主汽閥關閉後，調節閥全開，汽輪機轉速應能夠降低到1000r/min以下。自汽輪機保護系統動作到主汽閥完全關閉的時間，通常要求不大於0.5·0.8s。通常主汽閥都是以油壓開啟，而以彈簧力來關閉，這樣的設計是因為在任何事故情況下，包括在油源斷絕時，自動主汽閥仍應能迅速關閉。

甲自動主汽閥和乙自動主汽閥的另一端依次連接有疏水閥一、高壓缸、排氣口一和逆止閥一；進氣口還依次連接有疏水閥二和中壓缸。疏水閥的基本作用是將蒸汽系統中的凝結水、空氣和二氧化碳氣體儘快排出；同時最大限度地自動防止蒸汽的洩漏。蒸汽疏水閥安裝在蒸汽加熱設備與凝結水回水集管之間。閥門全開時，凝結水進入疏水閥後充滿閥體，然後通過全開閥門排至回水集管，蒸汽也進入疏水閥，產生浮力，直到完全關閉閥門。空氣和二氧化碳氣體聚集在疏水閥的頂部，都會因疏水閥的散熱而凝結。凝結水位不斷升高，直到能夠克服壓差，打開閥門。疏水閥閥門開始打開，作用在閥瓣上的壓差就會減小，使閥門全開，積聚在疏水閥頂部的不凝性氣體先排出，然後凝結水排出，凝結水排放的同時，蒸汽重新開始進入疏水閥，新的一個周期又開始了；逆止閥是指依靠介質本身流動而自動開、閉閥瓣，用來防止介質倒流的閥門，又稱止回閥、單向閥、逆流閥、和背壓閥，逆止閥屬於一種自動閥門，其主要作用是防止介質倒流、防止泵及驅動電動機反轉，以及容器介質的洩放，逆止閥還可用於給其中的壓力可能升至超過系統壓的輔助系統提供補給的管路上，逆止閥主要可分為依重心旋轉的旋啟式逆止閥與沿軸線移動的升降式逆止閥。

進氣口還依次連接有低壓缸和真空破壞閥，真空破壞閥是一種安全閥。主要用於容器或管道中，在管道或容器因系統運行或停止而產生負壓或真空逐步升高時，該閥能自動開啟，破壞真空效應，使管道及其它設備不至產生癟、凹裂等現象，以保護設備的安全。通常安裝在容器罐上或者管道上方起吸氣破壞真空的作用，當容器或者管道的壓力低於設計壓力時，由於管道內真空作用下，安裝在閥瓣上面的彈簧開始工作，閥瓣垂直往下打開，此時外面的大氣進入容器中，破壞真空。

進一步地，所述逆止閥一為搖擺式逆止閥，搖擺式逆止閥常用在水泵出口，也就是閥芯懸掛在銷軸上，當水泵啟動後，水推動閥芯打開，向外供水。當水泵停泵後，逆止閥的閥芯在重力和管道內壓力的作用下關閉，防止管道內的水倒回水泵內。

進一步地，所述疏水閥一和疏水閥二為四並一疏水閥。

進一步地，所述進氣口還連接有逆止閥二和排氣口二。

進一步地，本發明還包括依次連接的法蘭混溫箱、法蘭、法蘭集氣箱、凝汽器一，凝汽器一連接在所述進氣口與逆止閥二之間的管道上。

進一步地，本發明還包括汽缸加熱混溫箱和凝汽器二，汽缸加熱混溫箱和凝汽器二均連接在所述甲自動主汽閥和乙自動主汽閥與所述疏水閥一之間的管道上。

進一步地，所述低壓缸上連接有抽氣器，大部分空氣進入低壓缸，經真空破壞閥放空氣，必要時可開抽氣器抽出，少部分空氣經逆止閥二的排氣口二排入大氣。

本發明與現有技術相比，具有如下的優點和有益效果：

1、本發明利於保護汽輪機內缸和外缸的快速冷卻系統，順流冷卻時，傳熱溫差大，有較大的進汽量，對轉子、汽缸冷卻比較均勻，進氣口連接有多個進氣通道，即進氣區分級較多，便於監視和控制冷卻速率。

2、本發明利於保護汽輪機內缸和外缸的快速冷卻系統，採用壓縮空氣強迫冷卻時，由於空氣對流換熱係數小且無相變換熱，因而冷卻過程比較和緩，空氣人口處金屬和空氣溫差較小，不易發生急劇冷卻，不會造成較大的熱應力，安全且易於控制。

3、本發明利於保護汽輪機內缸和外缸的快速冷卻系統，進氣點較多，不受抽氣器容量的限制，空氣流量大，冷卻後期效果好，因此，轉子軸封彈性槽受到熱應力衝擊減小，可以延長使用壽命。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發明實施例的進一步理解，構成本申請的一部分，並不構成對本發明實施例的限定。在附圖中：

圖1為本發明結構示意圖。

附圖中標記及對應的零部件名稱：

1-進氣口，2-甲自動主汽閥，3-乙自動主汽閥，4-疏水閥一，5-高壓缸，6-排氣口一，7-逆止閥一，8-疏水閥二，9-中壓缸，10-低壓缸，11-真空破壞閥，12-抽氣器，13-逆止閥二，14-排氣口二，15-法蘭混溫箱，16-法蘭，17-法蘭集氣箱，18-凝汽器一，19-汽缸加熱混溫箱，20-凝汽器二。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，下面結合實施例和附圖，對本發明作進一步的詳細說明，本發明的示意性實施方式及其說明僅用於解釋本發明，並不作為對本發明的限定。

實施例1

如圖1所示，本發明利於保護汽輪機內缸和外缸的快速冷卻系統，包括進氣口1，進氣口1連接有並聯的甲自動主汽閥2和乙自動主汽閥3，甲自動主汽閥2和乙自動主汽閥3用於控制汽輪機進汽，並能在緊急狀態下快速關閉、截斷進汽。自動主汽閥的作用是在汽輪機保護裝置動作後，迅速切斷汽輪機的進汽並使汽輪機停止運行。因此，它是保護裝置的執行元件。為了保證安全，要求自動主汽閥動作迅速，並關閉嚴密，對於高壓汽輪機來說，在正常進汽參數和排汽壓力的情況下，自動主汽閥關閉後，調節閥全開，汽輪機轉速應能夠降低到1000r/min以下。自汽輪機保護系統動作到主汽閥完全關閉的時間，通常要求不大於0.5～0.8s。通常主汽閥都是以油壓開啟，而以彈簧力來關閉，在油源斷絕時，自動主汽閥仍應能迅速關閉。

甲自動主汽閥2和乙自動主汽閥3的另一端依次連接有疏水閥一4、高壓缸5、排氣口一6和逆止閥一7；進氣口1還依次連接有疏水閥二8和中壓缸9。疏水閥的基本作用是將蒸汽系統中的凝結水、空氣和二氧化碳氣體儘快排出；同時最大限度地自動防止蒸汽的洩漏。蒸汽疏水閥安裝在蒸汽加熱設備與凝結水回水集管之間。閥門全開時，凝結水進入疏水閥後充滿閥體，然後通過全開閥門排至回水集管，蒸汽也進入疏水閥，產生浮力，直到完全關閉閥門。空氣和二氧化碳氣體聚集在疏水閥的頂部，都會因疏水閥的散熱而凝結。凝結水位不斷升高，直到能夠克服壓差，打開閥門。疏水閥閥門開始打開，作用在閥瓣上的壓差就會減小，使閥門全開，積聚在疏水閥頂部的不凝性氣體先排出，然後凝結水排出，凝結水排放的同時，蒸汽重新開始進入疏水閥，新的一個周期又開始了；逆止閥是指依靠介質本身流動而自動開、閉閥瓣，用來防止介質倒流的閥門，又稱止回閥、單向閥、逆流閥、和背壓閥，逆止閥屬於一種自動閥門，其主要作用是防止介質倒流、防止泵及驅動電動機反轉，以及容器介質的洩放，逆止閥還可用於給其中的壓力可能升至超過系統壓的輔助系統提供補給的管路上，逆止閥主要可分為依重心旋轉的旋啟式逆止閥與沿軸線移動的升降式逆止閥。

進氣口1還依次連接有低壓缸10和真空破壞閥11，真空破壞閥11是一種安全閥。主要用於容器或管道中，在管道或容器因系統運行或停止而產生負壓或真空逐步升高時，該閥能自動開啟，破壞真空效應，使管道及其它設備不至產生癟、凹裂等現象，以保護設備的安全。通常安裝在容器罐上或者管道上方起吸氣破壞真空的作用，當容器或者管道的壓力低於設計壓力時，由於管道內真空作用下，安裝在閥瓣上面的彈簧開始工作，閥瓣垂直往下打開，此時外面的大氣進入容器中，破壞真空。

順流冷卻時，傳熱溫差大，進氣口連接有多個進氣通道，有較大的進汽量，對轉子、汽缸冷卻比較均勻，進氣區分級較多，便於監視和控制冷卻速率，採用壓縮空氣強迫冷卻時，由於空氣對流換熱係數小且無相變換熱，因而冷卻過程比較和緩，空氣人口處金屬和空氣溫差較小，不易發生急劇冷卻，不會造成較大的熱應力，安全且易於控制。

實施例2

本實施例是在實施例1的基礎上，對本發明作出進一步說明。

如圖1所示，本發明利於保護汽輪機內缸和外缸的快速冷卻系統，逆止閥一7為搖擺式逆止閥，搖擺式逆止閥常用在水泵出口，也就是閥芯懸掛在銷軸上，當水泵啟動後，水推動閥芯打開，向外供水。當水泵停泵後，逆止閥的閥芯在重力和管道內壓力的作用下關閉，防止管道內的水倒回水泵內。

實施例3

本實施例是在實施例1的基礎上，對本發明作出進一步說明。

如圖1所示，本發明利於保護汽輪機內缸和外缸的快速冷卻系統，進氣口1還連接有逆止閥二13和排氣口二14，增加一個進氣通道，使氣缸冷卻時有較大的進氣量，分級進氣便於監視和控制冷卻速率。

實施例4

本實施例是在實施例1的基礎上，對本發明作出進一步說明。

如圖1所示，本發明利於保護汽輪機內缸和外缸的快速冷卻系統，還包括依次連接的法蘭混溫箱15、法蘭16、法蘭集氣箱17、凝汽器一18，凝汽器一18與進氣口1與逆止閥二13之間的管道連通；還包括汽缸加熱混溫箱19和凝汽器二20，汽缸加熱混溫箱19和凝汽器二20均與甲自動主汽閥2和乙自動主汽閥3與疏水閥一4之間的管道連通。

法蘭冷卻氣源從法蘭混溫箱15進入，經法蘭16排人法蘭集汽箱17，最後進入凝汽器一18：汽缸夾層冷卻氣源從汽缸加熱混溫箱19進入，經高壓缸5前的甲自動主汽閥2和乙自動主汽閥3的管道進入汽缸夾層，部分氣流通過疏水閥一4排人凝汽器二20，部分氣流通過隔熱環從高壓缸5後的排氣口一6排入大氣。

實施例5

本實施例是在實施例1的基礎上，對本發明作出進一步說明。

如圖1所示，本發明利於保護汽輪機內缸和外缸的快速冷卻系統，低壓缸10上連接有抽氣器12，大部分空氣進入低壓缸10，經真空破壞閥11放空氣，必要時可開抽氣器12抽出，在管道或容器因系統運行或停止而產生負壓或真空逐步升高時，真空破壞閥11能自動開啟，抽氣器12輔助排出空氣，破壞真空效應，使管道及其它設備不至產生癟、凹裂等現象，以保護設備的安全。

以上的具體實施方式，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上僅為本發明的具體實施方式而已，並不用於限定本發明的保護範圍，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。