1、主机说明书 K01B.000.1SM 第 1 页 共 129 页1. 汽轮机概述1.1 概述1.1.1 产品概况本产品为亚临界、一次中间再热、单轴、三缸、四排汽、直接空冷凝汽式汽轮机， 其设计借鉴了一些我公司已有先进成熟的经验，并紧跟国内外同行在同类机组上的先进理念，采用积木式的设计，是我公司自主开发的、具有自主知识产权的亚临界三缸四排汽600MW 直接空冷机组。它保留了湿冷机组的技术特点如反动式叶片、整锻转子、多层汽缸、数字电液调节等。其结构紧凑，经济性好，适合中国国情，具有很高的运行效率和安全可靠性。 1.1.2 适用范围本产品适用于中型电网承担基本负荷，更适用于大型电网中的调峰负荷及基本
2、负荷。本机组寿命在 30 年以上，该机型适应缺水地区直接空冷系统运行条件。 资 料 来 源提出部门标记 处 更改文件号 签字 日期 批准部门主机说明书 K01B.000.1SM 第 2 页 共 129 页1.2 技术规范 汽轮机型式： 亚临界、一次中间再热、三缸四排汽、单轴、直接空冷凝汽式功率连续出力 600MW最大连续出力 641.6MW转速 3000rpm旋转方向 顺时针（从调端看）蒸汽参数主蒸汽压力 MPa 16.67Mpa（g）主蒸汽温度 538再热蒸汽温度 538背压 0.015MPa回热级数 7 级调节控制系统型式 DEH最大允许系统周波摆动 HZ 48.550.5空负荷时额定转速
3、波动 r/min 1噪音水平 dB（A） 90各轴承处最大垂直振动(双振幅)mm 0.254通流级数 40高压部分级数 I+9中压部分级数 6低压部分级数 226末级动叶片长度 mm 620主机说明书 K01B.000.1SM 第 3 页 共 129 页盘车转速 r/min 3.35汽轮机总长 mm（包括罩壳） 26240.2汽轮机最大宽度 mm（包括罩壳） 11400汽轮机本体重量 t 1108 汽轮机中心距运行层标高 mm 10701.3 主机结构1.3.1 蒸汽流程汽轮机通流采用冲动式与反动式联合设计。机组新蒸汽从下部进入置于该机两侧两个固定支承的高压主汽调节联合阀，由每侧各两个调节阀流
4、出，经过 4 根高压导汽管进入高压汽轮机，高压进汽管位于上半两根、下半两根。进入高压汽轮机的蒸汽通过一个调节级和 9 个压力级后，由外缸下部两侧排出进入再热器。再热后的蒸汽经再热管道进机组两侧的两个再热主汽调节联合阀，由每侧各两个中压调节阀流出，经过四根中压导汽管由中部进入中压汽轮机，中压进汽管位于上半两根、下半两根。进入中压汽轮机的蒸汽经过 6级反动式中压级后，从中压缸上部排汽口排出，经中低压连通管，分别进入 1 号、2 号低压缸中部。两个低压缸均为双分流结构，蒸汽从通流部分的中部流入，经过正反向各 6 个压力级后，流向每端的排汽口，然后蒸汽向下流出。1.3.2 高中压阀门 高压主汽调节联合
5、阀壳是一个整体合金钢铸件，机组装有两个高压主汽调节联合阀，分别位于高中压缸两侧，每个主汽调节联合阀主机说明书 K01B.000.1SM 第 4 页 共 129 页包括一个水平安装的主汽阀和两个相同的垂直安装的调节阀。这些阀门的开度均由各自的油动机来控制，油动机由数字电液调节系统来控制。再热主汽调节联合阀壳是合金钢铸件，机组装有两个再热主汽调节联合阀，分别位于高中压缸两侧，每个再热主汽调节联合阀包括一个摇板式主汽阀和两个调节阀。这些阀门的开度均由各自的油动机来控制，油动机由数字电液调节系统来控制。1.3.3 汽缸1.3.3.1 高中压缸汽缸的结构形式和支撑方式在设计时给予充分考虑，当热量改变时，
6、可以保持汽缸自由且对称的收缩和膨胀，并且把可能发生的变形降到最低限度。由合金钢铸造的高中压外缸通过水平中分面形成了上下两半。内缸与外缸均为合金钢铸件并通过水平中分面形成了上下两半。内缸支撑在外缸水平中分面处，并由上部和下部的定位销导向，使汽缸保持与汽轮机轴线的正确位置，同时使汽缸可根据温度的变化自由收缩和膨胀。高压汽轮机的喷嘴室也由合金钢铸成，并通过水平中分面形成了上下两半。它采用中心线定位，支撑在内缸中分面处。喷嘴室的轴向位置由上下半的凹槽与内缸上下半的凸台配合定位。上下两半内缸上均有滑键，决定喷嘴室的横向位置。这种结构可以保证喷嘴室根据主蒸汽温度变化沿汽轮机轴向正确的位置收缩或膨胀。主蒸汽
7、进汽管与喷嘴室之间通过弹性密封环滑动连接，这样可把温度引起主机说明书 K01B.000.1SM 第 5 页 共 129 页的变形降到最低限度。外缸上半及内缸下半可采用顶起螺钉抬高，直到进汽管与喷嘴室完全脱离，然后按常规方法用吊车吊起。在拆卸外缸上半或内缸下半时，尽量保持进汽密封处蒸汽室的形状，当汽缸放下时与密封环同心。汽轮机高压隔板套和高中压进汽平衡环支撑在内缸的水平中分面上，并由内缸上下半的定位销导向。汽轮机中压 1 号隔板套中压2 号隔板套和高压排汽平衡环支撑在外缸上，支撑方式和内缸的支撑方式一样。中压缸进汽段内壁设有隔热罩。隔热罩由 12Cr1MoV 钢板拼焊而成，分为上下半，靠中分面法
8、兰连接。中压缸进汽管与外缸连接，隔热罩的进汽管插入外缸进汽管内。接合处有密封装置。高压九级后（高排）有冷却蒸汽经内缸冷却孔流入中压外缸与隔热罩之间的夹层内，再经过隔热罩冷却孔进入中压通流。中压进汽段隔热护罩的作用是通过降低中压外缸进汽段缸壁的温度差，从而降低高中压外缸的温度应力。中压隔板套结构有利于机组启动过程中中压外缸的加热和膨胀，不但有利于减小中压通流胀差，而且有利于高压通流胀差的减小，从而缩短起动时间。高中压缸的上下半，在水平中分面上用双头螺栓或定位双头螺栓连接。为使每个螺栓中保持准确的应力，必须对它们进行初始拧紧获得一定的预应力。正确的拧紧方法“螺栓拧紧”中描述。汽缸精加工完成后，按照
9、标准的程序并且中分面不涂密封油进行水压试验，保证汽缸不漏，当电厂装配汽轮机并准备投入运行时，中分面需要主机说明书 K01B.000.1SM 第 6 页 共 129 页涂性能较好的密封油。1.3.3.2 低压缸本机组有两个低压缸。低压缸外缸全部由板件焊接而成。为减小温度梯度而设计成三层缸，汽缸的上半和下半被垂直地分成三部分。在安装时，汽缸上半的垂直法兰用螺栓作永久性连接，因此汽缸上半可作为一个零件吊起。每个低压缸调速器端的第 1、2 级隔板安装在隔板套内。此隔板套支承在 1#内缸上。第 3、4 级隔板安装在 1#内缸上；第 5、6 级隔板安装在 2#内缸里。内缸支承在外缸上。并略低于水平接合面。
10、每个低压缸发电机端的第 1-3 级隔板安装在隔板套里，此隔板套支承在 1#内缸上。第 4 级隔板安装在 1#内缸上。第 5-6 级隔板安装在 2#内缸上，内缸支承在外缸上，并略低于水平接合面。每个低压缸由与外缸下半一体的裙式撑脚支撑在台板上。低压缸的位置由撑脚两侧及扩压管下半的四个键所固定，键的位置如下：每个低压缸每端各有一个键布置在纵向中心线上，使汽缸横向定位，允许汽缸纵向自由膨胀，每个低压缸的两侧各有一个键布置在横向中心线上，允许汽缸横向自由膨胀。每个低压缸四边的两个横向定位键与两个轴向定位键形成各自的独立绝对死点，本机组共有三个绝对死点，另外一个位于 2#轴承箱下半两侧，高中压模块以此死
11、点向前膨胀。主机说明书 K01B.000.1SM 第 7 页 共 129 页根据直接空冷机组的运行特点，低压缸和轴承箱分别落地，以避免排汽温度的变化使轴承标高受到影响，以保证轴承的稳定性。同时低压缸端汽封以 3 个支撑臂固定在轴承箱上，并具有水平及横向键以确定汽封体的中心，这样端汽封能与转子具有良好的同心性，避免动静碰磨，保持合理的间隙。汽封体与低压缸之间设有膨胀节，在保证真空前提下，能吸收低压缸膨胀引起的位移。1.3.4 转子高中压转子是无中心孔合金钢整锻转子。带有主油泵叶轮及超速跳闸装置的轴通过法兰螺栓刚性地与高中压转子在调端连接在一起，主油泵叶轮轴上还带有推力盘。低压转子也是无中心孔合金
12、钢整锻转子。当装有叶片的整个转子加工完成后，需做运行试验和精确动平衡试验。高中压转子和 1 号低压转子、1 号低压转子和 2 号低压转子；2号低压转子和发电机转子均通过联轴器刚性联接。转子系统由安装在前轴承箱内的推力轴承定位，本机组共 8 个支撑轴承支撑（含电机 2 个） 。1.3.5 静、动叶片采用全三维先进设计体系，进行通流部分的设计。1.3.5.1 静叶片调节级采用子午面收缩静叶栅，降低静叶栅通道前段的负荷，主机说明书 K01B.000.1SM 第 8 页 共 129 页减少叶栅的二次流损失。高中压静叶片全部为弯扭叶片；每只静叶两端自带菱形头叶冠，整圈组焊后，在中分面处割开，成为上下半结
13、构。低压第 1 级为弯曲静叶，第 24 级为扭曲静叶，第 5、6 级为弯扭静叶。低压第 1 级为铆接结构，第 24 为自带菱形叶冠焊接结构，末二级隔板为单只静叶焊接在内外环上的焊接结构。1.3.5.2 动叶片调节级动叶片采用电脉冲加工成三只为一组并带有整体围带和三叉叶根的三联叶片。高、中压动叶全部为弯扭自带冠叶片，枞树型叶根。低压 16 级为变截面扭曲动叶片；均为自带围带，枞树型叶根结构。主机说明书 K01B.000.1SM 第 9 页 共 129 页主机说明书 K01B.000.1SM 第 10 页 共 129 页主机说明书 K01B.000.1SM 第 11 页 共 129 页2. 高压主
14、汽调节联合阀主机说明书 K01B.000.1SM 第 12 页 共 129 页2.1 概述主汽阀具有“双重阀碟”而且在水平位置操作。主汽阀体和蒸汽室为一体。附图中表示了主汽阀和执行机构的布置图，油动机安装在弹簧支架上，并且通过连杆及杠杆与主汽阀杆相连接。2.2 主汽阀主汽阀是简单布置的通常被称为“双重阀碟”的结构。它由两个单座的不平衡阀（9）和（14）组成，一个阀安装在另一个内部。如图 4 所示，阀处于关闭位置时，蒸汽进汽压力与压缩弹簧（54） 、（55） 、 （56）和（57）的作用力一起通过阀杆把每一个阀门紧紧地关闭在它的阀座上。预启阀（14）由 2 部分组成，通过安装在阀杆（12）内部的
15、弹簧弹性压紧在主阀上，关闭时能与主汽阀（9）内部的阀座较好的同心。阀杆（12）移动并打开主汽阀（9）内部时，预启阀（14）首先开启。之后，阀杆（12）顶在阀碟套筒的底座“X”上，开启主阀（9） 。主阀（9）全开时，主汽阀套筒（22）顶在端部阀杆套筒（23）上，防止蒸汽沿阀杆泄漏。阀杆密封由紧配合的套筒（25）组成，如图所示带有适当的泄漏口。这些泄漏口与根据运行条件所确定的低压区域相连接。 （如汽封系统图所示） 。当阀处于如图 3 所示关闭位置时，阀杆导向块（28）的底部顶在阀杆套筒（23）的底座“Y ” 上，防止蒸汽沿阀杆泄漏。圆柱型的蒸汽滤网作为阀盖（a ） （b）的一部分，环绕在阀的周围。
16、2.3 调节阀及蒸汽室蒸汽室主汽阀体是由主汽阀和调节阀组成的整体 Cr-Mo 合金钢锻件。机组有两个独立布置的蒸汽室主汽阀体，分别位于机组两侧，蒸汽通过主汽阀进入独立控制的调节阀，控制高压缸进汽。主机说明书 K01B.000.1SM 第 13 页 共 129 页每一个蒸汽室有 2 个调节阀，每个调节阀都由各自的执行机构控制。每个阀都是单座结构。每个调节阀被蒸汽所包围，其压力近似主汽压力。如图所示，阀设计成两部分，阀蝶和阀杆活动连接。调节阀杠杆（53，54）通过连杆（59） （35） ，销（43） ，特制螺母（37）和套筒（36）与阀杆（17）相连接，当油动机的活塞向上移动就打开调节阀，向下移动
17、就关闭调节阀。杠杆和销（3）连接，通过连杆（60）和销（4）与弹簧室（e）相连。阀杆密封包括一个紧配合的导向套筒（C，D-1）和在阀盖中的套筒（18，19） 。套筒带有适当的泄漏口，高压漏汽口与高压排汽区连接，低压漏汽口与汽封冷凝器相连。压缩弹簧（50，51，52）在所有时间内都给每个阀门施以关闭的力。弹簧（50，51，52）力向下作用在弹簧座（47）上，以克服不平衡的力并提供一个可靠的关闭阀门的力。2.4 主汽调节阀的支撑蒸汽室主汽阀体支架安装在底板（3）和（4）上，底板（3）和（4）通过地脚螺栓和点焊的方式固定在基础上。蒸汽室主汽阀体靠近主蒸汽进汽侧通过挠性板（a）和连接套筒（d）支撑，挠
18、性板（a ）通过螺栓固定在底板上。蒸汽室主汽阀体另一端通过挠性板（b）支撑，挠性板（b）通过螺栓和销固定在底板上。这种形式的支撑结构防止蒸汽室的横向移动，允许蒸汽室沿轴向膨胀。2.5 主蒸汽进汽管调节阀出口与通向高中压缸上、下半的主蒸汽导汽管焊接在一起。1 号和 2 号调节阀出口连接在高压缸上半，3 号和 4 号调节阀出口连接在高压缸的下半。通往高压缸上半的高压导汽管设有法兰，使检修时能够拆卸高中压缸上半。主机说明书 K01B.000.1SM 第 14 页 共 129 页主机说明书 K01B.000.1SM 第 15 页 共 129 页主机说明书 K01B.000.1SM 第 16 页 共 1
19、29 页主机说明书 K01B.000.1SM 第 17 页 共 129 页主机说明书 K01B.000.1SM 第 18 页 共 129 页主机说明书 K01B.000.1SM 第 19 页 共 129 页主机说明书 K01B.000.1SM 第 20 页 共 129 页主机说明书 K01B.000.1SM 第 21 页 共 129 页3.大气阀3.1 概述大气阀装于汽轮机低压缸两端的汽缸的上半上，其用途是当低压缸的内压超过其最大设计安全压力时，自动进行危急排汽。3.2 结构如图所示，大气阀安装在汽缸上半，并用 28 个螺栓固定在汽缸法兰上。它包括一个薄的铅板（5） ，被压紧在垫片（6）和阀盖
20、（7）之间的外密封面上，也被螺钉和环夹（2）压紧在圆板（1）的内密封面上，圆板（1）对着外部大气，由阀盖（7）固定，见图 A-A 视图。如果排汽压力升高到超过预定值，圆板（1）被向外压，使铅板（5）在环夹外缘和阀盖内缘之间被剪断。铅板的断裂，使汽轮机后汽缸内的压力降低，蒸汽沿汽缸向上喷出。阀盖（7）可防止铅板、圆板和环夹飞出伤人和损坏设备。外径处的罩板引导汽流向上喷出。铅板（5）与一个自动低真空跳闸机构相连接。当排汽压力升高到预定点时，自动低真空跳闸机构使汽轮机停机。铅板（5）断裂时低压缸内压为： 0.0340.048Mpa（g） 。低真空跳闸机构见单独的说明书。3.3 零件清单序 号 零件名
21、称1 圆板2 环夹3 螺钉 M830 4 螺钉 M30655 铅板6 垫片7 阀盖主机说明书 K01B.000.1SM 第 22 页 共 129 页主机说明书 K01B.000.1SM 第 23 页 共 129 页4.再热主汽阀及油控跳闸阀4.1 再热主汽阀再热主汽阀安装在再热管路中，位于再热器和中压调节阀之间。作用是作为中压调节阀的备用保险设备，当超速跳闸机构动作，汽轮机跳闸时，万一调节阀失灵，则再热主汽阀关闭。附图 11 表示再热主汽阀及其执行机构的装配图。执行机构在另外图纸上表示。这个阀门的形式通称为“扑板式”结构。该阀是由悬挂在轴（34）上的再热主汽阀碟（50）以及通过键与轴相连的碟摇
22、臂（48）所组成。轴通过连杆与活塞杆（67）相连接，连杆转动，油动机油缸活塞向上移动而打开阀到安全位置。由关闭到全开油动机行程 178mm。全开时阀碟端部与阀端盖上制动凸台必须贴紧。活塞向下移动关闭阀，由压缩弹簧（69）和（68）所产生的关闭力在全部时间内都作用在阀上，这些压缩弹簧作用在活塞上，从而产生一个正的关闭力，图示的“Y-Y”剖面即为阀在关闭位置。旁通管安装在阀碟（50）的前后，以便使作用在阀碟两侧的蒸汽压力比较均匀，减小蝶阀开启力。在安装时，活塞杆（67）和活塞杆端部（61）之间的连接是用测量方法进行的，增加垫片（74）以便将活塞正确地固定在缓冲器内，阀碟就位和连接如图所示。4.2
23、油控跳闸阀该阀是由控制阀和油动机组成，油动机和控制油系统相连接。主机说明书 K01B.000.1SM 第 24 页 共 129 页4.2.1 当超速跳闸阀和事故跳闸阀关闭时再热主汽阀将被打开，油动机供油，跳闸控制阀将被关闭，使轴承室（见图）的蒸汽泄漏不能排走，从而对主轴产生一个推力，使密封面 b1 和 a1（见图）严密接触，主轴不能转动，又能防止蒸汽泄漏。4.2.2 当超速跳闸机构跳闸时，油动机泻油，跳闸控制阀开启，快速排走轴承室内的蒸汽，使作用在主轴端的压力消失，此时可用最小的力关闭再热主汽阀。4.3 再热主汽管中压调节阀出口与通往高中压缸上、下半的中压导汽管焊接在一起。中压调节阀右- 右和
24、左-左的出口与高中压缸上半连接，中压调节阀右-左和左-右的出口与高中压缸下半连接。通往高中压缸上半的中压导汽管设有法兰，使检修时能够拆卸高中压缸上半。图 12、13。4.4 再热主汽调节联合阀支架机组共有两个再热主汽调节联合阀，每个联合阀体由一个再热主汽阀体与两个中压调节阀体焊接在一起。再热主汽阀支架焊接在再热主汽阀体上，然后通过螺栓及销与底板固定。见附图 14。再热主汽阀体靠近进汽侧通过支架支撑，另一侧支撑在挠性板上。这种支撑结构防止再热主汽阀横向移动，同时允许再热主汽阀沿轴向膨胀。外旁通管路用来平衡再热主汽阀两侧的蒸汽压力，允许阀门开启。主机说明书 K01B.000.1SM 第 27 页
25、共 129 页主机说明书 K01B.000.1SM 第 28 页 共 129 页主机说明书 K01B.000.1SM 第 29 页 共 129 页主机说明书 K01B.000.1SM 第 30 页 共 129 页主机说明书 K01B.000.1SM 第 31 页 共 129 页主机说明书 K01B.000.1SM 第 32 页 共 129 页5.中压调节阀 1概述中压调节阀安装在汽轮机的每个中压进汽管道上，甩负荷后用以限制再热器去中、低压汽轮机的蒸汽流量。起动期间，这些阀门也具有调节蒸汽去中压和低压汽轮机的控制能力。2结构中压调节阀为双座活塞式结构，每一个阀门都有自己独立的执行机构。附图 15
26、 表示其中一个阀门及其执行机构的结构。执行机构见单独说明书。中压调节阀出口通过中压导汽管与汽缸进汽室连接。主阀碟（h）通过阀杆（12）和连接件（29）与油动机的活塞连接。油动机活塞向下移动关闭阀门，向上移动打开阀门。每个阀门通过压缩弹簧（40） 、 （41）始终向阀和连杆施加向下的关闭力。预启阀（5）由两部分组成，和阀杆（12）之间为活动连接，使其关闭时与位于主阀碟（h）内的阀座自动对中。因此当阀杆（12）移动开启主阀碟（h）时，预启阀（5）首先打开，随后阀杆继续移动，使连接螺母（7）与连接套筒（9）的“X”面接触，进而开启主阀碟（h） 。主阀碟（h）全开时，连接套筒（9）端部顶在套筒（13）上，防止蒸汽沿阀杆泄漏。阀杆密封由紧配合的套筒（13）构成，阀杆漏汽通往轴封冷却器。圆柱形的蒸汽滤网（c）装在主阀碟（ h）外侧。滤网底部和阀体上的凹槽配合，顶部和阀盖（d） （e ）用止动销固定。密封环（11）能够阻止蒸汽从阀套筒与主阀（h）之间泄漏。安装时注意将凹槽对着蒸汽泄漏方向。
