一种汽轮机低压缸除湿疏水槽结构及工作方法与流程

一种汽轮机低压缸除湿疏水槽结构及工作方法与流程

　　本发明属于汽轮机发电领域，具体涉及一种汽轮机低压缸除湿疏水槽结构及工作方法。

　　背景技术：

　　目前中国电源结构不尽合理，火电机组占比高，电网调峰能力严重不足，尤其是近几年来风电、光电的快速增加，电网缺乏调峰电源的问题尤其突显，造成大量弃风、弃光的现象和可再生能源的巨大损失。要消纳更多的新能源，电网需要具备更高的灵活性，然而我国目前电源结构中灵活电源少，是导致调峰能力不足，是弃风弃光主要原因。目前计划实施2.2亿千瓦燃煤机组的灵活性改造，使机组具备深度调峰能力，并进一步提高火电机组负荷响应速率，部分机组具备快速启停调峰能力。提升灵活性改造预期将使热电机组增加20％额定容量的调峰能力，最小技术出力达到40-50％额定容量；纯凝机组增加15-20％额定容量的调峰能力，最小技术出力达到30-35％额定容量。

　　大多数火电机组深度调峰运行过程中，汽轮机处于较低负荷状态，低压缸末几级叶片容积流量很小，蒸汽湿度显著增加，低压缸叶片构成的级内流动状态会发生较大变化，在叶片压力面上形成流动分离，在叶根处的脱流，叶片出现鼓风、水蚀等现象。这些变化不仅影响机组效率，还使叶片顶部水蚀加剧；而地热电站及核能发电的汽轮机低压缸所面临的湿蒸汽问题显得更加突出，这些水滴的持续作用会使低压末几级动叶片长期受高速水滴的冲击和侵蚀，造成叶片逐渐水蚀，甚至断裂，将严重影响并威胁机组长期安全运行。

　　应用最早和最广泛除湿方法是外缘分离法，在外缘开设除湿沟槽，利用机构对汽流的扭转和离心效应，将水滴甩向外缘，经过沟槽后进入冷凝器中。根据除湿位置不同，汽轮机内部除湿方法可以以下3种：静叶除湿技术、动叶除湿技术及隔板除湿技术。

　　在现有的汽轮机低压缸湿蒸汽除湿技术中，按照除湿位置及除湿方式的不同，有空心静叶抽吸、吹扫及加热除湿法、动叶表面槽道除湿法、加长动静叶间隙法及隔板装置除湿法等。但是在运的汽轮机低压叶片仍旧有较严重水蚀情况发生，为机组汽轮机深度调峰及安全运行埋下了巨大的隐患，也为电网稳定带来不确定性。

　　技术实现要素：

　　本发明的目的在于克服上述不足，提供一种汽轮机低压缸除湿疏水槽结构及工作方法，介于静叶除湿技术和隔板除湿技术，本发明结构合理、更加高效而安全。

　　为了达到上述目的，一种汽轮机低压缸除湿疏水槽结构，包括设置在汽轮机低压内缸内的圆形除湿疏水槽，圆形除湿疏水槽底部开设有若干疏水通孔，圆形除湿疏水槽与汽轮机低压内缸的连接处开设有内壁进汽侧倒圆和内壁出汽侧倒圆。

　　圆形除湿疏水槽开设在汽轮机低压内缸的静叶片出口与低压内缸相连处或动叶片出口与低压内缸相连处。

　　汽轮机低压内缸的上下缸对应位置处均设置有圆形除湿疏水槽。

　　圆形除湿疏水槽与汽轮机低压内缸体内壁的进汽侧和出汽侧形成内壁进汽侧夹角和内壁出汽侧夹角。

　　内壁进汽侧夹角和内壁出汽侧夹角的角度不同。

　　一种汽轮机低压缸除湿疏水槽结构的工作方法，包括以下步骤：

　　湿蒸汽流过汽轮机低压缸时，在离心应力作用下，湿蒸汽中的水滴位于汽轮机低压内缸体的内壁粘着流动；

　　一部分水滴沿圆形除湿疏水槽的内壁进汽侧倒圆逐渐脱离湿蒸汽主流而进入圆形除湿疏水槽；

　　另一部分水滴冲击在内壁出汽侧倒圆进入圆形除湿疏水槽；

　　进入圆形除湿疏水槽的水滴不断汇集形成水，沿圆形除湿疏水槽内壁面向汽轮机低压缸下半缸的疏水槽底部疏水通孔附近聚集，并通过疏水通孔流向低压内外缸夹层中。

　　一部分水滴从内壁进汽侧倒圆进入圆形除湿疏水槽时形成内壁进汽侧夹角。

　　另一部分水滴从内壁出汽侧倒圆进入圆形除湿疏水槽时形成内壁出汽侧夹角。

　　与现有技术相比，本发明的除湿疏水槽结构为圆形槽，与汽轮机低压内缸体内壁的进汽侧和出汽侧过渡处为不同夹角的优化倒圆，便于在湿蒸汽流动过程中湿蒸汽中的微小液滴进入除湿疏水槽减速并凝结汇集，并减少对湿蒸汽主流的影响；在汽轮机低压内缸下半缸的圆形除湿疏水槽底部开设有一定直径的疏水槽底部疏水通孔。本发明应用更为便捷、结构相对简单、位置灵活，且该结构位置的热应力相对较小，在低压缸可以设计加工多个除湿疏水槽，除湿效果较为理想，可以较好地提高机组效率，大幅降低汽轮机低压末几级叶片水蚀程度，保证了汽轮机叶片安全。

　　本发明在工作时，一部分水滴沿圆形除湿疏水槽的内壁进汽侧倒圆逐渐脱离湿蒸汽主流而进入圆形除湿疏水槽，另一部分水滴冲击在内壁出汽侧倒圆进入圆形除湿疏水槽。本发明应用更为便捷、结构相对简单、位置灵活，且该结构位置的热应力相对较小，在低压缸可以设计加工多个除湿疏水槽，除湿效果更为理想，可以较好地提高机组效率，大幅降低汽轮机低压末几级叶片水蚀程度，有力保证汽轮机低压缸的末几级叶片安全和长期运行。

　　附图说明

　　图1为本发明的位置示意图；

　　图2为本发明中圆形除湿疏水槽的内部结构图；

　　其中，1、汽轮机低压内缸；2、圆形除湿疏水槽；3、疏水槽底部疏水通孔；4、内壁进汽侧夹角；5、内壁出汽侧夹角；6、内壁进汽侧倒圆；7、内壁出汽侧倒圆。

　　具体实施方式

　　下面结合附图对本发明做进一步说明。

　　参见图1和图2，一种汽轮机低压缸除湿疏水槽结构，包括设置在汽轮机低压内缸1内的圆形除湿疏水槽2，圆形除湿疏水槽2底部开设有若干由机组大小和位置决定的疏水通孔3，圆形除湿疏水槽2与汽轮机低压内缸1的连接处开设有内壁进汽侧倒圆6和内壁出汽侧倒圆7。便于在湿蒸汽流动过程中湿蒸汽中的较大微小液滴由内壁进汽侧倒圆6、较小微小液滴由内壁出汽侧倒圆7同时进入除湿疏水槽2减速并凝结汇集，减少对湿蒸汽主流和流动效率的影响。

　　圆形除湿疏水槽2开设在汽轮机低压内缸1的静叶片出口与低压内缸相连处或动叶片出口与低压内缸相连处。汽轮机低压内缸1的上下缸对应位置处均设置有圆形除湿疏水槽2。

　　圆形除湿疏水槽2与汽轮机低压内缸体1内壁的进汽侧和出汽侧形成内壁进汽侧夹角4和内壁出汽侧夹角5。内壁进汽侧夹角4和内壁出汽侧夹角5的角度不同。

　　一种汽轮机低压缸除湿疏水槽结构的工作方法，包括以下步骤：

　　湿蒸汽流过汽轮机低压缸时，在离心应力作用下，湿蒸汽中的水滴位于汽轮机低压内缸体1的内壁粘着流动；

　　一部分水滴沿圆形除湿疏水槽2的内壁进汽侧倒圆6逐渐脱离湿蒸汽主流而进入圆形除湿疏水槽2；

　　另一部分水滴冲击在内壁出汽侧倒圆7进入圆形除湿疏水槽2；

　　进入圆形除湿疏水槽2的水滴不断汇集形成水，沿圆形除湿疏水槽2内壁面向汽轮机低压缸下半缸的疏水槽底部疏水通孔3附近聚集，并通过疏水通孔3流向低压内外缸夹层中。

　　一部分水滴从内壁进汽侧倒圆6进入圆形除湿疏水槽2时形成内壁进汽侧夹角4。

　　另一部分水滴从内壁出汽侧倒圆7进入圆形除湿疏水槽2时形成内壁出汽侧夹角5。

　　本发明提供一种优化后结构合理、更加高效而安全的汽轮机低压缸新型除湿疏水槽结构及使用方法。本发明应用更为便捷、结构相对简单、位置灵活，且该结构位置的热应力相对较小，在低压缸可以设计加工多个除湿疏水槽，除湿效果更为理想，可以较好地提高机组效率，大幅降低汽轮机低压末几级叶片水蚀程度，有力保证汽轮机低压缸的末几级叶片安全和长期运行。