一種汽輪機低壓缸除濕疏水槽結構及工作方法與流程

一種汽輪機低壓缸除濕疏水槽結構及工作方法與流程

　　本發明屬于汽輪機發電領域，具體涉及一種汽輪機低壓缸除濕疏水槽結構及工作方法。

　　背景技術：

　　目前中國電源結構不盡合理，火電機組占比高，電網調峰能力嚴重不足，尤其是近幾年來風電、光電的快速增加，電網缺乏調峰電源的問題尤其突顯，造成大量棄風、棄光的現象和可再生能源的巨大損失。要消納更多的新能源，電網需要具備更高的靈活性，然而我國目前電源結構中靈活電源少，是導致調峰能力不足，是棄風棄光主要原因。目前計劃實施2.2億千瓦燃煤機組的靈活性改造，使機組具備深度調峰能力，并進一步提高火電機組負荷響應速率，部分機組具備快速啟停調峰能力。提升靈活性改造預期將使熱電機組增加20％額定容量的調峰能力，最小技術出力達到40-50％額定容量；純凝機組增加15-20％額定容量的調峰能力，最小技術出力達到30-35％額定容量。

　　大多數火電機組深度調峰運行過程中，汽輪機處于較低負荷狀態，低壓缸末幾級葉片容積流量很小，蒸汽濕度顯著增加，低壓缸葉片構成的級內流動狀態會發生較大變化，在葉片壓力面上形成流動分離，在葉根處的脫流，葉片出現鼓風、水蝕等現象。這些變化不僅影響機組效率，還使葉片頂部水蝕加劇；而地熱電站及核能發電的汽輪機低壓缸所面臨的濕蒸汽問題顯得更加突出，這些水滴的持續作用會使低壓末幾級動葉片長期受高速水滴的沖擊和侵蝕，造成葉片逐漸水蝕，甚至斷裂，將嚴重影響并威脅機組長期安全運行。

　　應用最早和最廣泛除濕方法是外緣分離法，在外緣開設除濕溝槽，利用機構對汽流的扭轉和離心效應，將水滴甩向外緣，經過溝槽后進入冷凝器中。根據除濕位置不同，汽輪機內部除濕方法可以以下3種：靜葉除濕技術、動葉除濕技術及隔板除濕技術。

　　在現有的汽輪機低壓缸濕蒸汽除濕技術中，按照除濕位置及除濕方式的不同，有空心靜葉抽吸、吹掃及加熱除濕法、動葉表面槽道除濕法、加長動靜葉間隙法及隔板裝置除濕法等。但是在運的汽輪機低壓葉片仍舊有較嚴重水蝕情況發生，為機組汽輪機深度調峰及安全運行埋下了巨大的隱患，也為電網穩定帶來不確定性。

　　技術實現要素：

　　本發明的目的在于克服上述不足，提供一種汽輪機低壓缸除濕疏水槽結構及工作方法，介于靜葉除濕技術和隔板除濕技術，本發明結構合理、更加高效而安全。

　　為了達到上述目的，一種汽輪機低壓缸除濕疏水槽結構，包括設置在汽輪機低壓內缸內的圓形除濕疏水槽，圓形除濕疏水槽底部開設有若干疏水通孔，圓形除濕疏水槽與汽輪機低壓內缸的連接處開設有內壁進汽側倒圓和內壁出汽側倒圓。

　　圓形除濕疏水槽開設在汽輪機低壓內缸的靜葉片出口與低壓內缸相連處或動葉片出口與低壓內缸相連處。

　　汽輪機低壓內缸的上下缸對應位置處均設置有圓形除濕疏水槽。

　　圓形除濕疏水槽與汽輪機低壓內缸體內壁的進汽側和出汽側形成內壁進汽側夾角和內壁出汽側夾角。

　　內壁進汽側夾角和內壁出汽側夾角的角度不同。

　　一種汽輪機低壓缸除濕疏水槽結構的工作方法，包括以下步驟：

　　濕蒸汽流過汽輪機低壓缸時，在離心應力作用下，濕蒸汽中的水滴位于汽輪機低壓內缸體的內壁粘著流動；

　　一部分水滴沿圓形除濕疏水槽的內壁進汽側倒圓逐漸脫離濕蒸汽主流而進入圓形除濕疏水槽；

　　另一部分水滴沖擊在內壁出汽側倒圓進入圓形除濕疏水槽；

　　進入圓形除濕疏水槽的水滴不斷匯集形成水，沿圓形除濕疏水槽內壁面向汽輪機低壓缸下半缸的疏水槽底部疏水通孔附近聚集，并通過疏水通孔流向低壓內外缸夾層中。

　　一部分水滴從內壁進汽側倒圓進入圓形除濕疏水槽時形成內壁進汽側夾角。

　　另一部分水滴從內壁出汽側倒圓進入圓形除濕疏水槽時形成內壁出汽側夾角。

　　與現有技術相比，本發明的除濕疏水槽結構為圓形槽，與汽輪機低壓內缸體內壁的進汽側和出汽側過渡處為不同夾角的優化倒圓，便于在濕蒸汽流動過程中濕蒸汽中的微小液滴進入除濕疏水槽減速并凝結匯集，并減少對濕蒸汽主流的影響；在汽輪機低壓內缸下半缸的圓形除濕疏水槽底部開設有一定直徑的疏水槽底部疏水通孔。本發明應用更為便捷、結構相對簡單、位置靈活，且該結構位置的熱應力相對較小，在低壓缸可以設計加工多個除濕疏水槽，除濕效果較為理想，可以較好地提高機組效率，大幅降低汽輪機低壓末幾級葉片水蝕程度，保證了汽輪機葉片安全。

　　本發明在工作時，一部分水滴沿圓形除濕疏水槽的內壁進汽側倒圓逐漸脫離濕蒸汽主流而進入圓形除濕疏水槽，另一部分水滴沖擊在內壁出汽側倒圓進入圓形除濕疏水槽。本發明應用更為便捷、結構相對簡單、位置靈活，且該結構位置的熱應力相對較小，在低壓缸可以設計加工多個除濕疏水槽，除濕效果更為理想，可以較好地提高機組效率，大幅降低汽輪機低壓末幾級葉片水蝕程度，有力保證汽輪機低壓缸的末幾級葉片安全和長期運行。

　　附圖說明

　　圖1為本發明的位置示意圖；

　　圖2為本發明中圓形除濕疏水槽的內部結構圖；

　　其中，1、汽輪機低壓內缸；2、圓形除濕疏水槽；3、疏水槽底部疏水通孔；4、內壁進汽側夾角；5、內壁出汽側夾角；6、內壁進汽側倒圓；7、內壁出汽側倒圓。

　　具體實施方式

　　下面結合附圖對本發明做進一步說明。

　　參見圖1和圖2，一種汽輪機低壓缸除濕疏水槽結構，包括設置在汽輪機低壓內缸1內的圓形除濕疏水槽2，圓形除濕疏水槽2底部開設有若干由機組大小和位置決定的疏水通孔3，圓形除濕疏水槽2與汽輪機低壓內缸1的連接處開設有內壁進汽側倒圓6和內壁出汽側倒圓7。便于在濕蒸汽流動過程中濕蒸汽中的較大微小液滴由內壁進汽側倒圓6、較小微小液滴由內壁出汽側倒圓7同時進入除濕疏水槽2減速并凝結匯集，減少對濕蒸汽主流和流動效率的影響。

　　圓形除濕疏水槽2開設在汽輪機低壓內缸1的靜葉片出口與低壓內缸相連處或動葉片出口與低壓內缸相連處。汽輪機低壓內缸1的上下缸對應位置處均設置有圓形除濕疏水槽2。

　　圓形除濕疏水槽2與汽輪機低壓內缸體1內壁的進汽側和出汽側形成內壁進汽側夾角4和內壁出汽側夾角5。內壁進汽側夾角4和內壁出汽側夾角5的角度不同。

　　一種汽輪機低壓缸除濕疏水槽結構的工作方法，包括以下步驟：

　　濕蒸汽流過汽輪機低壓缸時，在離心應力作用下，濕蒸汽中的水滴位于汽輪機低壓內缸體1的內壁粘著流動；

　　一部分水滴沿圓形除濕疏水槽2的內壁進汽側倒圓6逐漸脫離濕蒸汽主流而進入圓形除濕疏水槽2；

　　另一部分水滴沖擊在內壁出汽側倒圓7進入圓形除濕疏水槽2；

　　進入圓形除濕疏水槽2的水滴不斷匯集形成水，沿圓形除濕疏水槽2內壁面向汽輪機低壓缸下半缸的疏水槽底部疏水通孔3附近聚集，并通過疏水通孔3流向低壓內外缸夾層中。

　　一部分水滴從內壁進汽側倒圓6進入圓形除濕疏水槽2時形成內壁進汽側夾角4。

　　另一部分水滴從內壁出汽側倒圓7進入圓形除濕疏水槽2時形成內壁出汽側夾角5。

　　本發明提供一種優化后結構合理、更加高效而安全的汽輪機低壓缸新型除濕疏水槽結構及使用方法。本發明應用更為便捷、結構相對簡單、位置靈活，且該結構位置的熱應力相對較小，在低壓缸可以設計加工多個除濕疏水槽，除濕效果更為理想，可以較好地提高機組效率，大幅降低汽輪機低壓末幾級葉片水蝕程度，有力保證汽輪機低壓缸的末幾級葉片安全和長期運行。