尹金亮——哈汽超超临界1000MW汽轮机(CCH02)的中压冷却结构分析

哈汽超超临界1000MW汽轮机(CCH02)的中压冷却结构分析
白炎武1     黄瑜1     尹金亮1     王洪鹏2     陈长利3     刘正强4
1.河南电力有限公司平顶山分公司    河南平顶山   467031；
2.哈尔滨汽轮机厂有限公司研究院   黑龙江哈尔滨   150001；
3.中电投河南电力公司技术中心   郑州   450001；
4.中电投河南电力公司生产技术部   郑州   450001

摘要：结合1000MW超超临界汽轮机实际运行数据，在不同进汽进口总压条件下对中压第一级冷却通道以及主流道内的流动状况进行了数值模拟，并对动叶表面以及叶根表面的温度场进行了研究，研究结果表明，对应所给出的最大与最小进口总压，冷却蒸汽对动叶吸力面的影响范围相差约10%的相对叶高，而叶根表面的最大温度仅相差0.6 K。冷汽进口总压越大，冷却效果越好，但是冷汽对主流的干扰越强，将引起流动效率下降，因此，最佳冷汽进口总压的选取要综合考虑冷却效果和流动效率。
关键词：冷却蒸汽，总压，中转子，数值模拟，热应力

引言
对于超超临界汽轮机蒸汽冷却技术的工程应用，冷却蒸汽流量的控制至关重要。过量的冷却蒸汽将会带来过大的对流换热系数，进而导致高温部件产生较大的热应力，较小流量的冷却蒸汽在高温高压主蒸汽的作用下，无法达到冷却效果的要求，从而无法冷却和保护高温部件。在安全的前提下，应尽可能选用少量冷却蒸汽,对汽轮机部件的高温部位进行冷却，设置高温部件的冷却结构，以此降低投资成本、改善汽机内部的温度分布、提高机组运行的灵活性和可靠性。如果在蒸汽冷却技术的工程应用中，采用总压边界条件对冷却蒸汽的流量进行控制，那么必须清楚地掌握冷却蒸汽进口总压与冷却蒸汽流量之间的定量关系，才能选择最佳冷却蒸汽进口总压条件。
通过调研发现已投产的七台哈汽1000MW汽轮机中压转子冷却系统均存在相似现象：其冷却蒸汽温度仅410℃左右与设计值485℃相差较大。本文结合机组设计及运行实际情况给出3个计算方案，分别给定不同的冷却蒸汽进口总压，比较分析各个方案的冷却效果,从而确定所采用冷却结构的冷却蒸汽最佳进口总压。在不同冷汽进口总压条件下对超超临界汽轮机中压第一级进行了数值模拟，考察了冷却通道以及主流道内的流动状况，并对动叶表面以及叶根表面的温度场进行了研究。研究结果表明，对应所给出的最大与最小进口总压，冷却蒸汽对动叶吸力面的影响范围相差约10%的相对叶高，而叶根表面的最大温度仅相差0.6K左右。冷汽进口总压越大，冷却效果越好，但是冷汽对主流的干扰越强，将引起流动效率下降，因此，最佳冷汽进口总压的选取要综合考虑冷却效果和流动效率。
1超超临界1000MW汽轮机的中压冷却原理及实际运行情况
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