一种生物质发电用中小容量超高压再热汽轮机的制作方法

本发明涉及汽轮机，具体涉及一种生物质发电用中小容量超高压再热汽轮机。

背景技术：

1、汽轮机也称蒸汽透平发动机，是一种旋转式蒸汽动力装置，高温高压蒸汽穿过固定喷嘴成为加速的汽流后喷射到叶片上，使装有叶片排的转子旋转，同时对外做功。汽轮机是现代火力发电厂的主要设备，也用于冶金工业、化学工业、舰船动力装置中。

2、目前生物质资源非常丰富，生物质发电产业前景广阔。利用生物质再生能源发电已经成为解决能源短缺的重要途径之一。发展生物质发电，实施煤炭替代，可显著减少二氧化碳和二氧化硫排放，产生巨大的环境效益。生物质发电汽轮机机组是以农林生物质资源和城镇生活垃圾资源为燃料，推动配套高效汽轮机供热、发电及其它工业用汽的设备。生物质发电的具体流程如下：将秸秆等生物质加工成适于锅炉燃烧的形式(粉状或块状)，送入锅炉内充分燃烧，使储存于生物质燃料中的化学能转变成热能；锅炉内的水烧热后产生饱和蒸汽，饱和蒸汽在过热器内继续加热成过热蒸汽进入汽轮机，驱动汽轮发电机组旋转，将蒸汽的内能转换成机械能，最后由发电机将机械能变成电能。

3、然而，从进汽参数来看，目前中小容量的汽轮机多以高温高压汽轮机为主，但是随着用户需求的提高，现有的中小容量的汽轮机普遍存在进汽参数低、机组循环效率低、漏汽量大的问题；而现有的超高压再热汽轮机通常采用多缸、双转子的系统结构，系统结构设计不合理导致了制造成本较高、占地面积较大、安装时间较长的问题。因此，现有的汽轮机不能满足生物质发电领域对于高参数、多功能、高效率、低成本的要求。

技术实现思路

1、为解决现有的汽轮机不能满足生物质发电领域对于高参数、多功能、高效率、低成本的要求的技术问题，本发明提供了一种生物质发电用中小容量超高压再热汽轮机。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

3、一种生物质发电用中小容量超高压再热汽轮机，包括缸体，缸体的内部安装有转子，转子的外周面上安装有叶片，缸体包括高压外缸，高压外缸的内部安装有高压内缸，高压外缸和高压内缸都与转子同轴设置，高压外缸的后端同轴连接有中压缸，中压缸的后端同轴连接有后汽缸，转子从高压内缸、中压缸穿入后汽缸；高压外缸和中压缸之间、中压缸和后汽缸之间通过垂直法兰结构连接成一体；高压内缸前端外壁与高压外缸的内壁之间设置有隔板汽封，高压内缸和中压缸之间设置有高中压汽封；高压外缸的前端设置有前轴承箱，转子的前端位于前轴承箱内，前轴承箱的底部位于前基架上，前轴承箱的两侧都设有平台，高压外缸的前端底部通过猫爪支撑结构支撑于平台；转子穿出高压外缸的位置设有前汽封；转子穿出后汽缸的位置设有后汽封。

4、本申请的整体结构采用平台设计模式，模块化设计理念，机组形式能够灵活变化，容量宽幅调整可覆盖20-60mw，比如20mw、30mw、40mw、50mw、60mw等。机型可拓展为凝汽机、抽凝机和背压机组的汽轮机设计平台。本申请能够实现主要零部套的通用；可以有效缩短设计、生产周期；广泛应用于生物质等分布式能源发电，热电联产等行业，满足不同用户的个性需求。本申请能够满足高背压供热运行及生物质发电对高参数、多功能和高效率，低成本的需求，能有效提高市场竞争力。本申请的缸体包括高压外缸、高压内缸、中压缸和后汽缸，高压外缸、中压缸和后汽缸通过法兰结构连接成一体，单转子嵌入其中，即只采用一个缸体和一个转子，结构紧凑，节约制造成本，缩短安装周期。

5、作为一种生物质发电用中小容量超高压再热汽轮机的优选的实现方式，高压外缸和中压缸之间、中压缸和后汽缸之间的法兰结构的法兰面在竖直平面上，高压外缸、中压缸和后汽缸的轴向方向在水平面上；高压外缸和高压内缸及中压缸的水平中分面采用高窄法兰结构。高压外缸和中压缸之间以及中压缸和后汽缸之间的法兰结构的水平中分面采用高窄法兰结构，方便控制法兰结构内外壁温差，防止产生过大的温度应力，能够缩短汽轮机启停时长，不需要另设法兰加热装置。

6、作为一种生物质发电用中小容量超高压再热汽轮机的优选的实现方式，高压外缸的顶部一侧开有第一开口，第一开口与高压主汽阀的一端连接，高压主汽阀的阀壳与高压外缸焊接成一体；高压主汽阀的另一端设有操纵座且该端与油动机连接。

7、作为一种生物质发电用中小容量超高压再热汽轮机的优选的实现方式，高压外缸的顶部开有若干个第二开口，每个第二开口都与喷嘴连接，每个喷嘴都与高压调节阀连接，高压调节阀与高压外缸为一体结构。高压调节阀能够调节控制喷嘴的进汽量。

8、作为一种生物质发电用中小容量超高压再热汽轮机的优选的实现方式，高压调节阀的直径小于高压主汽阀，高压调节阀采用杠杆式配汽结构。简化了高压调节阀的整体结构。

9、作为一种生物质发电用中小容量超高压再热汽轮机的优选的实现方式，前轴承箱底部和前基架之间设有自润滑块。减少前轴承箱底部和前基架之间的摩擦，有利于启停和变工况时的膨胀滑动。

10、作为一种生物质发电用中小容量超高压再热汽轮机的优选的实现方式，后汽缸的径向尺寸从前到后逐渐减小，后汽缸的最大径向尺寸大于高压外缸、中压缸的径向尺寸。充分利用排汽余速，降低余速损失，提高汽轮机的排汽效率。

11、作为一种生物质发电用中小容量超高压再热汽轮机的优选的实现方式，后汽缸内安装有喷水降温装置。减少长时间空负荷运行、排汽温度过高对后汽缸结构的影响，减少后汽缸的变形。

12、作为一种生物质发电用中小容量超高压再热汽轮机的优选的实现方式，后汽缸的底部位于后基架上，后汽缸的后端设置有后轴承箱，转子的后端位于后轴承箱内，后轴承箱的下半部分与后汽缸焊接在一起。采用平台设计模式，模块化设计理念，机组形式能够灵活变化。

13、作为一种生物质发电用中小容量超高压再热汽轮机的优选的实现方式，转子位于后汽缸中的叶片为弯扭叶片，弯扭叶片的表面具有防水蚀结构和疏水结构。部分再热蒸汽进入后汽缸时容易冷却为冷凝水，因此将位于后汽缸中的叶片上设置防水蚀结构和疏水结构，如防水蚀层、疏水层，能够减小叶片受水蚀的程度。

14、本发明的有益效果在于：

15、本申请的整体结构采用平台设计模式，模块化设计理念，机组形式能够灵活变化，容量宽幅调整可覆盖20-60mw，比如20mw、30mw、40mw、50mw、60mw等。机型可拓展为凝汽机、抽凝机和背压机组的汽轮机设计平台。本申请能够实现主要零部套的通用；可以有效缩短设计、生产周期；广泛应用于生物质等分布式能源发电，热电联产等行业，满足不同用户的个性需求。本申请能够满足高背压供热运行及生物质发电对高参数、多功能和高效率，低成本的需求，能有效提高市场竞争力。本申请的缸体包括高压外缸、高压内缸、中压缸和后汽缸，高压外缸、中压缸和后汽缸通过法兰结构连接成一体，单转子嵌入其中，即只采用一个缸体和一个转子，结构紧凑，节约制造成本，缩短安装周期。

技术特征：

1.一种生物质发电用中小容量超高压再热汽轮机，包括缸体，缸体的内部安装有转子（1），转子（1）的外周面上安装有叶片（2），其特征在于，缸体包括高压外缸（3），高压外缸（3）的内部安装有高压内缸（4），高压外缸（3）和高压内缸（4）都与转子（1）同轴设置，高压外缸（3）的后端同轴连接有中压缸（7），中压缸（7）的后端同轴连接有后汽缸（8），转子（1）从高压内缸（4）、中压缸（7）穿入后汽缸（8）；高压外缸（3）和中压缸（7）之间、中压缸（7）和后汽缸（8）之间通过垂直法兰结构连接成一体；高压内缸（4）前端外壁与高压外缸（3）的内壁之间设置有隔板汽封（13），高压内缸（4）和中压缸（7）之间设置有高中压汽封（14）；

2.根据权利要求1所述的一种生物质发电用中小容量超高压再热汽轮机，其特征在于，高压外缸（3）和中压缸（7）之间、中压缸（7）和后汽缸（8）之间的法兰结构的法兰面在竖直平面上，高压外缸（3）、中压缸（7）和后汽缸（8）的轴向方向在水平面上；高压外缸（3）和高压内缸（4）及中压缸（7）的水平中分面设有水平法兰，水平法兰为高窄法兰结构。

3.根据权利要求1所述的一种生物质发电用中小容量超高压再热汽轮机，其特征在于，高压外缸（3）的顶部一侧开有第一开口，第一开口与高压主汽阀（5）的一端连接，高压主汽阀（5）的阀壳与高压外缸（3）焊接成一体；高压主汽阀（5）的另一端设有操纵座且该端与油动机连接。

4.根据权利要求3所述的一种生物质发电用中小容量超高压再热汽轮机，其特征在于，高压外缸（3）的顶部开有若干个第二开口，每个第二开口都与喷嘴连接，每个喷嘴都与高压调节阀（6）连接，高压调节阀（6）与高压外缸（3）为一体结构。

5.根据权利要求4所述的一种生物质发电用中小容量超高压再热汽轮机，其特征在于，高压调节阀（6）的直径小于高压主汽阀（5），高压调节阀（6）采用杠杆式配汽结构。

6.根据权利要求1所述的一种生物质发电用中小容量超高压再热汽轮机，其特征在于，前轴承箱（10）底部和前基架（11）之间设有自润滑块。

7.根据权利要求1所述的一种生物质发电用中小容量超高压再热汽轮机，其特征在于，后汽缸（8）的径向尺寸从前到后逐渐减小，后汽缸（8）的最大径向尺寸大于高压外缸（3）、中压缸（7）的径向尺寸。

8.根据权利要求1或7所述的一种生物质发电用中小容量超高压再热汽轮机，其特征在于，所述后汽缸（8）内安装有喷水降温装置。

9.根据权利要求1所述的一种生物质发电用中小容量超高压再热汽轮机，其特征在于，所述后汽缸（8）的底部位于后基架上，所述后汽缸（8）的后端设置有后轴承箱（9），转子（1）的后端位于后轴承箱（9）内，后轴承箱（9）的下半部分与后汽缸（8）焊接在一起。

10.根据权利要求1所述的一种生物质发电用中小容量超高压再热汽轮机，其特征在于，转子（1）位于后汽缸（8）中的叶片（2）为弯扭叶片（2），弯扭叶片（2）的表面具有防水蚀结构和疏水结构。

技术总结本发明涉及汽轮机技术领域，具体涉及一种生物质发电用中小容量超高压再热汽轮机，包括缸体，缸体包括高压外缸，高压外缸的内部安装有高压内缸，高压外缸的后端设有中压缸，中压缸的后端设有后汽缸，转子从高压内缸、中压缸穿入后汽缸；高压内缸前端外壁与高压外缸的内壁之间设有隔板汽封，高压内缸和中压缸之间设置有高中压汽封；高压外缸的前端设有前轴承箱，转子的前端位于前轴承箱内，前轴承箱的底部位于前基架上，前轴承箱两侧都设有平台，高压外缸的前端底部通过猫爪支撑结构支撑于平台。本申请采用平台设计模式、单缸单转子结构，制造成本低，安装周期短，能够满足生物质发电汽轮机对高参数、多功能、高效率、低成本的需求。技术研发人员：宋吉昌,刘春雁,陈道水,李真真,申秀兰,朱伟受保护的技术使用者：山东齐鲁电机制造有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/15