汽轮机模块化设计

摘 要：给定主蒸汽条件和凝汽器压力的情况下，功率输出直接与通过汽轮机的质量流量和体积流量有关。为了达到最佳的速度，从而降低机器的不同部分的损失，涡轮机的每一个元件都需要一系列不同尺寸的模块。汽轮机产品线背后的模块化概念直接聚焦于满足上述客户需求：不影响性能、可靠性要求的情况下，价格适中。

关键词：涡轮；模块；载荷

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.07.060

不同涡轮模块之间的比例因子因涡轮效率而选择。模块化设计具有持续的高性能，为客户带来了更低的成本，提高效益.

1 涡轮模块

涡轮机整个应用范围从100-700兆瓦（60赫兹）覆盖四个模块大小（图1）。所有模块都基于相同的设计理念，以便应用类似的涡轮设计。

首先，新型涡轮机的发展成本大大减少，设计工作被最简化，同时保持高度的可靠性。其次，对50 Hz和60 Hz的应用程序，将较长的提前期项目标准化，以减少交货时间。例如，相同的套管图案可用于50 Hz和60 Hz以及CCPP和SPP应用。由于模式的设计，所需的提取和重载任务可以通过不同的部分来增加。

2 子模块

进一步将涡轮模块划分为不同尺寸的子模块，可根据需要进行组合。这种方法对于电子涡轮机特别有利，因为ip的大小部分主要与主蒸汽流量有关，而LP部分的尺寸也强烈地取决于环境温度。因此，模块化概念由一个标准化的轴向分离器组成。在IP和LP外壳和焊接转子模块之间的平面上。显示了涡轮的五个主要部件。

模块化概念产生了最佳数量的必要组件，以涵盖广泛的应用程序，无论是CCPP和SPP。对于后者，有一套额外的套管部件可供使用蒸汽萃取。同样，模块化概念的主要好处是由于标准化的长交货期项目降低了价格和交货时间，同时性能也很高。

3 阀门

HP、IP和LP接纳阀包括设置在彼此直角上并合并在一个外壳中的止回阀和控制阀。对于E和K型涡轮机中，阀门总成在涡轮机外壳底部设有法兰连接。模块化阀门概念包括一个连接到不同尺寸标准的涡轮外壳。因此，不同的阀门尺寸可以组装成一个单一的涡轮机尺寸，和一個单一的阀门针对不同类型的涡轮。因此，可以始终采用相对于流速的最佳阀门配置来实现最大的元件效率。

4 载荷

汽轮机的布置都由三个轴承组成。所有三个支座都与涡轮壳分离，直接支撑在底座上。在涡轮断面之间只有一个支座，以尽量减少地基变形对轴承和轴颈载荷的影响。全转子轴向热膨胀以组合轴颈和推力轴承为固定点。如有需要，轴承座可支持推力杆装置，使lp-内套管能够跟随轴的热膨胀轴转。

5 HP/IP叶片

HP/IP叶片和LP段的初始阶段设计为反应型阶段，但反应程度不同。这些整体叶片的设计在装配后形成一个弹性预应力叶片环，其特点是在工作期间具有良好的阻尼性能。这是一种证明的叶片结构，超过40年的经验，现在融合了最新高效的三维翼型设计。在叶片路径段内，采用了联锁迷宫密封。

由于汽轮机电站的整体效率与涡轮叶片的性能密切相关，因此有必要对汽轮机叶片进行单独的设计，为了匹配期望的效率和性能水平在每个特定的应用程序，要考虑设计紧凑性。

因此，在过去的十年里，汽轮机叶片开发投入了大量的精力。一个高度标准化但灵活的叶片技术已经出现。这主要是基于最新一代高效的全三维叶片复合精益和可变阶段反应。

然而，由于设计过程的质量和速度不仅取决于技术，而且还决定了总体性能和交货时间要求是否满足，整个设计在一个非常强大的设计系统中实现了自动化。设计自动化能够在给定的时间内实现更多的设计周期，从而使设计过程更加高效，达到更好的效果。在较短时间内最佳。因此，从这一自动化显著节省成本和时间的加速和强大的过程，是可以实现的。

与汽轮机的其他部件不同，HP/IP叶片标准化的主要目标是对产品本身进行“产品方式”的标准化。基础是一个严格的模块化概念。由标准和已证实的部件（例如翼型、根、槽、罩、提取、锁定装置）构成的叶片。一个单一的叶片的组成，对于每个元素，不同的应用程序存在不同的类型，每种类型在性能、力学方面都有其各自的优缺点。在模块化概念中，所有这些不同的类型可以自由组合，为特定的设计边界条件，如空气动力学、力、材料和温度提供最佳的叶片。因此，圆柱，扭曲或弯曲翼型可以与任何模块组装。详细阐述HP/IP刀片的概念。

6 结论

本文概述了模块化设计概念的不同方面，目的是准确地满足市场需求。设计应用于单、双流低压涡轮双壳结构的各个方面。不同的设计方面和功能，显著节省成本和时间，实现了设计的自动化。

作者简介：张健（1991-），男，满族，辽宁抚顺人，本科，学士，初级工程师，研究方向：压力容器、换热器。