超超临界1000MW机组给水泵汽轮机研制

摘要：介绍了超超临界1000MW机组给水泵汽轮机开发的目的、设计参数的确定、通流叶片及轴系的设计关键词：超超临界给水泵汽轮机；通流叶片设计；轴系设计中图分类号：TK269文献标识码：A文章编号：1001—9()()6(2010)04一()017一()6Ultra—supercritical1000MWUnitBFPTResearch＆ManufacturingZHANGYuan—lin，ZHANGJianZHANGQiong，LlBo—WU(DongfangSteamTurbine(o，hd．618000，Deyang，Siehuan，China1Abstract：Thepaperintroducesthepurpose()fresearch&design，thedefinitionofparameterdesign．through—flowbladeandtheshaftsystemdesign．Keywords：ultra-supercriticalBFIyr．through—flowbladedesign．shaftdesign给水泵是电站锅炉给水系统的主要部件之一．它把除氧器水箱中的凝结水加压后通过各级加热器再进人锅炉。随着机组逐步向高参数、大容量发展，给水泵的功耗也相应增加，为给水泵提供动力的给水泵汽轮机出力相应增加．随着1000MW等级汽轮机在国内开工建设。电站系统提出了为1000MW等级汽轮机主机提供给水循环动力的大功率给水泵汽轮机的需求为满足市场的这一需求，东方汽轮机经过1年的研究和试制．成功开发出G22—1．0(0．8)型给水泵汽轮机．填补了该项技术的国内空白本文主要对东方汽轮机开发设计的G22～1．0(0．8)型锅炉给水泵汽轮机最核心的通流设计和轴系设计进行简要叙述图1汽轮机纵剖面图f部分)1设计参数的确定ii给水泵通过转速的变化实现流量和压力满足主机变负荷运行的要求．冈此．给水泵汽轮机需要有较宽的转速运行范围．电站为提高整个给水系统的效率，给水泵的运行转速往往较高根据对同内施工和招标的多个1000MW等级机组的分析，G22一1．0(0．8)型锅炉给水泵汽轮机的设计连续运行转速定为2800～6000r／min．最大出力定为2．2MW，该转速和出力满足目前国内所有1000MW等级机组的需要该给水泵汽轮机在额定工况下提供1000MW等级汽轮机给水循环的50％负荷．最大工况下可提供大机给水循环的60％负荷．工作汽源的主蒸汽来自大机四段抽汽．备用汽源来自大机再热冷段抽汽2叶J=搬计i．．2．1通流叶片设计简述给水泵汽轮机要适应泵工况频繁变化的特点．收稿日期：2010—07—25作者简介：~(1968-)，男，1991年7月毕业于两安交通大学热力涡轮机专业，高级]二程师，1991年7月～2006年2月东方汽轮机有限公司产品开发处工作，主要从事汽轮机主机设计。17其通流叶片设计是此类机组开发设计的重点及难点．主要是因为随着大机负荷的变化．导致给水泵的出力及转速在较宽的范围内变化．因此给水泵汽轮机应有以下特点：f1)转速变化范围宽；f21进汽参数及流量变化大．导致通流叶片的速比变化大：f31通流叶片的冲角变化大，要求动静叶片的攻角适应性要好：f41动叶片强度设计难度大．要求按不调频叶片准则设计．一般要求在额定T作转速附近应尽可能要调开叶片的共振频率．以达到减小叶片动应力的目的G22—1．0(0．8)型锅炉给水泵汽轮机设有6级通流．其最高设计工作转速为6000r／min．在0～6000r／min范围内，叶片动、静强度均满足设计规范在4500～6000r／min范围内各叶片级的速比合理．排气角均在75O100。之问．各叶片级的冲角均在±20o以内．且叶型有良好的攻角适应性末级叶片排汽面积达1．7m．具有优良的排气特性G22—1．o(o．8)型锅炉给水泵汽轮机通过改变调节级的配汽．保证2～6级通流不变的情况下．在8～1lata进汽参数条件下具有较高的通流内效率(84％～82％)．同时出力满足给水泵的要求。2_2末级叶片的研发设计东方选用成熟优良的末级动叶片为母型叶片．采用目前最先进的通流设计技术为G22—1．0(0．8)型锅炉给水泵汽轮机设计出叶高为411mm的末级动叶片该叶片是给水泵汽轮机设计中的关键部件．其技术含量相当于用于50Hz湿冷机组的1200mm等级的末级叶片411mm末级叶片设计为白带冠阻尼成圈结构．不但防止叶顶漏气和横向串流损失。阻尼成圈大大减小叶片的动应力水平．而且气道中无拉筋．消除了拉筋的扰流损失由于给水泵汽轮机在一个较大的转速范围内运行．要保证叶片在所有运行转速内均有较好的气动特性是不可能的．同时也无此必要4l1mm末级叶片综合考虑工作转速范围内各转速的气动18特性．使其在T作转速范围内具有较高的气动性能