一种用于低压缸排汽减温的冷却系统

技术领域

本发明涉及汽轮机技术领域，尤其涉及一种用于低压缸排汽减温的冷却系统。

背景技术

当汽轮机低压缸进汽流量不足时，末级叶片甚至末几级叶片将做负功，即发生鼓风，蒸汽温度持续上升，从而导致低压缸排汽超温。这种情况一般发生在机组启停机阶段、抽凝机组大抽汽量运行、机组深度调峰以及切除低压缸运行时。为了防止低压缸排汽温度超限，保障机组运行安全，蒸汽轮机机组普遍配备低压缸排汽喷水减温系统。该系统采用雾化喷嘴向低压缸排汽区域喷水的方式，防止汽轮机组启停机时及低负荷运行时低压缸排汽超温。然而，当汽轮机低压缸排汽需要喷水减温时，低压缸蒸汽冷却流量已不足，处于小排汽容积流量下，这种工况下会在低压缸排汽区域形成涡流，涡流夹带喷水产生的水滴打在末级叶片出汽边根部区域造成叶片出汽边的水蚀。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用于低压缸排汽减温的冷却系统，能够防止叶片出汽边水蚀现象，以克服现有技术的上述缺陷。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种用于低压缸排汽减温的冷却系统，包括设于低压缸排汽侧的多个两相流喷嘴、向两相流喷嘴的进汽口输送蒸汽的蒸汽管路和向两相流喷嘴的进水口输送水的供水管路，蒸汽和水在两相流喷嘴内混合产生湿蒸汽并从两相流喷嘴的喷嘴口喷出至低压缸排汽侧，蒸汽管路上设有第一调节阀，供水管路上设有第二调节阀。

优选地，蒸汽管路输送的蒸汽来自汽轮机的中压缸排汽或低压缸回热抽汽。

优选地，供水管路输送的水来自汽轮机的冷凝泵或轴封加热器。

优选地，来自汽轮机的冷凝泵或轴封加热器的水经过滤网进入供水管路。

优选地，蒸汽管路上在第一调节阀后设有第一节流阀和第一压力测量仪。

优选地，蒸汽管路上在第一调节阀前设有第一隔离阀。

优选地，蒸汽管路上设有温度测量仪。

优选地，供水管路上在第二调节阀后设有第二节流阀和第二压力测量仪。

优选地，供水管路上在第二调节阀前设有第二隔离阀。

优选地，供水管路上设有流量计。

与现有技术相比，本发明具有显著的进步：

现有技术中造成叶片出汽边水蚀现象的主要机理是粒径较大的水滴与高速旋转的叶片发生碰撞，不同于现有技术采用喷嘴向低压缸排汽侧直接喷水，本发明的用于低压缸排汽减温的冷却系统采用两相流喷嘴向低压缸排汽侧喷射湿蒸汽，通过湿蒸汽与低压缸排汽混合进行低压缸排汽减温，湿蒸汽本身不含有粒径较大的水滴，再通过第一调节阀和第二调节阀的开度大小调节精确控制送入两相流喷嘴内的蒸汽量和水量，可以实现低压缸排汽温度的控制，确保低压缸排汽温度在安全范围内，同时还可以通过混合后的排汽温度控制实现尽量避免混合后排汽处于湿蒸汽区，确保混合后排汽蒸汽为过热蒸汽，由此可以实现显著降低叶片出汽边水蚀现象的发生。

附图说明

图1是本发明实施例的用于低压缸排汽减温的冷却系统的结构示意图。

其中，附图标记说明如下：

1 低压缸

2 两相流喷嘴

3 蒸汽管路

31第一调节阀

32第一节流阀

33第一压力测量仪

34温度测量仪

35第一隔离阀

36蒸汽总管路

4 供水管路

40滤网

41第二调节阀

42第二节流阀

43第二压力测量仪

44流量计

45第二隔离阀

46供水总管路

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

如图1所示，本发明的用于低压缸排汽减温的冷却系统的一种实施例。本实施例的用于低压缸排汽减温的冷却系统在需要对低压缸1排汽进行减温的运行工况下投入使用，通过向低压缸1排汽侧通入湿蒸汽，由湿蒸汽与低压缸1排汽混合实现低压缸1排汽减温，由此可以防止水滴的产生，从而防止叶片出汽边水蚀现象的发生。

具体地，本实施例的用于低压缸排汽减温的冷却系统包括两相流喷嘴2、蒸汽管路3和供水管路4。两相流喷嘴2设有多个，多个两相流喷嘴2设于低压缸1排汽侧。两相流喷嘴2具有进汽口、进水口和喷嘴口。蒸汽管路3向两相流喷嘴2的进汽口输送蒸汽。蒸汽管路3上设有第一调节阀31，通过第一调节阀31的开启和关闭可以控制蒸汽管路3的通断，通过第一调节阀31的开度大小的调节可以控制蒸汽管路3向两相流喷嘴2的进汽口输送的蒸汽量。供水管路4向两相流喷嘴2的进水口输送水。供水管路4上设有第二调节阀41，通过第二调节阀41的开启和关闭可以控制供水管路4的通断，通过第二调节阀41的开度大小的调节可以控制供水管路4向两相流喷嘴2的进水口输送的水量。送入两相流喷嘴2进汽口的蒸汽和送入两相流喷嘴2进水口的水在两相流喷嘴2内混合产生湿蒸汽，产生的湿蒸汽从两相流喷嘴2的喷嘴口喷出至低压缸1排汽侧，对低压缸1排汽进行减温。通过调节第一调节阀31和第二调节阀41的开度大小，可以精确控制送入两相流喷嘴2内的蒸汽量和水量，从而控制低压缸1排汽温度。调节第一调节阀31和第二调节阀41均可以采用动力操作调节阀门。

现有技术中造成叶片出汽边水蚀现象的主要机理是粒径较大的水滴与高速旋转的叶片发生碰撞，不同于现有技术采用喷嘴向低压缸排汽侧直接喷水，本实施例的用于低压缸排汽减温的冷却系统采用两相流喷嘴2向低压缸1排汽侧喷射湿蒸汽，通过湿蒸汽与低压缸1排汽混合进行低压缸1排汽减温，湿蒸汽本身不含有粒径较大的水滴，再通过第一调节阀31和第二调节阀41的开度大小调节精确控制送入两相流喷嘴2内的蒸汽量和水量，可以实现低压缸1排汽温度的控制，确保低压缸1排汽温度在安全范围内，同时还可以通过混合后的排汽温度控制实现尽量避免混合后排汽处于湿蒸汽区，确保混合后排汽蒸汽为过热蒸汽，由此可以实现显著降低叶片出汽边水蚀现象的发生。

本实施例中，优选地，蒸汽管路3输送的蒸汽可以来自汽轮机的中压缸排汽或低压缸1回热抽汽。蒸汽管路3输送的蒸汽取自汽轮机的中压缸排汽时，蒸汽管路3可以接中压缸排汽口或中压缸排汽侧的回热抽汽口。蒸汽管路3输送的蒸汽取自低压缸1回热抽汽时，蒸汽管路3可以接低压缸1上的任一回热抽汽口。

本实施例中，优选地，供水管路4输送的水来自汽轮机的冷凝泵或轴封加热器，供水管路4可以接在汽轮机的冷凝管路上的冷凝泵后或轴封加热器后，以将冷凝管路中的部分凝结水输送至两相流喷嘴2的进水口。较佳地，来自汽轮机的冷凝泵或轴封加热器的水经过滤网40进入供水管路4，通过滤网40过滤掉凝结水中的杂质，以保证两相流喷嘴2喷射混入低压缸1排汽的湿蒸汽的清洁度。

本实施例中，优选地，蒸汽管路3上在第一调节阀31后设有第一节流阀32和第一压力测量仪33。第一节流阀32用于控制经蒸汽管路3送入两相流喷嘴2进汽口的蒸汽的压力，通过调节第一节流阀32的开度大小可以调节控制两相流喷嘴2进汽口前的驱动蒸汽压力。第一节流阀32可以采用手动节流阀门。第一压力测量仪33用于测量经蒸汽管路3送入两相流喷嘴2进汽口的蒸汽的压力，即测量两相流喷嘴2进汽口前的驱动蒸汽压力。

较佳地，蒸汽管路3上还设有温度测量仪34，温度测量仪34可以设置在第一压力测量仪33后，温度测量仪34用于测量经蒸汽管路3送入两相流喷嘴2进汽口的蒸汽的温度，即测量两相流喷嘴2进汽口前的驱动蒸汽温度。

较佳地，蒸汽管路3上在第一调节阀31前可以设有第一隔离阀35。第一隔离阀35作为检修时使用的隔离阀门，在系统运行时保持常开状态。在第一调节阀31需要检修维护时，关闭第一隔离阀35，即可对第一调节阀31进行拆卸、安装和更换。第一隔离阀35可以采用手动隔离阀门。

本实施例中，优选地，供水管路4上在第二调节阀41后设有第二节流阀42和第二压力测量仪43。第二节流阀42用于控制经供水管路4送入两相流喷嘴2进水口的凝结水的压力，通过调节第二节流阀42的开度大小可以调节控制两相流喷嘴2进水口前的凝结水压力。第二节流阀42可以采用手动节流阀门。第二压力测量仪43用于测量经供水管路4送入两相流喷嘴2进水口的凝结水的压力，即测量两相流喷嘴2进水口前的凝结水压力。

较佳地，供水管路4上还设有流量计44，流量计44可以设置在第一调节阀31前。流量计44用于测量经供水管路4送入两相流喷嘴2进水口的凝结水的流量。

较佳地，供水管路4上在第二调节阀41前可以设有第二隔离阀45。第二隔离阀45作为检修时使用的隔离阀门，在系统运行时保持常开状态。在第二调节阀41需要检修维护时，关闭第二隔离阀45，即可对第二调节阀41进行拆卸、安装和更换。第二隔离阀45可以采用手动隔离阀门。

本实施例中，优选地，两相流喷嘴2可以安装在低压缸1的排汽导流环上或缸体上。

本实施例中，两相流喷嘴2的数量并不局限。两相流喷嘴2可以成组布置成多组喷嘴组，每组喷嘴组包括若干个两相流喷嘴2，多组喷嘴组可以根据降温需求分级开启。当然，两相流喷嘴2也可以布置成包括若干个两相流喷嘴2的单组喷嘴组。较佳地，每组喷嘴组的若干个两相流喷嘴2都沿低压缸1排汽侧的周向均匀布置。

参见图1，当低压缸1为中间进汽、两边排汽的双流低压缸时，在低压缸1两侧排汽侧均设有多个两相流喷嘴2，设于低压缸1两侧排汽侧的两相流喷嘴2采用独立的调节阀分别控制蒸汽量和水量，以实现低压缸1两侧排汽温度的独立控制。具体为，蒸汽管路3设有两路，两路蒸汽管路3均与蒸汽总管路36相连通且分别通向设于低压缸1两侧排汽侧的两相流喷嘴2的进汽口，每路蒸汽管路3上均依次设有第一隔离阀35、第一调节阀31、第一节流阀32、第一压力测量仪33和温度测量仪34，蒸汽总管路36连接中压缸排汽口或中压缸排汽侧的回热抽汽口或低压缸1上的任一回热抽汽口。供水管路4设有两路，两路供水管路4均与供水总管路46相连通且分别通向设于低压缸1两侧排汽侧的两相流喷嘴2的进水口，每路供水管路4上均依次设有流量计44、第二隔离阀45、第二调节阀41、第二节流阀42和第二压力测量仪，滤网40设置在供水总管路46上，供水总管路46连接在汽轮机的冷凝管路上的冷凝泵后或轴封加热器后。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。