本發(fā)明涉及汽輪機(jī)中壓汽缸，具體地講是一種汽輪機(jī)中壓夾層冷卻結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

為提高汽輪機(jī)的經(jīng)濟(jì)性，汽輪機(jī)的蒸汽參數(shù)不斷提高，由亞臨界發(fā)展到超臨界，再到超超臨界，蒸汽溫度逐漸升高。而且為了進(jìn)一步提高汽輪機(jī)效率，再熱機(jī)組已普遍得以應(yīng)用，中壓進(jìn)汽溫度水平也進(jìn)一步升高，這就需要重新考慮中壓進(jìn)汽夾層汽缸的材料是否滿足高溫度下的強(qiáng)度要求。顯然之前的亞臨界機(jī)組材料顯然已不能滿足要求，因此要么更換高性能的高溫材料，要么采用冷卻方式對夾層進(jìn)行冷卻達(dá)到材料要求的溫度范圍。更換材料必然會大大提高汽輪機(jī)的成本，因此目前大多采用冷卻方式，如附圖1所示，中壓隔熱層與夾層之間的冷卻腔室通入冷卻蒸汽將夾層隔離，冷卻后蒸汽通過隔熱層上的小孔流入主流，帶走熱量，達(dá)到冷卻的目的。采用這種冷卻方式需要抽取低溫蒸汽，而且冷卻后的蒸汽與主流混合，這些必然會對汽輪機(jī)的效率造成一定影響，而且冷卻蒸汽量越大，對汽輪機(jī)效率的影響就越大。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決上述技術(shù)問題，提供一種汽輪機(jī)中壓夾層冷卻結(jié)構(gòu)，采用該結(jié)構(gòu)在達(dá)到冷卻效果的前提下，能大大減小冷卻蒸汽量，減小冷卻對汽輪機(jī)效率的影響。

實現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種汽輪機(jī)中壓夾層冷卻結(jié)構(gòu)，包括中壓外缸、中壓隔熱層；所述中壓外缸、中壓隔熱層之間形成冷卻腔室；所述冷卻腔室有冷卻蒸汽入口和冷卻蒸汽出口，分別處于中壓進(jìn)氣中心線兩側(cè)；其特征在于：所述中壓隔熱層為雙層結(jié)構(gòu)。

所述中壓隔熱層為隔熱罩。

本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明提出的雙層隔熱層結(jié)構(gòu)，在原來單層隔熱罩的基礎(chǔ)上設(shè)置雙層隔熱罩，結(jié)構(gòu)形式簡單，易實現(xiàn)，且在達(dá)到冷卻效果的前提下，能大大減小冷卻蒸汽量，減小冷卻對汽輪機(jī)效率的影響。

2、本發(fā)明不僅僅適用于中壓夾層冷卻，其他類似的結(jié)構(gòu)也可同樣適用。

3、雙層冷卻方式與單層冷卻相比，冷卻目標(biāo)溫度越高，雙層冷卻方式所需的冷卻蒸汽流量越小。如僅考慮導(dǎo)熱，冷卻流量減小了將近一半，如僅考慮熱輻射，冷卻流量約只有單層導(dǎo)熱的1/10。而實際過程是導(dǎo)熱和熱輻射同時存在，也就是說雙層冷卻方式所需冷卻蒸汽量更小，這就大大減小了冷卻對汽輪機(jī)效率的影響。

附圖說明

圖1 單層隔熱層冷卻結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2 雙層隔熱層冷卻結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3 不同冷卻方式所需冷卻蒸汽對比圖。

圖中標(biāo)號： 1—中壓外缸，2—中壓隔熱層，3—冷卻腔室，4—中壓進(jìn)汽，5—中壓進(jìn)汽中心線，6—轉(zhuǎn)子中心線，7—冷卻蒸汽入口，8—冷卻蒸汽出口。

具體實施方式

如圖2所示，一種汽輪機(jī)中壓夾層冷卻結(jié)構(gòu)，包括中壓外缸1、中壓隔熱層2；所述中壓外缸1、中壓隔熱層2之間形成冷卻腔室3；所述冷卻腔室3有冷卻蒸汽入口7和冷卻蒸汽出口8，分別處于中壓進(jìn)氣中心線5兩側(cè)；所述中壓隔熱層2為雙層結(jié)構(gòu)。圖2只反映轉(zhuǎn)子中心線6上方的汽輪機(jī)中壓夾層冷卻結(jié)構(gòu)的情形。

本發(fā)明針對超臨界機(jī)組提出采用雙層隔熱層的形式對中壓進(jìn)汽夾層進(jìn)行冷卻，進(jìn)一步減小冷卻所需的蒸汽流量。

設(shè)定夾層溫度為冷卻目標(biāo)溫度，如腔內(nèi)溫度低于該值，則達(dá)到冷卻夾層的要求，極限情況就是冷卻蒸汽溫度在冷卻腔室內(nèi)溫度達(dá)到了設(shè)定的目標(biāo)溫度，此時冷卻蒸汽流量最小，因此已知目標(biāo)溫度的情況下可求得所需冷卻蒸汽的最小流量。

如圖3所示，以某一典型機(jī)組為例，計算所需幾何參數(shù)根據(jù)機(jī)組實際尺寸，冷卻蒸汽來自于高壓抽汽，抽汽溫度低于中壓進(jìn)汽溫度，設(shè)定不同目標(biāo)冷卻溫度，計算單層和雙層隔熱罩冷卻所需最小冷卻蒸汽流量，如附圖3所示為不同情況下所需冷卻蒸汽流量與目標(biāo)溫度的變化曲線。

從附圖3可以看出，冷卻目標(biāo)溫度越高，所需的冷卻蒸汽流量越小。雙層冷卻方式與單層冷卻相比，如僅考慮導(dǎo)熱，冷卻流量減小了將近一半，如僅考慮熱輻射，冷卻流量約只有單層導(dǎo)熱的1/10。而實際過程是導(dǎo)熱和熱輻射同時存在，也就是說雙層冷卻方式所需冷卻蒸汽量更小，這就大大減小了冷卻對汽輪機(jī)效率的影響。

以上應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明進(jìn)行闡述，只是用于幫助理解本發(fā)明，并不用以限制本發(fā)明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，還可以做出若干簡單推演、變形或替換。