文档介绍：
超超临界火电机组技术协作网第二届年会 1
中国青岛
KS12-1:
超超临界电厂的现代汽轮机技术
Dipl.-Ing. Werner Heine
西门子发电部汽轮机生产线管理部部长,德国

摘要
现代的超超临界级燃煤电厂需要高效的汽轮机,以承受高达 300 bars 的蒸汽压力和高
达 600°C 及以上的蒸汽温度。除了经济原因,还有二氧化碳排放的环境问题,使得不仅需
要在大型的 1000 MW 电厂上采用最新的超超临界技术,也要在相对较小的机组,如 600 MW
机组上使用该技术。除了边界条件外,电网波动的稳定能力也是一个关键要求。在这方面西
门子公司非常重视,并通过使用额外的阀门,即补汽调节阀,提高进入高压汽机的最大主蒸
汽质量流量。利用该技术,理论上可以将功率提高达 20%。十多年来,西门子发电部已经
积累了很多良好的运行经验,因此在该领域建立了完善的理论。从经济角度看,通过补汽调
节阀来扩展功率的方法,比在标准运行工况下对整个汽机节流,或使用控制级要好。除概括
地介绍西门子超超临界汽轮机技术外,还重点介绍了高压汽机的新特点,即所谓的内部旁路
冷却。配汽方案及同其他方案,如控制级的比较。最后,介绍了一些改善 600MW 机汽机热耗
率研究的最终结果。

超超临界蒸汽发电厂用西门子汽轮机技术

图 1: 为超超临界开发的 SST 6000 的 3D 视图
October 2006 The Second Annual Conference of The Ultra-Supercritical
Qingdao, China Thermal Power Technology work

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几十年来,西门子公司对于汽轮机的配置,一直倾向于单独的高压和中压模块与灵活的
低压模块系统相结合,从而对不同的现场工况都能适应和优化。根据设备最高效率的要求,
及随之而来的增高的蒸汽参数,西门子公司不断对模块进行地改良,从而确保西门子汽轮
机设备具有较高的可用率和可靠性。

图 2 是超临界电厂用西门子高压汽机的典型设计的横向和纵向断面图。

外缸的蒸汽入口区域为铬含量 10%的铸钢,其壁厚明显降低。而外缸的高压排汽部位为
铬含量 1%的铸钢。两个蒸汽入口通道都与汽机的下半部分相连。进汽室分别位于3 点钟和 9
点钟位置。外缸没有水平中分线,汽机为圆筒形设计。

10%Cr-钢
1%Cr-钢

图 2: 典型的超临界电厂用西门子高压汽机断面图

针对最高蒸汽温度高达 600 °C,西门子公司开发了高压汽机的内部冷却系统。如上述
介绍,该技术可以提高运行的灵活性和安全性,降低材料使用,并改善汽机内部的温度分布。

高压汽机内部旁路冷却

内部冷却概念的示意图如图 3 所示。该冷却方式的基本原理是用来自膨胀管路的温度
相对较低的蒸汽替代热的节流蒸汽,以冷却推力平衡活塞的第二部分。

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