俄制800MW改造機(jī)組測溫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

高志福

摘 要：改造機(jī)組的測溫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮與改造前外部結(jié)構(gòu)的一致性，在確保機(jī)組運(yùn)行的安全可靠性的同時(shí)，確保測溫結(jié)構(gòu)具有更好的工藝性。本文從測溫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的角度簡單介紹了改造機(jī)組測溫的設(shè)計(jì)過程和方法，為同類改造設(shè)計(jì)提供參考信息。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)；改造；測溫裝置；結(jié)構(gòu)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.11.022

0 引言

本測溫裝置設(shè)計(jì)應(yīng)用于綏中的800MW汽輪機(jī)電站改造中。該測溫裝置的設(shè)計(jì)需滿足能夠在改造后對(duì)高壓缸調(diào)節(jié)級(jí)后蒸汽溫度的測量。本裝置安裝在高壓外缸上，測溫套管元件穿過高壓外缸、內(nèi)外缸夾層、經(jīng)過內(nèi)缸，插裝在內(nèi)缸的保護(hù)套管中。熱電偶套管元件要吸收內(nèi)外缸之間的熱膨脹和機(jī)械原因引起的振動(dòng)和沖擊等因素所產(chǎn)生的附加載荷，同時(shí)確保動(dòng)靜部分的徑向?qū)χ?。為確保改造后機(jī)組運(yùn)行的安全可靠性，測溫裝置應(yīng)具備在各種可能出現(xiàn)的工況條件下都有足夠的剛度、強(qiáng)度和穩(wěn)定性。為了便于改造后安裝，該測溫裝置應(yīng)具有良好的工藝性。該測溫裝置在設(shè)計(jì)過程中，沿襲了部分原測溫裝置的結(jié)構(gòu)，并對(duì)測溫裝置部分結(jié)構(gòu)作了優(yōu)化設(shè)計(jì)。

1 沿襲部分原測溫裝置的結(jié)構(gòu)

由于該機(jī)組為改造機(jī)組，測量裝置的安裝位置及與內(nèi)外缸的接口尺寸等與原機(jī)組需保持一致，因此，在測溫裝置的設(shè)計(jì)時(shí)，測溫裝置形式、測溫裝置結(jié)構(gòu)及部分材質(zhì)可以沿襲原機(jī)組測溫裝置，從而保留了測溫裝置的部分外形尺寸。

2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)部分

2.1 改造前的結(jié)構(gòu)

高壓缸調(diào)節(jié)級(jí)溫度測量裝置安裝在高壓外缸上，測溫套管元件穿過高壓外缸，通過內(nèi)外缸夾層后插在安裝內(nèi)缸的保護(hù)套管中。由于內(nèi)外缸夾層蒸汽流量較大，流速較快，熱電偶套管元件持續(xù)受到汽流沖擊，始終處于振動(dòng)中，機(jī)組運(yùn)行過程中熱電偶套管元件由于振動(dòng)會(huì)持續(xù)與內(nèi)缸上的保護(hù)套管進(jìn)行碰磨，一段時(shí)間后就會(huì)造成熱電偶套管元件的磨損。最終造成熱電偶套管元件端部的破損，形成漏點(diǎn)，調(diào)節(jié)級(jí)后高品質(zhì)的蒸汽會(huì)通過電偶套管元件的破損處漏向高壓缸外部。改造前的熱電偶套管元件漏氣困擾電廠多年，解決辦法只能是通過機(jī)組檢修進(jìn)行補(bǔ)焊或者更換，此問題一直沒有從根本上得到解決。

2.2 改造后的結(jié)構(gòu)

測溫裝置的設(shè)計(jì)要求是不能改變測溫元件的安裝位置，還要必須適應(yīng)此元件惡劣的工作環(huán)境。新測溫裝置的結(jié)構(gòu)如圖所示，安裝在內(nèi)缸上的套管通過螺紋與內(nèi)缸連接，內(nèi)缸設(shè)計(jì)為螺孔與定位銷的結(jié)構(gòu)，保證保護(hù)套管與內(nèi)缸中分面的垂直度要求；安裝在外缸上的套筒用焊接的方式焊在外缸上，也要保證與水平中分面的垂直度要求；兩個(gè)套筒之前通過內(nèi)外密封環(huán)間接配合，保護(hù)套管、套套筒與密封環(huán)的配合會(huì)形成一個(gè)密閉的空間，這樣熱電偶測溫元件能順利地從外缸插入內(nèi)缸，測溫元件插入底部后，向上抽出6.5mm（預(yù)留的熱膨脹量）通過法蘭連接安裝在外缸上。新的測溫組件會(huì)使得整個(gè)熱電偶測溫元件不再與高壓內(nèi)外缸夾層之間的蒸汽接觸，處在一個(gè)安靜的工作環(huán)境中。

本測溫裝置利用各零件材料線膨脹系數(shù)的不同，見表1采用疊片式密封。使整個(gè)測溫裝置在安裝時(shí)各零件處于間隙配合，而機(jī)組的正常工作溫度下，外密封環(huán)因線膨脹系數(shù)大于套筒線膨脹系數(shù)而由間隙配合變?yōu)檫^盈配合，內(nèi)密封環(huán)因線膨脹系數(shù)小于保護(hù)套管的線膨脹系數(shù)也由間隙配合變?yōu)檫^盈配合，而在垂直方向上同樣是由間隙配合變?yōu)檫^盈配合。這樣整個(gè)保護(hù)裝置因三處的過盈配合而最終形成密閉空間，為測溫元件提供一個(gè)良好的工作環(huán)境，使測溫元件在不受汽流沖擊的情況下準(zhǔn)確測量調(diào)節(jié)級(jí)后蒸汽的溫度。

3 結(jié) 語

該測溫裝置已經(jīng)成功應(yīng)用在綏中2臺(tái)俄制800MW改造機(jī)組中。機(jī)組從2014年投入運(yùn)行至今測溫裝置應(yīng)用狀況良好：（1）測溫裝置沒有出現(xiàn)破損、振動(dòng)、漏汽等問題；（2）測溫裝置采集蒸汽溫度準(zhǔn)確，滿足測溫裝置設(shè)計(jì)要求；（3）制造、安裝工藝性較好，檢修更換較為方便。另外內(nèi)外密封環(huán)結(jié)構(gòu)能構(gòu)吸收機(jī)組熱態(tài)的膨脹差值，允許內(nèi)缸與外缸在安裝時(shí)軸向和徑向一定的不同心。對(duì)測溫裝置要求較高的改造機(jī)組設(shè)計(jì)可以采用文中所述方法，可為同類改造設(shè)計(jì)提供參考。