试析低压饱和蒸汽汽轮机的结构设计

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翻新时间：2015-07-27

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试析低压饱和蒸汽汽轮机的结构设计

低压饱和蒸汽汽轮机设备结构设计方案的提出，是为了顺应国家所提出的工业生产“节能减排”的政策要求。凭借低压饱和蒸汽汽轮机设备的运行能够将少量能源回收再利用，同时，还可以避免环境污染。低压饱和蒸汽汽轮机设备的结构设计能够体现出现代工业生产与生态节能环保之间的协调性。

1 低压饱和蒸汽汽轮机设备的应用范围及其主要特征分析

1.1 低压饱和蒸汽汽轮机设备的使用范围

简单来说，所谓的“低压饱和蒸汽汽轮机”指的是以饱和状态的蒸汽作为新蒸汽的汽轮机设备，该设备被广泛应用在了各个堆型的核电站项目中，当前，很多应用低压饱和蒸汽汽轮机设备的领域仍在不断拓展。

在工业生产单位中，尤其是电厂汽轮机发电机组的设置，往往需要采用低压饱和蒸汽汽轮机设备，另外，炼钢厂的高温冶炼余热烟道的蒸汽发生器等部件，也利用了低压饱和蒸汽汽轮机的设计原理。

鉴于低压饱和蒸汽压力、温度都较低，且湿度较高，如若进行长距离的输送，则造成的流动资源损失较大，而且，对流经的设备的腐蚀作用也较为严重，亟待一种科学、合理的结构设计方案来对其构造加以改善。采用饱和蒸汽作为进汽，则一般需采用5～7MPa的饱和蒸汽，在低压缸设备中，单位质量的蒸汽在汽轮机内膨胀做功时所发出的热能有所降低，甚至在较大功率的饱和蒸汽轮机设备中，高压缸也与低压缸的运作模式类似，同采用的是分流结构来处理。

从低压饱和蒸汽汽轮机设备的基本形态来看，其设备较小，中压缸在设备中的性能不明显，则将其剔除掉，这样一来，汽轮机的进汽、排汽装置以及管道系统中的汽流能量损失就相对增大。

实质上，尽管是在相同的低压缸排汽压力之下，低压饱和蒸汽汽轮机的排汽容积流量约增大一倍之多，基于此，在设计低压饱和蒸汽汽轮机设备的过程中，可以采用大功率饱和蒸汽汽轮机的1500转/分（50Hz）或者是1800转/分（60Hz）的半转速结构来优化设计。从具体的实践操作过程来看，为了更好地提升设备系统的性能，目前很多50Hz的大功率饱和蒸汽汽轮机组则采用了全转速结构，极大地增强了整个低压饱和蒸汽汽轮机结构设计的效能[1]。

2 低压饱和蒸汽汽轮机的系统流程及其结构设计

低压饱和蒸汽的利用方法主要有两种，其中一种是螺杆膨胀动力机技术，该技术的核心基础便是机械部件的膨胀做功，起到一定的节能效用；另一种方法为特种工业汽轮机技术，则是将没有消耗的能源重新回收并利用，降低工业生产所对大气环境所造成的中低温蒸汽物质污染[2]。就从低压饱和蒸汽汽轮机设备的系统流程来看，每一环节的设计都要本着节能、高效、合理的原则来执行，具体如图1所示。

从图1中可以看到，低压饱和蒸汽汽轮机设备在运作的过程中，整个热力系统中的各个环节设计较为缜密，如若任何一个环节出现差错，都可能造成整体的低压饱和蒸汽汽轮机运作不佳。实际上，高压缸和低压缸是汽轮机设备的两个系统分支，传统的设计方式是将二者协同设计，如若仅考虑低压饱和蒸汽汽轮机结构的设计，则仅考虑“低压缸”部分的结构设计[3]。

具体来看，低压饱和蒸汽汽轮机设备典型热力系统流程，首先，从饱和的新汽进入到低压缸设备以后，接下来，经发电机部件的助力，促使低压缸中的蒸汽压入到加热器装置中，且一部分蒸汽进入到凝汽器装置中，由于低压饱和蒸汽汽轮机设备的进口蒸汽处于饱和的状态，为了避免游离水分子的扩散会腐蚀设备，则采取“中间再热式”手段对其进行除湿处理，最终，无论是加热器装置还是凝汽器装置中的蒸汽，都通过汽轮机设备的运作而排出去。

3 结语

通过研究低压饱和蒸汽汽轮机设备的应用范围及其特征，能够更清楚地了解到在实践过程中低压饱和蒸汽汽轮机设备的实际功用，凭借以往的设计经验，将低压饱和蒸汽汽轮机设备的总体系统结构重新梳理，重点突出该设备的节能环保特性，它的设计理念较以往有所改进，采用的是饱和蒸汽作为进汽，而且不用中压缸，同时，绝大多数的低压饱和蒸汽汽轮机设备采用的是半转速结构，也有部分设备采用的是全转速结构。从目前的工业生产状况来看，低压饱和蒸汽汽轮机设备的应用范围将会进一步扩大，为我国核电站建设及维护提供强有力的技术支撑。