俄制800MW改造机组测温结构设计

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摘 要：改造机组的测温结构设计应充分考虑与改造前外部结构的一致性，在确保机组运行的安全可靠性的同时，确保测温结构具有更好的工艺性。本文从测温结构设计的角度简单介绍了改造机组测温的设计过程和方法，为同类改造设计提供参考信息。

关键词：汽轮机；改造；测温装置；结构

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.11.022

0 引言

本测温装置设计应用于绥中的800mw汽轮机电站改造中。该测温装置的设计需满足能够在改造后对高压缸调节级后蒸汽温度的测量。本装置安装在高和飧咨希测温套管元件穿过高压外缸、内外缸夹层、经过内缸，插装在内缸的保护套管中。热电偶套管元件要吸收内外缸之间的热膨胀和机械原因引起的振动和冲击等因素所产生的附加载荷，同时确保动静部分的径向对中。为确保改造后机组运行的安全可靠性，测温装置应具备在各种可能出现的工况条件下都有足够的刚度、强度和稳定性。为了便于改造后安装，该测温装置应具有良好的工艺性。该测温装置在设计过程中，沿袭了部分原测温装置的结构，并对测温装置部分结构作了优化设计。

1 沿袭部分原测温装置的结构

由于该机组为改造机组，测量装置的安装位置及与内外缸的接口尺寸等与原机组需保持一致，因此，在测温装置的设计时，测温装置形式、测温装置结构及部分材质可以沿袭原机组测温装置，从而保留了测温装置的部分外形尺寸。

2 结构优化设计部分

2.1 改造前的结构

高压缸调节级温度测量装置安装在高压外缸上，测温套管元件穿过高压外缸，通过内外缸夹层后插在安装内缸的保护套管中。由于内外缸夹层蒸汽流量较大，流速较快，热电偶套管元件持续受到汽流冲击，始终处于振动中，机组运行过程中热电偶套管元件由于振动会持续与内缸上的保护套管进行碰磨，一段时间后就会造成热电偶套管元件的磨损。最终造成热电偶套管元件端部的破损，形成漏点，调节级后高品质的蒸汽会通过电偶套管元件的破损处漏向高压缸外部。改造前的热电偶套管元件漏气困扰电厂多年，解决办法只能是通过机组检修进行补焊或者更换，此问题一直没有从根本上得到解决。

2.2 改造后的结构

测温装置的设计要求是不能改变测温元件的安装位置，还要必须适应此元件恶劣的工作环境。新测温装置的结构如图所示，安装在内缸上的套管通过螺纹与内缸连接，内缸设计为螺孔与定位销的结构，保证保护套管与内缸中分面的垂直度要求；安装在外缸上的套筒用焊接的方式焊在外缸上，也要保证与水平中分面的垂直度要求；两个套筒之前通过内外密封环间接配合，保护套管、套套筒与密封环的配合会形成一个密闭的空间，这样热电偶测温元件能顺利地从外缸插入内缸，测温元件插入底部后，向上抽出6.5mm（预留的热膨胀量）通过法兰连接安装在外缸上。新的测温组件会使得整个热电偶测温元件不再与高压内外缸夹层之间的蒸汽接触，处在一个安静的工作环境中。

本测温装置利用各零件材料线膨胀系数的不同，见表1采用叠片式密封。使整个测温装置在安装时各零件处于间隙配合，而机组的正常工作温度下，外密封环因线膨胀系数大于套筒线膨胀系数而由间隙配合变为过盈配合，内密封环因线膨胀系数小于保护套管的线膨胀系数也由间隙配合变为过盈配合，而在垂直方向上同样是由间隙配合变为过盈配合。这样整个保护装置因三处的过盈配合而最终形成密闭空间，为测温元件提供一个良好的工作环境，使测温元件在不受汽流冲击的情况下准确测量调节级后蒸汽的温度。

3 结 语

该测温装置已经成功应用在绥中2台俄制800MW改造机组中。机组从2014年投入运行至今测温装置应用状况良好：（1）测温装置没有出现破损、振动、漏汽等问题；（2）测温装置采集蒸汽温度准确，满足测温装置设计要求；（3）制造、安装工艺性较好，检修更换较为方便。另外内外密封环结构能构吸收机组热态的膨胀差值，允许内缸与外缸在安装时轴向和径向一定的不同心。对测温装置要求较高的改造机组设计可以采用文中所述方法，可为同类改造设计提供参考。