第一章NC300／225—16．7／537／537型汽轮机概述
第一节 机组主要设计原则
　　 NC300／225—16．7／537／537型(分缸)汽轮机是东方汽轮机厂制造的我国目前最大的供热冷凝机组，它是根据用户使用要求，在总结东方汽轮机厂300MW机组设计制造和运行经验的基础上新开发设计的300MW供热抽汽凝汽式汽轮机，它与相应容量的锅炉和汽轮发电机配套，构成大型供热抽汽火力发电机组，可以在并网发电的同时向热用户抽汽供热，也可作为纯凝汽式机组运行，在电网中以带基本负荷为主，也可承担部分调峰任务。
　　 众所周知，热电联供比热电分供具有明显的优越性。它可以显著提高热的利用率，节省能源消耗；还可以减少大气污染，有利于环境保护；又呵为热用户提供参数稳定、优质可靠的热源，且容易实现大型化、节省一次投资费用、减少运行维修人员等。因此，热电联供成为我国能源工业发展的重点之一。
　　 早期设计的供热机组容量较小，而且不区分热用户性质，一律按照统一的设计原则设计一一不论供热工况还是纯冷凝工况，都要求发足铭牌功率。这对于小型工业抽汽供热机组是合理的。相反，大型抽汽供热机组，从时间上来说，有相当一段时间内是按纯冷凝工况运行，或在需要时按纯冷凝工况运行，如按上述统一的没计原则设计，则在供热冷凝工况下设备潜力(主要指锅炉与汽轮机前置部分)得不到发挥，而且在部分负荷下运行，热效率也会有明显的下降，因此是不合理的。当机组大型化之后，一般都采用再热循环及与之相应的一机对一炉的单元布置，其不合理性就更为明显了。
　　 由此可知，针对不同性质的热用户按不同设计原则设计热电联供机组就显得顺理成章了。不同的设计原则将在机组容量匹配、通流、调节方案等方面反映山原则性的差异来。
　　 大型抽汽供热冷凝机组从发挥设计投资效益、节省运行费用两方面达到最佳的综合经济性来看，都有必要将纯冷凝工况作为它的设计工况或额定铭牌工况，在该工况下达到设备利用率最高、热经济性最高(或与非供热的同类冷凝机组相比有差不多高的热效率)；在供热工况下，此机组将发不足额定功率，且抽汽量越大，发电功率越小。按此原则设计的供热机组从三大主机及主要辅机的容量匹配及汽轮机的通流设计等方面来看更接近于一台纯凝汽机组。不言而喻，它仍然具备全部可调抽汽供热机组的共性。
　　 按此设计原则设计的供热机组有以下基本特点：
　　 (1)在供热工况下，仅低压缸、低压加热器及发电机未达到设计能力。在冷凝工况下运行，所有设备利用率均达到100％，可收到最大的投资效益。相反，按早期供热机组的设计原则设计，锅炉包括进汽部分在内的高压部分及除氧器、给水泵、高压加热器能力远不能得到发挥，故很不经济。
　　 (2)在非供热工况有较高的热效率，其汽轮机热耗仅比同容量纯冷凝机组高0．2％-0．3％，增高部分主要是由供热抽汽调节阀引起的额外节流压损所造成的。此时，该阀处于全开状态，节流损失十分有限。相反，按早期供热机组的设计原则设计，在非供热工况除有上述节流损失外，进汽调节阀远没有开足，高压通流部分负荷率不足60％，变工况幅度大，总的热效率约降低2％～3％，这是不容忽视的。
　　 (3)与同容量同型式的冷凝式汽轮机在本体结构上有很大的通用性，设计修改工作量很小，且主辅机配套也不成问题，几乎全部都可通用。相反，按早期的供热机组设计原则没计，则包括进汽部分在内的高压通流部分都要重新设计，锅炉及锅炉附属设备、除氧器、给水泵、高压加热器及有关管道阀门都不能通用。
　　 按新设计原则设计的供热机组在具体设计上的特点：
　　 (1)额定工况的定义。机组的铭牌工况或额定工况为额定纯冷凝工况。该工况下进排汽参数及功率为铭牌额定参数，通流及热力系统按此工况设计，该工况下的热耗仅比同类非供热冷凝机组高O．2％～O．3％。
　　 (2)主机容量匹配。机、炉、电基本上属100％等容量匹配。
　　 (3)调节系统总体方案。按“以热定电”的原则设计非牵连型调节系统。大型供热机组多为高参数一次再热型单元机组，机炉按100％等容量匹配，在额定进汽量、额定供热抽汽量工况下，机组仅能发约2／3额定功率。如按牵连调节设计，则一方面可牵连范围不大，另一方面因单元机组及中间再热两大因素，使调节动态品质变差，故只适宜按“以热定电”原则设计非牵连型调节系统。
　　 (4)供热抽汽调节阀型式。大功率供热机组多采用蝶阀，并装于连通管上，只能实现节流调节。
　　 (5)轴向推力。大型供热机组低压缸采用双分流对称结构，推力互相抵消，故机组总椎力变化范围较小，设汁推力时零推力工况易于避免。前置机部分(高、中压缸)最大推力常发生在最大流量及最低允许抽汽压力工况下。
　　 (6)前置机末级强度(中压缸末级)。抽汽压力低，容积流量大，叶片较长，且变工况范围大，强度校核工况下的轮周功率往往是设计工况下的2～3倍，故一般都应加宽加强。
　　 (7)低压缸超温。该机组以亚临界一次中间再热纯冷凝分缸型300MW机组为母型改型而成。各缸通流能力都没有改变，供热抽汽口设在中压缸排汽口处，蝶阀装在中低压缸之间的连通管上，额定冷凝工况时中低压缸分缸压力为0．85MPa(8．4ata)，对应温度为340℃，额定供热抽汽压力为O．81MPa(8ata)，允许在0．76～0．91MPa(7．5～9ata)范围内变化。低压缸采用双层结构，允许进口温度最高为350℃，在电网要求机组带约30％(指主蒸汽量减少至额定值的30％)调峰量，在再热温度不变的条件下，中压缸流量减少30％，再热压力成正比地降低30％，在焓熵图上，过程线右移，如要求中压排汽温度不变，必须让排汽压力按同样比例下降30％，纯冷凝工况下情况确实如此，但在供热工况下，供热压力不随中压进汽量下降而下降，故排汽温度升高。当供热压力为允许最高值0．91MPa(9ata)，调峰量同时达到最大30％时，中压缸排汽口温度达到最高370-380℃，大大超过低压缸允许最高进汽温度350℃。为此，可采用减小再热器受热面和再热器喷水调温的方法来避免低压缸超温。
　　 (8)不宜采用汽动给水泵方案。如采用汽动给水泵，则小汽轮机汽源和供热源相同。在供热工况下采用汽动给水泵将使低压缸流量进一步减小，减小量近似等于小汽轮机进汽量。抽汽蝶阀只能实现节流调节。通过蝶阀进入低压缸的流量越小。蝶阀节流损失越大。计算表