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1 概述
桂林电厂以大代小技术改工程设计安装的两台135MW汽轮发电机组，是上海汽轮机有限公司(STC)引进日本三菱、美国西屋公司的先进技术和积木块的设计方法，设计制造的135MW超高压、中间再垫、高中压合缸、双缸、双排汽、单轴、凝汽式汽轮机，机组型号为N135－13.24／535／535。此机型为最新设计机型，本工程安装的为国内首台机组，没有可参照的定型设计图低，汽机基础系我院全新设计。
2 主要技术参数和性能
2.1 主要技术参数
额定功率 135MW
主蒸汽额定压力 13.24MPa(a)
主蒸汽额定温度 535℃
高压缸额定排汽压力 3.503MPa(a)
再热蒸汽进口额定压力3.153MPa(a)
再热蒸汽进口额定温度 535℃
主蒸汽额定进汽量 398.5t/h
再热蒸汽额定进汽量 348.5t/h
给水额定温度 240.90℃
额定背压 4.9kPa(a)
额定转速 3000r/min
回热级数 两高、三低、一除氧
额定工况下热耗 8130.8kJ/kW。h
低压末级叶片长度 710mm
级数 1＋13，12，2×8，共42级
2.2 主要技术性能
由日本三菱和美国西屋公司提供的先进级技术主要表现在以下三个方面：
(1)在STC建立一个与西屋公司完全相同的设计、制造、管理和质量保证体系。
(2)STC得到美国西屋公司、日本三菱公司的6个亚监界积木块和4个典型50Hz产品的全套设计图纸、工艺规范、工程报告、材料等技术资料。
(3)拥有一系列世界级、先进级设计技术：
①全新的高效率反动式可控涡叶型系列；
②全三元气动设计技术系统；
③CFD技术对进排汽蜗壳的改进；
④可倾瓦轴承及轴系设计技术；
⑤无中心孔转子；
⑥通流部分通道优化设计技术；
⑦自带围带动叶；
⑧新的强化叶根型线；
⑨自由叶片的混合调频技术；
⑩低压段蜂窝式汽封；
 B11三叉整体调节级动叶；
 B12马力型及动式叶型系列；
 B13整圈阻尼型长叶片设计。
这些技术代表汽轮机领域最新发展的趋势，这些先进级技术的采用使得135MW机组的经济性、安全可靠性及运行灵活性达到国外同类机组的水平。
2.3 设备制造新工艺
汽轮机为了满足两班制运行和调峰，在设备制造方面采取了以下措施：
(1)选择强度高、抗热疲劳性能好的材料。
(2)汽缸中分面法兰采用高窄法兰，其刚性好并且温度变化能与汽缸同步，取消了法兰加热装置，有利于机组快速启停和变工况运行。
(3)为提高转子强度，采用无中心孔转子，加大各处的过渡圆角，减小应力集中。
(4)中压缸及低压缸前四级动叶为自带围带结构，并采用高强度的“P”型叶根。自带围带与铆接围带相比，叶片的振动应力大大降低，同时由于围带与铆钉头连接部的消除，也大大提高了叶片抗热疲劳破坏的能力。“P”型叶根降低应力集中，提高了其强度性能，从而进一步提高了叶根部位转子及叶片的安全可靠性。
3 与国产125MW汽轮机的区别
STC生产的引进型135MW汽轮机和国产125MW汽轮机同样是超高压、中间再热、高中压合缸、双缸、双排汽、单轴、凝汽式机组，并且功率等级相当，有必要进行比较。
3.1 135MW汽轮机额定热耗为8130kJ/kW。h(1942kcal/kW。h)，而125MW汽轮机的额定热耗为8499kJ/kW。h(2030kcal/kW。h)。135MW机组热耗降低4.3%，节能效果、经济效益明显。为此在设备设计制造上采取了如下相应措施：
(1)高、中压缸及低压缸前五级叶片采用可控涡反动式叶型。反动级的效率比冲动级高，但作功能力较小。根据STC资料，级效率能达到提高0.8%预期效果。由于反动级做功能力较小，汽轮机的级数必然增加，整台汽轮机的外型尺寸也就有所加大。
(2)低压末级、次末级进行优化设计，采用马力型静叶，可使末级、次末级效率分别提高2%和1.8%。
(3)低压末三级动叶顶部采用蜂窝式汽封，这大大减少了末三级叶片顶部的泄漏，估计可使低压缸效率提高0.5%。
3.2 加热抽汽级数不同：135MW机组为“两高、三低、一除氧”；125MW机组为“两高、四低，一除氧”。135MW机组只有三台低压加热器，系统简单，抽汽管道布置较方便，而且没有将最末级低压加热器内置于凝汽器颈部，这就便于设备的检修。
3.3 135MW汽轮机油管路采用套装油管，外层的大管子起防护作用并兼作回油管道，内腔的小管子是压力油输送管道。由于采用了这一方式，万一压力油管道发生泄漏则漏向回油管内，不会漏到汽轮机高温部件而造成火灾，安全性得到提高。
3.4 135MW机组的轴封系统采用自密封系统，本系统与125MW机组采用的传统系统相比具有系统简单、自动化程度高、工况适应性好、安全、可靠、经济等优点。当然投资也较高。
3.5 与125MW机组相比，135MW机组汽缸中分面法兰采用高窄法兰，能与汽缸同步加热冷却，因而取消了法兰螺栓加热装置。
135机组不设置猫爪、主热门、再热汽门的冷却水系统，中低压缸之间的连通管也由双管改设为单管。
由于在汽轮机设计、制造中采取了以上一些措施，使系统得到简化，减少了故障的机率，提高了可靠性。
3.6 125MW汽轮机轴承为三支点支承，而135MW为四支点支承。四支点使得轴系的振动稳定性得到改善，另外，将高中压缸与低压缸之间的荷重由原来的单个轴承支承改为两个轴承支承，每个轴承的承载力减少，更有利于轴承油膜的建立。
3.7 125MW汽机的转子按传统的做法钻有中10孔，主要是为了检查锻件质量和去掉中间较差的材质，但在中心孔四周产生了应力集中。随着材质和锻造水平的提高，135MW汽轮机采用了无中心孔转子，消除了中心孔而产生的应力集中，提高转子的强度。
3.8 125MW机组的地脚螺栓为对穿型式，螺栓的受力状况相对差些，而且材料消耗量也大些，但土建施工和设备安装则方便容易得多。
135MW机组的地脚螺栓采用预埋型式，相对于对穿式，螺栓的受力状况得到改善，材料消耗量也少，但其施工精确度要求很高，施工工作量大，工期要求长。在桂林电厂工地现场，施工单位为了固定地脚螺栓和方便测量，在汽机基础上方搭建了一个覆盖整个基础的临时钢平台。为了螺栓能伸出钢平台便于定位，现场加工了加长螺杆和厚螺母，将地脚螺栓临时加长。经过反复的测量验收，才进行灌浆浇注。但由于浇注时挤压，准确度还是产生一定偏差，增加了设备安装时的困难。可见预埋式地脚螺栓花费的人力物力较大，工期也相对较长。虽然如此，300MW及以上的大型机组均采用预埋式地脚螺栓。
4 设计过程中发现的一些主要问题
135MW汽轮机为新型机组，没有可参照的定型设计，汽机基础为全新设计。我们反复研读制造厂的图纸资料，然后仔细推敲确定基础外形，再经强度和振动计算合格，才将轮汽机基础设计出来。设计过程中发现的一些问题如下：
(1)制造厂设计再热蒸汽导汽管标高为4.575m，与我们设计的加热器平台5m层梁相碰，应我们的要求，制造厂将其标高降为3.70m，解决了相碰问题。
(2)在研读制造厂图纸过程中，发现汽轮机低压缸后侧固定板与发电机出水支座底板相碰，返馈给制造厂，制造厂经过与发电机厂协商，确定改变此固定板的定位尺寸和外形尺寸，问题得到解决。
(3)本工程两台机组为横向镜相对称布置，而低压缸靠电机端轴承原先只在右侧开有润滑油口，致使1号机的油管道无法布置(制造厂原提供的油管路图根本行不通)，我们要求此轴承两侧均留油口，经再三协调，制造厂同意增开左侧的润滑油口，使油管布置方便并且美观。
5 结束语
综上所述，135MW汽轮机是一种技术先进、高效节能、安全可靠、运行灵活的新型机组，在同等级的机组中应优先采用。当然，其先进性能有待运行的验证。
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