900MW级以上超临界压力、单轴、五缸六排汽凝汽式汽轮机由高压缸、中压缸和三个低压缸组成，由于低压缸数目多、低压转子轴系长，造成凝汽器体积大，凝汽器自重大使转子中心偏移严重，威胁机组可靠性和经济性。

900MW级以上超临界压力、单轴五缸六排汽凝汽式机组较四缸条件下的汽轮机组占地面积大，厂房投资大，单位千瓦的金属耗材大，建设工时消耗大，建设周期较长。

为了提高机组可靠性和经济性，并结合我国钛元素储量占世界探明储量的1/2强的实际情况，引进并优化美国ABB公司开发研制的50Hz、1200mm或1400mm钛合金长叶片，取代原机组低压末级930mm自由叶片。这样，一个新型的低压缸就可以代替原有的由790mm、930mm长叶片构成的两个低压缸，实现在单轴4缸条件下构成900MW级以上汽轮机组的设计方案。

900MW级以上大型单轴汽轮机低压末级选用1200mm、1400mm或更长的末级叶片，使机组末级排汽面积较原有的790mm、930mm末级叶片的排汽面积成倍增加，而增加排汽面积是提高机组和级效率最有效的途径之一。

大型单轴超临界汽轮机实现在四缸条件下构成900MW级以上机组，将大大简化机组轴系受热膨胀和轴系连接与基础台板间作用力的构成，提高机组启停和变负荷运行的能力。

另外，机组由于实现了在四缸条件下构成900MW级以上机组，较五缸条件下的机组减少了轴系组成数量，既有利于轴系安装找中、降低了机组振动，又大幅度降低了机组转子重量，从根本上改善了调节系统的动态品质和转子飞升时间常数。

钛合金末级长叶片强度高，重量较小，可以降低转子自振频率和轴承负荷，有效地抑制机组振动。另外，低压末级隔板的叶道内部增设水分离结构并加大轴向间隙，可降低湿蒸汽中液体含量，避免末级长叶片因水冲击和水蚀造成的叶片激振而断裂，改善了末级叶片的工作条件，提高了机组运行的可靠性。

大型单轴超临界汽轮机选用钛合金长叶片，减少了低压缸数量。虽然钛合金长叶片价格昂贵，但低压缸其它级仍为钢制叶片，且静子部分仍采用原有材料，按成本分析的结论是：一只新型低压缸的造价低于原有两只低压缸的造价，经济效益可观。

另外，由于机组汽缸数量的减少，简化了机组的热力系统，减少了机组安装调试的工程量，缩短了建设周期。

900MW级以上超临界大型汽轮机对低压通流进行优化，低压通流采用50Hz、1200mm、1400mm或更长的钛合金叶片可以实现单轴四缸条件下构成900MW级以上机组，既可以提高机组可靠性和经济性，延长汽轮机寿命，又可以使我国发电设备的研发制造水平跨入国际先进行列；同时，钛合金长叶片的成功应用可以拓展钛元素的用途，提高钛元素的国际价格，增加国内钛元素出口创汇的利润空间。

[1].刘建海：《俄罗斯K-800-240-5型汽轮机轴系连接特点及汽缸与基础台板间相互作用力的研究》，《中国电力》2000-4。

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[3].林富生：《我国电站锅炉、汽轮机材料的发展》，《发电设备》1997.11-12

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