(三)  中间再热式汽轮机安全控制

　　随着单机容量的增长，中间再热式汽轮机得到了越来越广的应用。目前世界上功率较大的电站汽轮机几乎都采用中间再热式汽轮机。与一般凝汽式汽轮机相比，采用中间再热可以提高循环效率，降低煤耗。

　　中间再热式汽轮机的一般工作原理如图18—19所示。新蒸汽经过控制阀在高压缸内膨胀做功后，被引入锅炉的中间再热器再一次加热，然后回到汽轮机的中、低压缸继续做功，最后排人凝汽器。中间再热在提高效率的同时，也会给汽轮机的控制带来一些新问题，归纳起来有以下三项。

　　(1)甩负荷后的转速飞升  因为中间再热容积包括了从汽机车间回到锅炉车间，从锅炉车间返回汽机车间，以及锅炉内部再热器的全部管道，总长达200—300m。管道内蒸汽压力也比较高，一般可达1.9l一3.92MPa。因此在汽轮机甩负荷后即使高压缸主汽阀和控制阀立即关死，仅由于中间再热容积中的蒸汽在中低气压缸中膨胀所做的功，就足以使汽轮机产生严重超速而发生事故。

　　(2)机炉的相互配合问题  中间再热机组必然是单元机组，每一台(或二台)锅炉所产生的蒸汽只供给一台汽轮机使用。这必须解决两者在下述工况下的配合问题。①锅炉的最小蒸发量通常不小于其额定值的50％，低于这个限度锅炉一般不能稳定运行。而汽轮机的空载流量仅为其额定值的5％～8％。所以在汽轮机启动、低负荷以及短时间的空负荷运行时，需要设法处理锅炉的多余蒸汽，否则将引起锅炉安全阀动作，这一方面将损失大量的冷凝水，另一方面对设备也会带来一定的影响。②中间再热器要求经常流过一定数量的蒸汽以冷却其管道，如某厂生产的2×10⁵kW中间再热汽轮机的最低冷却流量为额定值的14％，而汽轮机的空载流量只有5％～8％，所以在启动和空载运行时要考虑中间再热器的保护问题。

　　在汽轮甩负荷时，既存在中间再热器的保护问题，又存在保持锅炉安全稳定运行的问题，有可能的情况下还要设法回收冷凝水。

　　(3)参加电网调频能力的问题  对于一般凝汽式汽轮机，蒸汽量基本上是跟随调节阀的开度而变化的。因此，控制阀开大(或关小)的时候汽轮机功率将随之增大(或关小)，两者的变化可以说基本上同时进行的。但是，对于中间再热式汽轮机来讲情况就不同了，当控制阀开大时，立即发生变化的仅仅是高压缸流量，而中、低压缸的蒸汽流量则只有在中间再热器中的蒸汽压力逐渐升高的过程中才能逐渐增大。调节阀关小时，由于同样原因，中、低压缸蒸汽流量也只能逐渐减小。由于中间再热容积很大，其压力的变化是缓慢的，因此中、低压缸的蒸汽流量只能作缓慢的变化。这样，对于中间再热式汽轮机，当控制阀开度变化时，只有高压缸的功率是迅速地随着阀门的开度而变化，而中、低压缸的功率变化则只能缓慢地进行。特别因为中间再热式汽轮机的中、低缸功率占汽轮机总功率很大的比例(3／2～3／4)，因此中间再热式汽轮机功率变化缓慢不能迅速适应负荷变化需要的矛盾就比较突出。

　　如果近似地将中间再热容积看成是单容过程，可以用一个惯性环节1／Tps+1来表示，则中间再热汽轮机的传递函数方框图将如图18—20所示。图中a1代表高压缸功率在整机功率中所占比例；a2代表中、低压缸功率所占比例。由于喷嘴室容积时间常数T₀很小，所以在控制阀开度µ作阶跃变化时，高压缸功率v1几乎是同时变化的。而中间再热容积的时间常数T_p很大，所以中、低压缸的功率。v2则变化缓慢。

　　当电网负荷增加，频率降低时，要求汽轮机控制阀及时开大，增大汽轮机功率以调整电网频率。由于中间再热汽轮机功率变化缓慢，因此调频作用不如一般凝汽式汽轮机。

　　根据电网的具体情况，对于中间再热机组参加一次调频的能力提出不同的要求。大容量的电网由于它自身的自平衡能力已经能够使电网频率保持高度的稳定，所以对每一台机组一次调频的能力要求不高。只有对一些中小电网，而且再热机组在其中所占比重又较大时，再热机组参加一次调频能力低的矛盾才比较突出。