ПАРОТУРБИННЫЙ АГРЕГАТ С КОНДЕНСАЦИОННОЙ УСТАНОВКОЙ Российский патент 1997 года по МПК F01D15/10 

Изобретение касается производства энергетических паровых турбин и относится к общей компоновке паротурбинного агрегата с конденсационной установкой.

В состав паротурбинного агрегата входят соединенные одним валопроводом несколько частей турбины высокого (ЧВД) и низкого (ЧНД) давлений и электрогенератор. При этом валопровод включает по меньшей мере одну соединительную муфту между ротором ЧНД и валом электрогенератора и несколько подшипниковых опор. Ко всем этим элементам валопровода должен быть обеспечен удобный доступ для технического обслуживания при эксплуатации турбоагрегата. В большинстве паротурбинных агрегатов с конденсационной установкой конденсаторы располагаются в подвальном помещении ниже пола машинного зала, и своей приемной горловиной соединяются с выходными патрубками ЧНД горизонтальным фланцевым соединением [1] Такая компоновка паротурбинного агрегата обеспечивает удобство технического обслуживания, однако требует значительных инвестиционных затрат для сооружения подвального помещения. При необходимости снижения инвестиционных затрат и высоты помещения используют бесподвальную компоновку с равноуровневым расположением турбоагрегата и конденсационной установки.

К таким компоновкам относятся следующие три наиболее известных разновидности. В одной из них электрогенератор расположен перед передней подшипниковой опорой турбины, а конденсатор на одной линии с валопроводом и его приемная горловина соединена с осевым выходным патрубком ЧНД вертикальным фланцевым соединением [2] В таком турбогенераторе последняя опора ротора ЧНД расположена внутри паровыпускного тракта между ЧНД и горловиной конденсатора, вследствие чего доступ к ней затруднен, а кроме того размещение электрогенератора в головной части турбины создает дополнительные проблемы. Это существенно ограничивает области применения таких турбоагрегатов.

Известна также конденсационная паровая турбина типа К-600-166, разработанная объединением английских фирм AE-EE-EGE, в которой конденсационная установка охватывает всю часть низкого давления турбины, образуя с ней единую интегральную конструкцию [3] Однако в таком турбоагрегате затруднен доступ ко всей части низкого давления турбины и при этом значительно увеличиваются затраты на техническое обслуживание. Поэтому турбоагрегаты с указанной интегральной конструкцией не получили достаточного распространения.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является паротурбинный агрегат с конденсационной установкой, содержащий конденсаторы, расположенные с боковых сторон турбоагрегата и соединенные через переходные патрубки, оснащенные компенсаторами, с выходными патрубками ЧНД турбины [4] В таком турбоагрегате боковые конденсаторы практически не имеют силовой связи с корпусом ЧНД и это позволяет наиболее простым путем решить проблемы, связанные с различными тепловыми расширениями ЧНД турбины и конденсатора. При этом ко всем частям турбоагрегата обеспечен удобный доступ для технического обслуживания.

Однако указанный турбоагрегат требует значительного увеличения ширины машинного зала. Это обусловлено тем, что паровыпускные тракты к конденсаторам проходят перпендикулярно к оси турбоагрегата, и при этом конденсаторы располагаются с боковых сторон ЧНД, имеющей собственные большие поперечные размеры. Кроме того, при таком расположении длина переходных патрубков должна быть достаточной для обеспечения малого угла раскрытия в плане паровыпускного тракта между ЧНД и конденсаторами для снижения потерь в этом тракте.

Задача изобретения создание такого паротурбинного агрегата с конденсационной установкой, в котором расположение последней требовало бы наименьшей площади машинного зала и вместе с тем позволяло бы обеспечить удобство технического обслуживания и минимальные потери в паровыпускном тракте.

Эта задача решается в паротурбинном агрегате с боковыми конденсаторами, соединенными через переходные патрубки, оснащенные компенсаторами, с выходными патрубками ЧНД турбины, в котором, в соответствии с сущностью настоящего изобретения, конденсаторы простираются вдоль боковых сторон электрогенератора, а выходные патрубки ЧНД расходятся под острым углом друг к другу.

При таком решении по сравнению с прототипом существенно уменьшается площадь, необходимая для размещения турбоагрегата. При этом конденсаторы могут быть расположены в непосредственной близости от электрогенератора, который в отличие от цилиндров турбины выполняется без горизонтального разъема и не требует значительного бокового пространства для демонтажных работ. В предлагаемом паротурбинном агрегате имеется хороший доступ ко всем частям для технического обслуживания. Кроме того, в нем обеспечивается плавный профиль паровыпускного тракта между ЧНД и конденсаторами и может быть существенно уменьшен угол раскрытия этого тракта, в том числе и за счет увеличения глубины конденсаторов, а значит и потери ограничены минимальными величинами. Указанное решение оптимально для турбоагрегата с однопоточной ЧНД. Однако оно может быть использовано и в турбоагрегате с двухпоточной ЧНД с расположением конденсаторов как вдоль электрогенератора, так и вдоль ЧВД.

Предпочтительно, чтобы конденсаторы паротурбинного агрегата согласно изобретению были выполнены с трубными пучками, проходящими с наклоном в сторону выходных патрубков ЧНД, и с расположением конденсатосборника перед трубным пучком. Это позволяет осуществить подогрев и деаэрацию конденсата, стекающего с трубных досок, входящим паровым потоком. Вместе с тем, благодаря основному решению, выполнение конденсаторов с указанным расположением трубных пучков не приведет к увеличению площади, необходимой для размещения турбоагрегата.

На фиг. 1 изображен паротурбинный агрегат с конденсационной установкой, вид сверху; на фиг.2 то же, вид сбоку.

Паротурбинный агрегат содержит турбину типа К-120. Паротурбинный агрегат включает турбину с однопоточными ЦВД (не показан) и ЦНД 1, электрогенератор 2 с возбудителем 3 и конденсационную установку. Валопровод турбоагрегата содержит несколько подшипниковых опор, из которых две, относящиеся к роторам ЦНД 1 и электрогенератора 2, расположены в общем корпусе 4, в котором размещена также муфта, соединяющая эти роторы.

Конденсационная установка включает два конденсатора левый 5 и правый 6, каждый из которых простирается вдоль одной из боковых сторон электрогенератора 2. При этом плоскость расположения фланцев горловин 7 каждого конденсатора проходит перпендикулярно оси турбоагрегата. Горловина 7 каждого конденсатора 5 и 6 соединена переходным патрубком 8 с одним из выходных патрубков 9 выпускной части ЦНД 1. Каждый из переходных патрубков 8 выполнен с компенсаторами 10. Как видно на фиг.1, выходные патрубки 9 расходятся под острым углом, а переходные патрубки проходят прямолинейно.

Каждый конденсатор выполнен с трубным пучком 11, расположенным с наклоном в сторону выходных патрубков 9 ЦНД 1 навстречу паровому потоку в паровыпускном тракте (фиг.2). С таким же наклоном выполнен и корпус каждого конденсатора, а конденсатосборник 12 расположен в нижней части перед трубным пучком 11. Благодаря этому пар, поступающий в конденсатор, подогревает и деаэрирует конденсат, стекающий с трубных досок 13.

Предлагаемый паротурбинный агрегат занимает относительно малую площадь машинного зала, но вместе с тем ко всем его частям обеспечен удобный доступ для технического обслуживания. Кроме того, паровыпускной тракт между ЦНД 1 и конденсаторами 9 и 10 имеет достаточно плавный профиль с небольшим углом раскрытия, что обеспечивает низкий уровень потерь.

Использование: при производстве энергетических паровых турбин. Сущность изобретения: конденсаторы 5 и 6 простираются вдоль боковых сторон электрогенератора 3, а выходные патрубки 9 расходятся под острым углом друг к другу. Такой турбоагрегат требует значительно меньшей площади, чем известные, но при этом в нем обеспечен хороший доступ ко всем частям для технического обслуживания и минимальные потери в выпускном тракте. В турбоагрегате конденсаторы 5 и 6 могут быть выполнены с наклонными трубными пучками, что обеспечивает подогрев и деаэрацию стекающего конденсата входящим паром. 1 з. п.ф-лы, 2 ил.

1. Паротурбинный агрегат с конденсационной установкой, в котором конденсаторы расположены с боковых сторон и соединены с выходными патрубками части низкого давления с помощью переходных патрубков с компенсаторами, отличающийся тем, что конденсаторы простираются вдоль боковых сторон электрогенератора, а выходные патрубки части низкого давления расходятся под острым углом друг к другу. 2. Агрегат по п.1, отличающийся тем, что конденсаторы выполнены с трубными пучками, проходящими с наклоном в сторону выходных патрубков части низкого давления и с расположением конденсатосборника перед трубным пучком.