БЛОК ЦИЛИНДРА НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ С КОНДЕНСАТОРОМ Российский патент 1997 года по МПК F01K11/02 

Изобретение относится к паротурбинным установкам и может быть использовано в блоке цилиндра низкого давления (ЦНД) с конденсатором.

В большинстве известных паротурбинных установок корпус ЦНД оснащен опорным поясом для опирания на фундамент машинного зала, а конденсатор снабжен пружинными опорами для установки на фундамент подвального помещения под ЦНД. При этом между ЦНД и конденсатором выполняется жесткая связь сварным соединением между выходным патрубком и горловиной конденсатора [1] В такой паротурбинной установке обеспечивается свободное в вертикальном направлении тепловое перемещение ЦНД с конденсатором. Однако в таком блоке избыточное атмосферное давление разность давлений внутри и снаружи ЦНД, приводящая к появлению вредной вертикальной составляющей нагрузки на корпус ЦНД, целиком воспринимается этим корпусом, а при заполненном конденсаторе его масса воспринимается в основном опорным поясом корпуса ЦНД, что приводит к необходимости его значительного усиления для устранения деформаций, приводящих к изменению зазоров в проточной части.

Известна паровая турбина с иным выполнением блока ЦНД с конденсатором, который является ближайшим аналогом изобретения. В этом блоке корпус ЦНД соединен с конденсатором через компенсатор, а кроме того, они соединены жесткой связью, передающей вертикальные усилия от избыточного атмосферного давления, действующего на ЦНД, на корпус конденсатора [2] Конденсатор этого блока устанавливается непосредственно на фундаменте подвального помещения без применения упругих опор, но благодаря его связи с корпусом ЦНД через компенсатор обеспечивается свобода вертикального перемещения ЦНД без воздействия на него массы конденсатора. Кроме того, указанная жесткая связь позволяет компенсировать действие избыточного атмосферного давления на ЦНД. Однако эта связь, выполненная в виде упругих элементов на конденсаторе и рычажных механизмов между ними и корпусом ЦНД, значительно усложняет конструкцию блока и его изготовление, увеличивает трудоемкость обслуживания, связанную с осуществлением контроля герметичности в труднодоступных местах, и повышает вероятность разгерметизации конденсатора.

В основу изобретения поставлена задача создания такого блока ЦНД и конденсатора, в котором их связь, обеспечивая свободу вертикального теплового перемещения ЦНД, вместе с тем обеспечивала бы разгрузку корпуса ЦНД от вертикального действия избыточного атмосферного давления и от массы конденсатора и при этом была бы относительно простой в изготовлении и обслуживании.

Эта задача решена в блоке ЦНД с конденсатором, в котором корпус ЦНД соединен с конденсатором через компенсатор и через жесткую связь, передающую на конденсатор вертикальное усилие от избыточного атмосферного давления, действующего на ЦНД, и в котором в соответствии с сущностью изобретения корпус ЦНД выполнен с подвижной крышкой, соединенной с этим корпусом через другой компенсатор, а жесткая связь выполнена в виде распорных стержней между крышкой корпуса ЦНД и конденсатором.

При таком решении, как и в известных, обеспечивается свободное вертикальное тепловое смещение ЦНД, а кроме того, как и в ближайшем аналоге, ЦНД не подвержено воздействию массы конденсатора с циркулирующей в нем водой. Вместе с тем, благодаря наличию подвижной крышки и ее жесткой связи с конденсатором через распорные стержни обеспечивается разгрузка ЦНД от избыточного атмосферного давления в вертикальном направлении наиболее простым путем, не увеличивающим трудоемкость обслуживания и не снижающим надежность работы блока.

Сущность изобретения поясняется подробным описанием одного из примеров его реализации, изображенного на прилагаемом чертеже, который показыавет общий вид блока ЦНД с конденсатором, представленный для большей ясности без ротора и внутренних статорных частей ЦНД.

Представленный пример относится к паровой турбине с двухпоточным ЦНД 1, выполненным с горизонтальным разъемом и опирающимся лапами 2 на фундамент 3 машинного зала турбоустановки. Под ЦНД в подвальном помещении установлен конденсатор 4, опирающийся непосредственно на фундамент 5 в этом помещении.

Согласно изобретению ЦНД 1 выполнен с подвижной крышкой 6, соединенной с корпусом ЦНД через компенсатор 7, обеспечивающий их взаимную подвижность. Соединение ЦНД с конденсатором 4 осуществлено с помощью другого компенсатора 8, обеспечивающего взаимную подвижность ЦНД и конденсатора 4. При этом периметры компенсаторов 7 и 8 примерно одинаковы. С конденсатором 4 соединена также крышка 6 ЦНД. Эта связь осуществлена с помощью ряда распорных стержней 9, проходящих внутри ЦНД и конденсатора 4.

При работе турбоустановки появляется внешняя нагрузка на корпус ЦНД, возникающая из-за превышения внешнего атмосферного давления над давлением внутри корпуса ЦНД. Это может привести к нежелательному смещению ЦНД в вертикальном направлении. Однако в описанном примере вертикальная составляющая нагрузки на корпус ЦНД от избыточного атмосферного давления передается от крышки 6 через стержни 9 на конденсатор 4, тем самым ее отрицательное влияние нейтрализуется. Вместе с тем благодаря наличию компенсаторов 7 и 8 обеспечивается свобода теплового расширения ЦНД и тем самым исключение деформационных нагрузок. Кроме того, благодаря компенсатору 8 и установке конденсатора 4 на фундаменте 5, масса конденсатора с циркулирующей в нем водой полностью передается на фундамент 5, не оказывая никакого воздействия на ЦНД. Это облегчает условия работы ЦНД, предотвращая его прогиб и обеспечивая сохранение зазоров в проточной части. Кроме того, снижаются нагрузки на фундамент машинного зала и его колонны.

Должно быть понятно, что изобретение может быть реализовано в других вариантах, чем изображенный на чертеже пример. В частности, оно может быть использовано в однопоточном ЦНД, подвижная крышка может иметь иную форму, распорные стержни могут быть расположены с перекрещиванием или в качестве них могут быть использованы эквивалентные жесткие элементы и другие.

Источники информации, цитируемые в описании:
1. Трухний А. Д. Лосев С.М. Стационарные паровые турбины. М. 1981, с. 164-165.

2. Патент ФРГ N 1222078, кл. F 01 d, 1966, с. 14 (3/0).

Использование: в паротурбинных установках и в блоке цилиндра низкого давления (ЦНД) с конденсатором. Сущность изобретения: корпус ЦНД выполнен с подвижной крышкой, соединенной с этим корпусом через другой компенсатор и с конденсатором через распорные стержни, передающие на этот конденсатор вертикальную составляющую нагрузки от избыточного атмосферного давления, действующего на ЦНД. Такое выполнение позволяет уменьшить деформационные нагрузки на корпус ЦНД при относительно простом исполнении. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Блок цилиндра низкого давления с конденсатором, в котором корпус цилиндра соединен с конденсатором через компенсатор и жесткую связь, предназначенную для передачи на конденсатор вертикальной составляющей от избыточного атмосферного давления, действующего на цилиндр, отличающийся тем, что корпус цилиндра выполнен с подвижной крышкой, соединенной с корпусом другим компенсатором, а жесткая связь выполнена в виде распорных стержней между крышкой корпуса цилиндра и конденсатором.