БЛОК ЦИЛИНДРА НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ С КОНДЕНСАТОРОМ Российский патент 1998 года по МПК F01D25/28 

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 ЦНД 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 вес 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, которая является ближайшим аналогом настоящего изобретения. В этом блоке корпус ЦНД соединен с конденсатором через компенсатор [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 веса конденсатора. Кроме того, в этом блоке имеется жесткая связь, передающая вертикальное усилие от избыточного атмосферного давления, действующего на корпус ЦНД, на корпус конденсатора. 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 в труднодоступных местах, и повышает вероятность разгерметизации конденсатора. Кроме того, даже при относительно большом числе элементов указанной связи корпуса ЦНД с конденсатором, вследствие их локального действия корпус ЦНД не может быть равномерно по периметру разгружен от вредного воздействия избыточного атмосферного давления.

В основу настоящего изобретения поставлена задача создания такого блока ЦНД с конденсатором, в котором их связь, обеспечивая свободу теплового вертикального перемещения ЦНД без воздействия веса конденсатора, вместе с тем обеспечивала бы разгрузку ЦНД от вредного воздействия вертикального усилия от избыточного атмосферного давления на корпус ЦНД с наибольшей равномерностью по его периметру и при относительно простом выполнении.

Эта задача решена в блоке ЦНД с конденсатором, в котором корпус ЦНД соединен с конденсатором через компенсатор, и в котором, в соответствии с сущностью настоящего изобретения, компенсатор выполнен в виде камеры, сообщенной с источником подачи среды под регулируемым давлением.

При таком решении обеспечивается равномерное по всему периметру сочленения ЦНД и конденсатора распределение вертикальной нагрузки от избыточного атмосферного давления, действующего на корпус ЦНД. Вместе с тем сохраняются все другие положительные качества ближайшего аналога, но при более простом конструкционном выполнении блока.

Сущность настоящего изобретения поясняется следующим далее подробным описанием одного из примеров его реализации, изображенного на прилагаемом чертеже, фиг. 1, который показывает фрагмент блока ЦНД с конденсатором в месте их сочленения.

Как это видно на чертеже, корпус ЦНД 1 соединен с конденсатором 2 через компенсатор 3. Компенсатор 3 выполнен в виде камеры, образованной с помощью двух стенок, проходящих по всему периметру сочленения корпуса ЦНД и конденсатора 2. К камере компенсатора 3 подключен источник подачи среды под регулируемым давлением, которой, в частности, может быть пар от одного из аппаратов паротурбинной установки или конденсат с температурой, близкой к температуре металла блока. Давление пара должно быть таким, чтобы обеспечивалась передача вертикальной составляющей нагрузки от избыточного атмосферного давления, действующего на корпус ЦНД, что определяется известными расчетными зависимостями, связанными с давлениями и площадями. При этом жесткостью самого компенсатора 3 можно пренебречь, т.к. она должна быть достаточно малой, чтобы не препятствовать свободному тепловому расширению ЦНД, но, вместе с тем, необходимой для обеспечения прочности сочленения ЦНД с конденсатором.

При пуске турбоустановки с набором вакуума на выходе ЦНД возникает значительная нагрузка на его корпус. Это приводит к появлению вредной вертикальной составляющей нагрузки от избыточного атмосферного давления, которая может привести к деформациям, нарушающим допустимые зазоры в проточной части. Однако в описанном блоке, благодаря подачи в камеру компенсатора 3 среды под расчетным давлением, указанная вертикальная составляющая нагрузки передается на конденсатор 2, и тем самым ее отрицательное влияние нейтрализуется. Вместе с тем, компенсатор 3 обеспечивает свободу теплового расширения ЦНД, исключая при этом передачу усилия от веса конденсатора с циркулирующей в нем водой. Это облегчает условия работы ЦНД, а кроме того, снижает нагрузки на фундамент машинного зала и его колонны.

Использование: относится к энергетическому оборудованию. Сущность изобретения: в блоке паровой турбины, состоящем из цилиндра низкого давления /ЦНД/ и конденсатора, эти части соединены между собой с помощью компенсатора и устанавливаются с непосредственной опорой на собственные фундаментные плиты. При этом компенсатор выполнен в виде камеры, сообщенной с источником подачи среды под регулируемым давлением для обеспечения передачи вертикальной составляющей нагрузки, действующей на корпус ЦНД от избыточного атмосферного давления, на конденсатор. 1 ил.

Блок цилиндра низкого давления с конденсатором, в котором корпус цилиндра соединен с конденсатором через компенсатор, отличающийся тем, что компенсатор выполнен в виде камеры, сообщенной с источником подачи среды под регулируемым давлением.