СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ Российский патент 1999 года по МПК F01K17/02 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано на электрических станциях при эксплуатации паровых турбин.

Известно, что для обеспечения надежности котельного оборудования и трубопроводов подвода пара к турбине производят снижение температуры свежего пара.

Работа турбины со сниженной температурой свежего пара приводит к увеличению напряжений в элементах проточной части, увеличению осевого усилия и к повышению влажности в последних ступенях, поэтому для сохранения надежности работы турбины требуется снижение ее мощности, что связано со снижением экономичности (см., например, Самойлович Г.С., Трояновский Б.М. Переменный режим работы паровых турбин, М-Л, 1955, с. 135).

Для предотвращения повышения влажности в последних ступенях и обеспечения надежности при снижении температуры свежего пара требуется одновременно и снижение его давления для перевода турбины на эксплуатацию с сопряженными начальными параметрами пара, которые обеспечивают влажность в последних ступенях неизменной (см. , например, Турбина паровая ПТ-140/165-130/15-2. Инструкция по эксплуатации. МТ-248700 ИЭ., с. 183, ОАО "Турбомоторный завод", г. Екатеринбург, 1995 г.).

Снижение начального давления влечет за собой уменьшение расхода пара на турбину в результате уменьшения пропускной способности регулирующей ступени, которая зависит от начальных параметров пара и адиабатического теплоперепада, также уменьшающегося в результате снижения давления перед ней (см., например, Зальф Г. А., Звягинцев В.В. Тепловой расчет паровых турбин. М-Л, 1961, с. 163-166).

Одним из общеизвестных способов увеличения расхода пара на турбину в условиях эксплуатации при снижении начальных параметров пара является удаление диафрагмы и разлопачивание диска в одной или нескольких расположенных по ходу пара ступенях давления, в результате чего увеличиваются адиабатический теплоперепад и пропускная способность регулирующей ступени (см., например, Кузюшин В.К., Алексо А.И., Иоффе Л.С., Бененсон Е.И., Осипенко В.Н. Энергетические машины ПО "Турбомоторный завод", "Энергомашиностроение", 1988, N 9, с. 2-3).

Этот способ является ближайшим к заявляемому, но обладает следующими недостатками (см., например, Арсеньев Л.В., Ласкин А.С., Суханов А.И. Исследование акустических резонансных явлений в проточной части. Работа СПГТУ, С-Петербург, 1994 г.):
1. В результате удаления диафрагм осуществляется воздействие потока пара регулирующей ступени на диски ступеней с удаленными диафрагмами, что может служить источником вибрации ротора.

2. Удаление диафрагм повышает общий уровень низкочастотных резонансных акустических колебаний, которые могут привести к повреждению сопряженных с камерой регулирующей ступени элементов: козырька над регулирующей ступенью, разлопаченных дисков первых по ходу пара ступеней давления и др.

Цель изобретения - повышение надежности работы турбины, в цилиндре высокого давления которой удалены диафрагмы и разлопачены диски в одной или нескольких расположенных по ходу пара ступенях давления для увеличения расхода свежего пара при снижении начальных параметров.

Указанная цель достигается тем, что турбину останавливают, производят вскрытие цилиндра и вместо удаленных диафрагм устанавливают фальш-диафрагмы, имеющие вместо лопаток только ребра жесткости и те же геометрические размеры, что и удаленные диафрагмы, после чего цилиндр закрывают, турбину пускают и набирают заданную нагрузку.

Установка фальш-диафрагм позволяет стабилизировать поток пара после регулирующей ступени, исключить непосредственное его попадание на разлопаченные диски, в результате чего предотвращается возможность вибрации ротора и возникновения акустических резонансных колебаний и обеспечивается надежность эксплуатации турбины при сохранении ее экономичности.

На чертеже изображена принципиальная схема паровой турбины для реализации данного способа.

Турбина содержит ЦВД1 и ЦНД2, сообщенные между собой ресивером 3. К ЦВД1 подключен трубопровод 4 подвода свежего пара с установленными на нем органами паровпуска 5. К валу 6 подсоединен генератор 7. Отработавший в ЦНД2 пар по трубопроводу 8 отводится в конденсатор 9.

При необходимости эксплуатации с пониженными начальными параметрами пара для увеличения расхода свежего пара путем увеличения пропускной способности регулирующей ступени 10 турбину останавливают, производят вскрытие ЦВД 1, удаляют диафрагму в первой по ходу пара ступени давления (на чертеже она удалена) и устанавливают вместо нее фальш-диафрагму 15, имеющую вместо лопаток ребра жесткости 16, разлопачивают диск 17 этой ступени и вместо рабочих лопаток в пазы диска устанавливают хвостовики 18.

Способ осуществляют следующим образом:
В ЦВД 1 посредством паропровода 4 и органов паровпуска 5 подается пар, который последовательно пропускается через ресивер 3 в ЦНД 2 и далее по трубопроводу 8 в конденсатор 9. Механическая энергия через вал 6 турбины передается в генератор 7 и превращается в нем в электрическую.

При эксплуатации турбины с пониженными начальными параметрами пара для увеличения расхода свежего пара путем увеличения пропускной способности регулирующей ступени 10 турбину останавливают, производят вскрытие ЦВД 1, удаляют диафрагму в первой по ходу пара ступени давления (на чертеже она удалена) и заменяют ее на фальш-диафрагму 15, разлопачивают диск 17 этой ступени и в пазы диска устанавливают хвостовики 18, после чего ЦВД 1 закрывают, турбину пускают и набирают заданную нагрузку.

Если со временем на станции будут заменены котельное оборудование и трубопроводы подвода свежего пара к турбине и появится возможность эксплуатации ее с номинальными параметрами свежего пара, то возможно восстановление проточной части ЦВД 1 путем замены фальш-диафрагмы 15 на обычную диафрагму с лопатками и облопачивания диска 17 после удаления хвостовиков 18.

Способ может быть использован в теплоэнергетике на электрических станциях при эксплуатации паровых турбин. В цилиндре высокого давления турбины удалены диафрагмы и разлопачены диски в одной или нескольких расположенных по ходу пара ступенях давления. Турбину останавливают. Производят вскрытие цилиндра и вместо удаленных диафрагм устанавливают фальш-диафрагмы, имеющие вместо лопаток только ребра жесткости и те же геометрические размеры, что и удаленные диафрагмы. После чего цилиндр закрывают, турбину пускают и набирают заданную нагрузку. Такой способ позволит повысить надежность работы турбины. 1 ил.

Способ эксплуатации паровой турбины, содержащей в цилиндре высокого давления регулирующую ступень и ступени давления, путем удаления диафрагмы и разлопачивания диска в одной или нескольких расположенных по ходу пара ступенях давления, отличающийся тем, что турбину останавливают, производят вскрытие цилиндра и вместо удаленных диафрагм устанавливают фальш-диафрагмы, имеющие вместо лопаток только ребра жесткости и те же геометрические размеры, что и удаленные диафрагмы, после чего цилиндр закрывают, турбину пускают и набирают заданную нагрузку.