СПОСОБ РАБОТЫ ТЕПЛОФИКАЦИОННОЙ ТУРБИНЫ ПО ТЕПЛОВОМУ ГРАФИКУ Российский патент 1999 года по МПК F01K17/02 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано на теплоэлектроцентралях (ТЭЦ) при эксплуатации теплофикационных турбин. Известен способ работы теплофикационной турбины по тепловому графику с охлаждением конденсатора подпиточной водой для утилизации вентиляционного пропуска пара в цилиндр низкого давления (ЦНД), величина которого определяется плотностью регулирующего органа ЦНД, а также давлением в камере отбора перед ЦНД. В этом случае регулирующие органы ЦНД закрыты и турбина работает в режиме, идентичном режиму работы турбины с противодавлением: все тепло, подведенное к турбоагрегату, за исключением потерь механических и в генераторе и на излучение, используется на выработку электрической и тепловой энергии (см., например, Бененсон Е.И., Иоффе Л.С. Теплофикационные паровые турбины. - М.: Энергия, 1976, с. 23).

Это техническое решение обладает следующими недостатками:
1. При пропуске через конденсатор подпиточной воды имеет место ухудшение вакуума в конденсаторе (см., например, Бененсон Е. И., Иоффе Л.С. Теплофикационные паровые турбины. - М.: Энергия, 1976, с. 23), что влечет за собой увеличение потерь мощности в ступенях ЦНД на трение и вентиляцию и снижение экономичности турбины (см. , например, Щегляев А.В. Паровые турбины. - М.: Госэнергоиздат, 1955, с. 111 - 114).

2. При работе турбины возможны аварийные ситуации, когда прекращается подача сетевой воды через ее подогреватели, например, из-за останова сетевых насосов или разрыва трубопроводов подвода сетевой воды. При этом пар, поступающий из отборов цилиндра высокого давления (ЦВД) в подогреватели, не конденсируется, что приводит к повышению давления как в подогревателях, так и в камерах отбора пара, в том числе на выхлопе ЦВД. Для предотвращения повышения давления пара в отборах и на выхлопе ЦВД на трубопроводах отбора пара устанавливают предохранительное устройство, что усложняет конструкцию турбоустановки и снижает ее экономичность из-за необходимости уплотнения предохранительного устройства конденсатом, который теряется (см., например, Бененсон Е.И., Иоффе Л.С. Теплофикационные паровые турбины. - М.: Энергия, 1976, рис. 4.1).

Известен способ работы теплофикационной турбины по тепловому графику путем перехода от режима с пропуском пара из ЦВД через ресивер в цилиндр низкого давления (ЦНД) на режим противодавления ЦВД установкой заглушки на входе в ЦНД и замены ротора последнего на вал с дисками, имеющими те же габаритные размеры, что и диски без рабочей части лопаток (см., например, патент России N 1121468 F 01 K 17/02).

Этот способ работы является ближайшим к заявленному, но обладает следующими недостатками:
1. Для предотвращения повышения давления на выхлопе ЦВД при наличии неплотностей в органах его паровпуска в заглушке ресивера устанавливают предохранительное устройство, что усложняет конструкцию турбины.

2. Наличие в ресивере заглушки с установленным в нем предохранительным устройством требует останова турбины для демонтажа их при переводе турбины в летний период с режима противодавления на режим пропуска пара из ЦВД в ЦНД через соединяющий их ресивер.

Одним из способов предотвращения повышения давления в камерах отбора пара сверх допустимой величины является оснащение турбины системой управления, согласно которой сервомотор стопорного клапана соединен с предохранительным регулятором давления, в результате чего производится закрытие и стопорного, и регулирующего клапанов, так как в результате этих действий может быть осуществлен останов турбины (см. , например, авт. св. СССР N 734434, F 01 D 17/20, F 01 D 21/14).

Однако при наличии неплотностей в органах паровпуска пар будет протекать в ЦВД и повышать давление в нем, так как выход его в ЦНД и конденсатор перекрыт установленной в ресивере заглушкой.

Цель изобретения - упрощение конструкции турбины при сохранении экономичности и предотвращение повышения давления в ЦВД на режимах останова при наличии неплотностей в органах паровпуска теплофикационной турбины, сервомотор стопорного клапана которой соединен с предохранительным регулятором давления, конденсатор охлаждается подпиточной водой, ЦНД содержит регулирующий орган, ротор ЦНД заменен на вал с дисками, имеющими те же габаритные размеры, что и диски без рабочей части лопаток.

Указанная цель достигается тем, что удаляют заглушку в ресивере с установленным в ней предохранительным устройством, а регулирующий орган ЦНД устанавливает в положение минимально необходимого открытия, например, с помощью ограничительной прокладки на штоке сервомотора, а воздействие на закрытие главной паровой задвижки до полного ее закрытия осуществляют по импульсу от выхлопа ЦВД.

Минимально необходимое открытие регулирующего органа выбирают исходя из пропуска пара холостого хода турбины при допустимом повышении давления на выхлопе ЦВД. Для каждой конкретной турбины величина этого расхода пара может быть определена расчетным или опытным путем.

На чертеже изображена принципиальная схема турбины для реализации данного способа.

Теплофикационная турбина содержит ЦВД1 и ЦНД2, сообщенные между собой ресивером 3, на котором установлен регулирующий орган 4 ЦНД2, управляемый сервомотором 5 с поршнем 7 и ограничительной прокладкой 8. Вместо ротора (не показан) установлен вал 9 с дисками 10, имеющими те же габаритные размеры, что и диски замененного ротора без рабочей части лопаток. К ЦВД1 подключен трубопровод 11 с установленными на нем ГПЗ 12, стопорным клапаном 13 и регулирующими клапанами 14. На ГПЗ 12 имеется импульсная линия воздействия 15, например, через электронный манометр (ЭКМ) 16 по давлению пара выхлопа ЦВД. Импульсная линия 15 через предохранительный регулятор 17 давления, например, мембранно-ленточного типа, звено 18, например, гидравлический усилитель в виде вращающегося золотника, воздействует на сервомотор 19 стопорного клапан 13. От звена 18, управляемого предохранительным регулятором 17, предусмотрена линия связи 20 к сервомотору 21 ЦВД. На этой линии установлен блокирующий элемент 22, управляющий вход 23 которого подключен к выходу 24 сервомотора 19 стопорного клапана 13. Элемент 22 включает связь предохранительного регулятора 17 с сервомотором 19 при открытом положении сервомотора 21 и отключает эту связь при закрытии сервомотора 19. Причем, при отключении этой связи блокирующий элемент 22 закрывает сервомотор 21 и, соответственно, регулирующие клапаны 14 ЦВД. К трубопроводам 25 и 26 отбора пара подключены подогреватели 27 и 28 сетевой воды, включенные в тракт 29 сетевой воды. К валу 9 подключен генератор 30, а к ЦНД - конденсатор 31.

Способ работы теплофикационной турбины по тепловому графику осуществляется следующим образом.

Пар по трубопроводу 11 поступает в ЦВД1, из которого до трубопроводам 25 и 26 отводится в подогреватели 27 и 28, подключенные к трубопроводу 29 сетевой воды. Благодаря наличию регулирующего органа 4 ЦНД2, установленного в положение минимально необходимого открытия с помощью ограничительной прокладки 8 на штоке 7 сервомотора 5, в конденсатор 31 поступает при эксплуатации незначительное количество пара, теплота которого утилизируется подпиточной водой.

При возникновении аварийной ситуации, связанной с прекращением подачи сетевой воды по трубопроводу 29 и недопустимом повышении давления на выхлопе ЦВД, в том числе в камерах отбора пара на подогреватели 27 и 28, предохранительный регулятор 17 давления воздействует на звено 18, которое при достижении давлением определенной величины начинает закрывать сервомотор 21 регулирующих клапанов 14 и сервомотор 19 стопорного клапана 13 в соответствии с характеристиками этого звена, тем самым ограничивая рост давления в ЦВД. При закрытии сервомотора 19 стопорного клапана 13 по сигналу от входа 24, характеризующему его положение, через управляющий вход 23 срабатывает блокирующий элемент 22, отключающий связь предохранительного регулятора 17 с сервомотором 21 и удерживает сервомотор 21 и, следовательно, регулирующие клапаны 14 в закрытом состоянии при закрытом стопорном клапане 13. Если после закрытия сервомоторов 19 и 21 и соответственно клапанов 13 и 14, давление на выхлопе ЦВД 1 из-за неплотности клапанов 13 и 14 начинает повышаться, то одновременно увеличивается пропуск пара через регулирующий орган 4, установленный с помощью ограничительной прокладки 8 сервомотора 5 в минимально необходимое открытие, в ЦНД2 и далее в конденсатор 31, в котором тепло этого пара утилизируется подпиточной водой. Одновременно, с помощью импульсной линии 15 и ЭКМ 16 закрывают ГПЗ 12, в связи с этим доступ пара в ЦВД1.

После устранения причин аварии, приведших к недопустимому давлению на выхлопе ЦВД и в камерах отборов, турбину пускают. При этом через регулирующий орган 4 ЦНД проходит ограниченный пропуск пара в ЦНД2 и далее конденсатор 31, в котором тепло его утилизируется подпиточной водой.

Таким образом, использование данного способа работы теплофикационной турбины позволяет упростить конструкцию турбины и предотвратить повышение давление на выхлопе ЦВД и в камерах отборов в аварийных ситуациях при сохранении экономичности турбоустановки в процессе эксплуатации.

Способ может быть использован в теплоэнергетике при эксплуатации теплофикационных турбин. Способ работы теплофикационной турбины по тепловому графику осуществляется путем перехода от режима с пропуском парка из цилиндра высокого давления в содержащий регулирующий орган цилиндр низкого давления на режим противодавления цилиндра высокого давления. А также путем замены ротора цилиндра низкого давления на вал с дисками, имеющими те же габаритные размеры, что и диски без рабочей части лопаток. Способ заключается в том, что удаляют заглушку в ресивере с установленным в ней предохранительным устройством. Регулирующий орган цилиндра низкого давления устанавливают в положение минимально необходимого открытия, например, с помощью ограничительной прокладки на штоке сервомотора. Причем сервомотор стопорного клапана турбины соединен с предохранительным регулятором давления. Конденсатор охлаждают подпиточной водой. А воздействие на закрытие главной паровой задвижки до полного ее закрытия осуществляют по импульсу от выхлопа цилиндра высокого давления. Такой способ позволит упростить конструкцию при сохранении экономичности и предотвращения повышения давления в цилиндре высокого давления на режимах останова при наличии неплотностей в органах паровпуска теплофикационной турбины. 1 ил.

Способ работы теплофикационной турбины по тепловому графику путем перехода от режима с пропуском пара из цилиндра высокого давления в содержащий регулирующий орган цилиндр низкого давления на режим противодавления цилиндра высокого давления, замены ротора цилиндра низкого давления на вал с дисками, имеющими те же габаритные размеры, что и диски без рабочей части лопаток, отличающийся тем, что удаляют заглушку в ресивере с установленным в ней предохранительным устройством, а регулирующий орган цилиндра низкого давления устанавливают в положение минимально необходимого открытия, например, с помощью ограничительной прокладки на штоке сервомотора, причем сервомотор стопорного клапана турбины соединен с предохранительным регулятором давления, конденсатор охлаждают подпиточной водой, а воздействие на закрытие главной паровой задвижки до полного ее закрытия осуществляют по импульсу от выхлопа цилиндра высокого давления.