КОНДЕНСАТОР ПАРОТУРБИННОЙ УСТАНОВКИ Российский патент 2000 года по МПК F01D25/28 F01K11/00 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в конденсаторах паровых турбин, преимущественно в конденсаторах с двумя соединительными патрубками для двухпоточных турбин.

Известен конденсатор паротурбинной установки, в котором с целью обеспечения тепловых расширений турбины и конденсатора одна из опор конденсатора, являющаяся одновременно опорой выхлопной части турбины, выполнена скользящей, а другая опора содержит гибкий элемент между неподвижной частью опоры и конденсатора (См. И. Н. Кирсанов. Конденсационные установки. М., "Энергия", 1965, стр. 104, рис. 6.6).

Такая конструкция позволяет обеспечить тепловые перемещения при расширении турбины в горизонтальной плоскости. Однако жесткое соединение конденсатора с турбиной, исключающее присосы воздуха в вакуумную систему, передает нагрузку от веса конденсатора на корпус турбины и на ее опоры, что приводит к необходимости значительного усиления корпуса выхлопной части турбины конденсатора, увеличению ее металлоемкости и усилению конструкции опор для обеспечения их перемещения (особенно для крупных конденсаторов и турбин). Кроме того, такая конструкция не обеспечивает компенсацию вертикальных тепловых и иных перемещений системы "турбина - конденсатор - опоры конденсатора".

Известен конденсатор паротурбинной установки, который имеет линзовый компенсатор на соединительном патрубке и стержневые вертикальные опоры снаружи конденсатора, закрепленные по концам на его боковых стенках и стойках фундамента, при этом опоры снабжены компенсатором вертикальных температурных перемещений, обеспечивающим удлинение и укорочение опор (Авторское свидетельство СССР N 1513363, кл. F 28 B 1/02, 1989 г.).

Такая конструкция позволяет обеспечить перемещения конденсатора в вертикальном направлении, однако приводит к увеличению металлоемкости за счет значительного усиления корпуса и опорного пояса турбины для восприятия нагрузки от атмосферного давления. Кроме того, такое техническое решение усложняется за счет введения специального устройства для компенсации тепловых перемещений стержневых опор с гидравлической системой подвода и отвода теплоносителя.

Известен также конденсатор паротурбинной установки с жестким соединением конденсатора с выхлопной частью турбины, который с целью восприятия вертикальных усилий и теплового вертикального перемещения турбины вместе с конденсатором устанавливается на пружинные опоры (И.Н. Кирсанов. Конденсационные установки. М., "Энергия", 1965, стр. 159, рис. 8.18).

Такая конструкция в силу податливости пружин позволяет разгрузить опорный пояс выхлопной части турбины от веса пустого конденсатора, а дополнительная нагрузка при заполнении конденсатора водой воспринимается опорным поясом и частично пружинами.

В то же время тепловые расширения турбины в горизонтальной плоскости могут приводить к появлению значительных усилий в верхней части конденсатора и выхлопной части турбины и как следствие вызывать нарушение герметичности в месте присоединения турбины к конденсатору. При этом возникают отрицательные последствия: попадание воздуха через появившиеся неплотности в вакуумную систему, снижение экономичности и надежности турбоустановки в целом.

Задачей является обеспечение компенсации горизонтальных температурных перемещений турбины относительно конденсатора при одновременной разгрузке цилиндра низкого давления (ЦНД) от атмосферного давления. В результате соответственно повышается надежность работы паротурбинной установки, при этом не требуется увеличение металлоемкости, поскольку, как и в прототипе, обеспечена разгрузка ЦНД от атмосферного давления.

Указанный технический эффект достигается в конденсаторе паротурбинной установки, установленном с возможностью вертикальных перемещений, например, на пружинных опорах, содержащем корпус конденсатора, по крайней мере, один соединительный патрубок, сообщающий корпус конденсатора с выхлопной частью турбины, в котором согласно изобретению соединительный патрубок снабжен линзовыми конденсаторами, разнесенными по высоте патрубка, стенки патрубка над верхним компенсатором и под нижним компенсатором соединена изнутри с возможностью относительного перемещения стенок патрубка вдоль оси турбины жесткими в вертикальном направлении стяжками в виде шарнирно закрепленных на этих стенках жестких стержней или жестко скрепленных с этими стенками гибких пластин.

При этом соединительный патрубок для повышения надежности конденсатора снабжен, по крайней мере, одной распорной решеткой стержней, расположенной между стенками соединительного патрубка, размещенными между линзовыми компенсаторами. Кроме того шарнирное соединение жестких стержней со стенками патрубка имеет размещенный под кронштейном шарнира клиновой домкрат для прижатия кронштейна к валу шарнира снизу.

При тепловом расширении турбины вдоль оси в заявленном конденсаторе деформация линзовых компенсаторов обеспечивает поворот части патрубка, размещенный между ними, что делает возможным перемещение турбины относительно конденсатора вдоль оси турбины. При этом стяжки, соединяющие компенсаторы заявленным образом, передают нагрузки от атмосферного давления с выхлопа турбины на конденсатор.

На фиг. 1 - изображены паровая турбина, конденсатор и патрубки.

На фиг. 2 - изображен клиновой домкрат.

Конденсатор содержит корпус 1, установленный на пружинных опорах 2, имеющий два соединительных патрубка 3, которыми конденсатор соединен с выхлопными патрубками 4 выхлопной части турбины. В соединительных патрубках 3 установлены на расстоянии друг от друга по высоте патрубков 3 линзовые компенсаторы 5, которые с размещенными между ними стенками 6 патрубков 3 образуют в каждом патрубке 3 систему линзовых компенсаторов. Внутри патрубков 3 размещены стяжки 7 в виде жестких стержней, соединяющих шарнирно стенки 8 над верхними компенсаторами 5 со стенками 9 под нижними компенсаторами 5. При этом шарнирные опоры-валы 10 шарниров, посредством которых стержни 7 закреплены на стенках 8, 9, расположены в горизонтальной плоскости перпендикулярно оси турбины для обеспечения перемещения относительно друг друга стенок 6, 8, 9 патрубков 3 вдоль оси турбины. Для выборки рационального зазора под пальцами 10 нижних шарниров они имеют клиновидный домкрат 11 под кронштейнами 12, позволяющий выбрать указанный зазор в процессе монтажа системы турбины - конденсатор.

Стяжки 7 могут быть выполнены в виде жестких в вертикальном направлении гибких пластин (последние на черт. не показаны), каждая из которых жестко закреплена по концам на стенке 8 и 9, соединяя их. При этом пластины размещают на противоположных стенках патрубка, перпендикулярных оси турбины так, чтобы пластины имели наименьший момент сопротивления в направлении этой оси.

Для увеличения жесткости соединительных патрубков 3 в зоне их стенок 6 внутри патрубков 3 размещены распорные решетки стержней 13, которые расположены между стенками 6.

Линзовые компенсаторы 5 для повышения надежности работы в горизонтальном сечении имеют скругленные угловые участки их контуров.

При работе турбины температурные удлинения ее корпуса от фикспункта вдоль оси турбины оказываются больше удлинения корпуса конденсатора. Для компенсации этой разницы перемещений предназначено предлагаемое устройство.

При расширении турбины вдоль оси относительно конденсатора происходит смещение стенок 8 соединительного патрубка 3 по отношению к стенкам 9. При этом у верхнего компенсатора 5 левая сторона его линзы сжимается, правая растягивается. У нижнего компенсатора 5 наоборот левая часть его линзы растягивается, а правая сжимается. В результате этого короб, образованный стенками 6 части соединительного патрубка, связанными между собой стержневой решеткой 13, поворачивается, обеспечивая возможность перемещения турбины вдоль оси. Для разгрузки усилий от атмосферного давления на турбину служат стяжки 7 на шарнирных опорах-валах 10, расположенные на внутренних поверхностях стенок соединительного патрубка и передающие нагрузки с выхлопа турбины на конденсатор.

Для восприятия этих нагрузок с момента набора вакуума стяжки 7 предварительно сжимаются клиновыми домкратами 11, устраняющими зазоры между кронштейнами 12, пальцами 10, стяжки 7.

Усилия от атмосферного давления воспринимают гибкие пластины, имеющие достаточную жесткость в вертикальном направлении.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в конденсаторах паровых турбин, преимущественно в конденсаторах с двумя соединительными патрубками для двух поточных турбин. Конденсатор содержит корпус с одним или двумя соединительными патрубками, сообщающими конденсатор с выхлопной частью турбины. Каждый патрубок снабжен линзовыми компенсаторами, разнесенными по высоте патрубка. Стенки патрубка над верхним компенсатором и под нижним компенсатором соединены изнутри жесткими в вертикальном направлении стяжками, которые выполнены в виде шарнирно закрепленных на этих стенках жестких стержней либо жестко скрепленных с этими стенками гибких пластин. Такая конструкция обеспечивает смещение турбины вдоль ее оси относительно конденсатора при ее тепловом расширении и одновременно разгрузку цилиндра низкого давления от атмосферного давления. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Конденсатор паротурбинной установки, установленный с возможностью температурных вертикальных перемещений, например, на пружинных опорах, содержащий корпус конденсатора, по крайней мере один соединительный патрубок, сообщающий корпус конденсатора с выхлопной частью турбины, отличающийся тем, что соединительный патрубок снабжен линзовыми компенсаторами, разнесенными по высоте патрубка, стенки патрубка над верхним компенсатором и под нижним компенсатором соединены изнутри с возможностью относительного перемещения стенок патрубка вдоль оси турбины жесткими в вертикальном направлении стяжками в виде шарнирно закрепленных на этих стенках жестких стержней и/или жестко скрепленных с этими стенками гибких пластин. 2. Конденсатор паротурбинной установки по п.1, отличающийся тем, что соединительный патрубок снабжен по крайней мере одной распорной решеткой стержней, расположенной между стенками соединительного патрубка, размещенными между линзовыми компенсаторами.