КОНДЕНСАТОР ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ Российский патент 2001 года по МПК F28B11/00 

Изобретение относится к области паровых турбин и может быть использовано при создании конденсаторов поверхностного типа для таких турбин.

Известны конденсаторы паровых турбин, содержащие корпус, водяные камеры и установленный между ними трубный пучок. Известны конденсаторы двухходовые и с большим числом ходов по охлаждающей воде. В таких конденсаторах для организации нескольких ходов воды в водяных камерах устанавливают одну или несколько перегородок для образования раздельных проходов трубного пучка. Известны конденсаторы с двумя потоками охлаждающей воды, пропускаемыми через две отдельные части конденсатора, что обеспечивает возможность осмотра и ремонта каждой из частей конденсатора по отдельности без остановки турбины. Для этого в водяных камерах конденсатора также устанавливают разделительные перегородки. Большинство конденсаторов для крупных паровых турбин выполнено как с двумя раздельными потоками воды, так и с несколькими ходами потока охлаждающей воды в каждой из половин конденсатора [1]. Любой из таких конденсаторов с по меньшей мере одной разделительной перегородкой в одной из водяных камер конденсатора является ближайшим аналогом настоящего изобретения.

Для обеспечения работы конденсатора служат различные обслуживающие устройства, входящие в состав конденсационной установки, в том числе циркуляционный насос, запорная арматура, трубопроводы. Указанные устройства предназначены для работы при очень большой промышленности по охлаждающей воде, потребляемой конденсатором. При этом для конденсаторов с двумя раздельными потоками воды количество таких элементов удваивается. Циркуляционные насосы конденсационных установок используют в большинстве турбоагрегатов для работы с постоянной производительностью, а поэтому для изменения расходов воды через проходы трубного пучка конденсатора применяют дополнительные линии с трубопроводной арматурой, в частности перемычки между водоводами, обводные линии [2] . Однако такие линии и их трубопроводная арматура, с учетом большого расхода, оказываются очень громоздкими и металлоемкими. Кроме того, такая трубопроводная арматура располагается обычно на значительном расстоянии от конденсатора - в насосной станции или рядом с ней, а доступ к ней затруднен, что создает значительные сложности при необходимости оперативных переключений.

В основу настоящего изобретения поставлена задача оснащения конденсатора с двумя раздельными потоками воды такими средствами, которые позволяли бы осуществлять изменение расходов охлаждающей воды через проходы трубного пучка конденсатора непосредственно на конденсаторе, упростив тем самым трубопроводную систему охлаждающей воды и управление ею.

Эта задача решается в конденсаторе, содержащем переднюю и заднюю водяные камеры с перегородками для разделения потоков воды и трубный пучок между камерами, в котором в соответствии с сущностью настоящего изобретения в разделительной перегородке передней водяной камеры установлена управляемая заслонка, а на входах камер по обеим сторонам от этой перегородки, соединяемых с напорными водоводами, установлено еще по одной заслонке.

Благодаря такому решению при отключении одного из циркуляционных насосов на входе воды от этого насоса с помощью заслонки обеспечивается перекрытие соответствующей камеры. При этом путем закрытия управляемой заслонки в разделительной перегородке обеспечивается обезвоживание соответствующей половины конденсатора для его технического обслуживания, а путем открытия этой заслонки можно обеспечить работу конденсатора от одного циркуляционного насоса.

Целесообразно, чтобы заслонки на входе воды в водяные камеры были выполнены в виде устройства типа обратного клапана, в частности в виде шарнирно сочлененных створок, которые способны обеспечить самоперекрытие камеры при отключении соединенного с ней циркуляционного насоса.

В конденсаторе согласно изобретению также с помощью заслонок, устанавливаемых в дополнительных перегородках, можно управлять расходами воды, циркулирующей в каждом потоке по двух- или четырехходовой схеме. При этом перегородки устанавливают в передней и задней камерах, как обычно, а заслонки только в передней.

Сущность настоящего изобретения поясняется следующим далее описанием одного из примеров его реализации, изображенного на чертеже, показывающим в разрезе конденсатор паровой турбины в плане - с прохождением пара сверху на чертеж.

Конденсатор паровой турбины, изображенный на чертеже, выполнен с двумя раздельными потоками охлаждающей воды для разных половин конденсатора и с двумя ходами воды в каждой половине. Конденсатор содержит корпус 1, переднюю А и заднюю В концевые водяные камеры и заключенный между ними в трубных досках трубный пучок С. В задней концевой водяной камере В установлена одна перегородка 2, а в передней А - три перегородки 3, 4 и 5, из которых перегородка 4 в сочетании с перегородкой 2 создает раздельные тракты для двух потоков воды через половины конденсатора, а перегородки 3 и 5 обеспечивают циркуляцию каждого из потоков по двум ходам - прямому и обратному - через водяные камеры 6 и 7 для одного потока воды и через водяные камеры 8 и 9 для другого потока воды. Таким образом в конденсаторе создается четыре отдельных прохода через трубный пучок С. К камерам 6 и 7 подключены водоводы - напорный 10 и сливной 11 одного циркуляционного насоса (на чертеже не показан), а к камерам 8 и 9 - напорный 12 и сливной 13 водоводы другого циркуляционного насоса (на чертеже также не показан).

Согласно изобретению в разделительных перегородках 3, 4 и 5 установлены поворотные с приводными устройствами (на чертеже не показаны) заслонки 14, 15 и 16 соответственно (на чертеже изображены в положении полного открытия). Эти заслонки могут иметь различную форму, в частности прямоугольную или круглую, для них могут быть выполнены различные оси поворота - вдоль одной из сторон или с центральной осью, заслонки могут быть выполнены по типу шиберов, уплотнения их сторон могут быть выполнены щелевыми, замковыми или со специальными известными уплотнительными средствами. Кроме того, в одной перегородке может быть установлено несколько разнесенных по площади перегородки заслонок, что обеспечит более равномерное распределение потока через перегородку. Такой выбор определяется для каждого отдельного типа конденсатора в зависимости от его технико-экономической характеристики и условий работы.

На входе напорных водоводов 10 и 12 в камеры 7 и 8 соответственно также установлены заслонки 17 и 18 (на чертеже изображены в промежуточном положении). Каждая из этих заслонок, как это видно из чертежа, выполнена с двумя шарнирно сопряженными относительно центральной оси створками, которые при подаче циркуляционной воды по водоводам 10 и 12 складываются вместе, оказывая незначительное сопротивление потоку охлаждающей воды, а при отсутствии напора раскладываются на седле, перекрывая входное отверстие. Таким образом, заслонки 17 и 18 выполняют функцию обратного клапана. В качестве заслонок 17 и 18 могут быть использованы и другие известные заслонки, способные функционировать как обратный клапан.

При работе описанного конденсатора на полную нагрузку заслонки 14, 15 и 16 находятся в закрытом положении, разделяя объемы водяных камер 6, 7, 8 и 9, а заслонки 17 и 18 под действием напоров воды от циркуляционных насосов находятся в сложенном положении, т.е. открыты, пропуская с незначительным сопротивлением два раздельных потока воды в водяные камеры 7 и 8. Потоки воды, поступающие в эти камеры, совершают далее прямой и обратный ход по соответствующим проходам трубного пучка и через камеры 6 и 9 удаляются на слив.

При изменении режима работы конденсатора, когда расход охлаждающей воды через трубный пучок может быть уменьшен, заслонки 14 и 16 открывают. В результате этого поток воды прямого хода обводится, т.е. часть потока из водяных камер 7 и 8 проходит в камеры 6 и 9 на слив.

При отключении одного из циркуляционных насосов, когда необходимо осуществить осмотр или ремонт одной из половин конденсатора, створки одной из заслонок 17 или 18 соответствующей части конденсатора разведутся и перекроют входное отверстие в соответствующую водяную камеру. При этом заслонка 15 находится в закрытом положении. Если по режиму нагрузки конденсатора или по обстоятельствам, требующим осмотра или ремонта одного из циркуляционных насосов, его отключают, одна из заслонок 17 или 18, как и в предыдущей описанной ситуации, перекрывает входное отверстие водяной камеры, связанной с отключаемым циркуляционным насосом. Однако в отличие от предыдущей ситуации заслонку 15 открывают и тем самым обеспечивают работу конденсатора от одного циркуляционного насоса.

Источники информации
1. И.Н. Кирсанов. Конденсационные установки. М. - Л., 1965, с. 138-141.

2. Там же, с. 335, рис. 14-1.

Конденсатор предназначен для паровой турбины. Конденсатор содержит корпус, водяные камеры и трубный пучок между ними. В водяных камерах имеется одна или более разделительных перегородок, образующих отдельные проходы трубного пучка для организации нескольких ходов потока охлаждающей воды или для пропуска двух раздельных потоков через две части конденсатора. В разделительной перегородке установлена управляемая заслонка, которая при ее открытии позволяет обводить прямой ход двухходового потока охлаждающей воды, уменьшая расход воды через трубный пучок, или позволяет обеспечить работу двух раздельных частей конденсатора с подачей воды одним циркуляционным насосом. Кроме того, в конденсаторе с двумя раздельными потоками воды в водяных камерах, сообщенных с напорными водоводами и расположенных по обеим сторонам от разделяющей их перегородки на входе воды, может быть установлено по еще одной заслонке в виде обратного клапана, которая при отключении циркуляционного насоса, работающего на эту водяную камеру, автоматически перекроет отверстие в этой камере. Такое выполнение конденсатора позволит упростить трубопроводную систему охлаждающей воды и управление ею. 3 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Конденсатор паровой турбины, выполненный с двумя раздельными потоками воды и содержащий корпус, переднюю и заднюю водяные камеры с перегородками для разделения потоков воды и трубный пучок между камерами, отличающийся тем, что в передней водяной камере в разделительной перегородке установлена управляемая заслонка, а на входах камер, расположенных по обеим сторонам от этой перегородки и соединяемых с напорными водоводами, установлено еще по одной заслонке. 2. Конденсатор по п.1, отличающийся тем, что заслонки в камерах на входе воды выполнены в виде обратного клапана. 3. Конденсатор по п.2, отличающийся тем, что заслонки в камерах на входе воды выполнены из двух шарнирно сочлененных относительно центральной оси створок. 4. Конденсатор по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что в передней водяной камере, по меньшей мере, установлены дополнительно разделительные перегородки для циркуляции потоков воды по нескольким ходам, а в этих перегородках, в передней камере, установлены управляемые заслонки.