ПАРОТУРБИННАЯ УСТАНОВКА Российский патент 2003 года по МПК F01K13/00 F03G4/00 

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к паросиловым установкам, использующим теплоту геотермальных источников с повышенным солесодержанием газо-пароводяной смеси.

Известна паротурбинная установка, предложенная в патенте РФ 2044923 кл. F 03 G 7/00 опубл. 1995 г., и содержащая выход по воде сепарирующих ступеней турбины, насос промывочной воды, регенеративный теплообменник, сепаратор второй ступени с паропромывочным устройством.

Недостатком известной установки являются недостаточные надежность и ресурс из-за невозможности с помощью используемых средств полностью исключить наличие солей в паре, направляемом в турбину.

Цель изобретения - повышение надежности и увеличение ресурса паросиловой установки, использующей теплоту геотермального источника.

Технический результат, который может быть получен при использовании изобретения - предотвращение отложений солей в проточной части и концевых уплотнениях турбины.

Цель достигается тем, что в паротурбинной установке, использующей теплоту геотермальных источников, содержащей сепаратор второй ступени с паропромывочным устройством, выход которого по пару соединен со входом турбопривода, смешивающий конденсатор, насос откачки воды из конденсатора.

Установка дополнительно содержит систему промывки проточной части и концевых уплотнений турбопривода, включающую выход по воде сепарирующих ступеней турбопривода, регенеративный теплообменник, бак промывочной воды, насос промывочной воды, клапаны подачи и форсунки впрыска промывочной воды, и позволяющую на работающей установке выполнять промывку от солеотложений проточной части концевых уплотнений турбопривода.

Бак промывочной воды конструктивно расположен в паровом пространстве конденсатора, так что при работе установки постоянно пополняется конденсатом, поступающим из выхода по воде сепарирующих ступеней турбопривода под действием перепада давления между сепарирующими ступенями и паровым пространством конденсатора, в случае переполнения конденсат сливается в конденсатосборник конденсатора.

Регенеративный теплообменник входом по греющей среде подключен к выходу по воде сепарирующих ступеней турбопривода, а выходом - к баку промывочной воды, по нагреваемой среде входом - к нагнетанию насоса промывочной воды, выходом - к клапанам подачи промывочной воды на форсунки. На линии между выходом по греющей воде регенеративного теплообменника и входом в бак промывочной воды предусмотрен гидрозатвор, исключающий возможность прохода пара из турбины в конденсатор.

Конденсат, поступающий с выхода по греющей среде регенеративного теплообменника в бак промывочной воды и имеющий перегрев по отношению к температуре насыщения в конденсаторе, при входе в бак проходит через расширитель, обеспечивающий равномерность и малошумность процесса перехода конденсата в равновесное состояние. Подвод промывочной воды к паропроводу острого пара турбопривода осуществляется по двум линиям, отличающимся количеством форсунок впрыска (соответственно, расходом) промывочной воды, что позволяет изменением комбинации включения линий (первая, или вторая или обе) регулировать расход воды на промывку проточной части турбопривода.

Схема предлагаемой паротурбинной установки приведена на чертеже.

Установка содержит сепаратор влаги второй ступени с паропромывочным устройством на входе 1, клапаны подачи промывочной воды 2, 3, 4, форсунки 6, 7, 8, турбопривод электрогенератора 9, выход по воде сепарирующих ступеней 10 турбопривода 9, смешивающий конденсатор 11, трубопроводы подвода 12 и отвода 13 охлаждающей воды конденсатора, насос откачки охлаждающей воды 14, бак сбора промывочной воды 15, расширитель конденсата 16, насос промывочной воды 17, регенеративный теплообменник 18.

Выход по воде 10, бак 15, расширитель конденсата 16, насос промывочной воды 17, регенеративный теплообменник 18, клапаны 3, 4, 5 и форсунки 6, 7, 8 образуют систему промывки турбины.

Паротурбинная установка работает следующим образом.

Пароводяная смесь из расположенного на геотермальном поле сепаратора влаги первой ступени поступает в сепаратор влаги второй ступени 1, имеющий на входе паропромывочное устройство, в которое через клапан 2 подается промывочная вода для снижения концентрации солей в паре. После отделения влаги в сепараторе 1 пар поступает в турбопривод 9, из которого, совершив работу, направляется в смешивающий конденсатор 11, где конденсируется на струях охлаждающей воды, поступающей по трубопроводу 12 и откачиваемой из конденсатора насосом 14.

Образующийся при расширении пара в турбине 9 чистый конденсат отделяется сепарирующими ступенями турбины и через выход по воде 10 направляется в бак-промывочной воды 15, проходя по пути через регенеративный теплообменник 18 в качестве греющей среды и расширитель 16.

В регенеративном теплообменнике 18 для повышения экономичности цикла часть тепла от конденсата из выхода по воде 10 передается промывочной воде, которая насосом 17 подается к клапанам 2, 3, 4, 5. Переход конденсата в равновесное состояние. соответствующее давлению в конденсаторе, происходит в расширителе 16.

При работе турбины под нагрузкой клапан 2 постоянно открыт и промывочная вода постоянно подается на промывку пара.

Клапаны 3, 4, 5 открываются и закрываются с заданной периодичностью и подают промывочную воду на форсунки 6, 7, 8, через которые она впрыскивается в паропроводы и увлажняет до заданной степени влажности следующий по ним пар.

Количество форсунок за клапанами 4 и 5 различно, поэтому комбинируя их открытие (только 4, только 5, или 4+5) можно регулировать количество подаваемой воды.

Влажный пар, поступая в проточную часть и концевые уплотнения турбины, смывает начинающиеся солеотложения, благодаря чему повышаются надежность и ресурс работы паротурбинной установки.

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к паросиловым установкам, использующим теплоту геотермальных источников с повышенным солесодержанием газопароводяной смеси. Цель изобретения состоит в повышении надежности и увеличении ресурса паросиловой установки, использующей теплоту геотермального источника. Цель достигается введением в состав установки системы промывки, позволяющей на работающей установке осуществлять периодическую промывку от солеотложений проточной части и концевых уплотнений турбины. 5 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Паротурбинная установка, использующая теплоту геотермальных источников, содержащая сепаратор влаги второй ступени с паропромывочным устройством, выход которого по пару соединен со входом турбопривода, смешивающий конденсатор, насос откачки воды из конденсатора, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит систему промывки проточной части и концевых уплотнений турбопривода, включающую выход по воде сепарирующих ступеней турбопривода, регенеративный теплообменник, бак промывочной воды, насос промывочной воды, клапаны подачи и форсунки впрыска промывочной воды, и позволяющую на работающей установке выполнять промывку от солеотложений проточной части и концевых уплотнений турбопривода. 2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что бак промывочной воды конструктивно расположен в паровом пространстве конденсатора, так что при работе установки постоянно пополняется конденсатом, поступающим из выхода по воде сепарирующих ступеней турбопривода под действием перепада давлений между сепарирующими ступенями и паровым пространством конденсатора, а в случае переполнения конденсат сливается в конденсатосборник конденсатора. 3. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что регенеративный теплообменник входом по греющей среде подключен к выходу по воде сепарирующих ступеней турбопривода, а выходом - к баку промывочной воды, по нагреваемой среде входом - к нагнетанию насоса промывочной воды, выходом - к клапанам подачи промывочной воды на форсунки. 4. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что на линии между выходом по греющей воде регенеративного теплообменника и входом в бак промывочной воды предусмотрен гидрозатвор, исключающий возможность прохода пара из турбины в конденсатор. 5. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что конденсат, поступающий с выхода по греющей среде регенеративного теплообменника в бак промывочной воды и имеющий перегрев по отношению к температуре насыщения в конденсаторе, при входе в бак проходит через расширитель, обеспечивающий равномерность и малошумность процесса перехода конденсата в равновесное состояние. 6. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что подвод промывочной воды к паропроводу острого пара турбопривода осуществляется по двум линиям, отличающимся количеством форсунок впрыска (соответственно, расходом) промывочной воды, что позволяет изменением комбинации включения линий (первая, или вторая, или обе) регулировать расход воды на промывку проточной части турбопривода.