ЧАСТЬ НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ ПАРОТУРБИННОЙ УСТАНОВКИ Российский патент 2006 года по МПК F01D25/30 

Изобретение относится к области энергетики, к паротурбинным установкам, в которых выход пара из турбины осуществляется в конденсатор пара, и может быть использовано для турбин средней и большой мощности.

Известна часть низкого давления паротурбинной установки, в которой нижняя и верхняя половины выхлопного патрубка турбины соединены с конденсаторами, расположенными по обеим боковым сторонам турбины боковыми переходными патрубками (Кириллов И.И., Иванов В.А., Кириллов А.И. Паровые турбины и паротурбинные установки. - Л.: Машиностроение, 1978. С.128. Рис.VII.7).

Недостатками известной бокового типа части низкого давления являются увеличенные поперечные габариты части низкого давления и ее фундамента, наличие протяженных периметров линзовых компенсаторов и фланцев вертикальных разъемов, разбираемых при ремонтах, что снижает надежность турбоустановки из-за повышенной возможности присосов воздуха в вакуумную полость части низкого давления и ухудшает ремонтопригодность, при этом затрудняется обслуживание турбоустановки, так как продольно расположенные боковые конденсаторы усложняют доступ и к подшипникам между цилиндрами низкого давления.

Известна часть низкого давления, в которой выхлопной патрубок турбины установлен на фундаменте и частично опирается на его продольные балки, расположенные с обеих боковых сторон выхлопного патрубка, а конденсатор расположен под выхлопным патрубком и под продольными балками фундамента поперек продольной оси турбины и присоединен к выхлопному патрубку при помощи переходного патрубка (Тепловые и атомные электростанции. Справочник. - М.: Энергоиздат, 1982. С.380. Рис.5.62).

Известная часть низкого давления по совокупности признаков является наиболее близкой к предлагаемой и принята за прототип.

Такой тип части низкого давления, ее компоновка, имеет преимущества перед компоновкой с боковым расположением конденсатора, так как она имеет меньшие поперечные габариты турбоустановки и ее фундамента, меньшую протяженность периметра линзового компенсатора, имеющегося только между задней трубной доской и корпусом теплообменной части конденсатора, кроме того, отсутствуют вертикальные разъемы, разбираемые при ремонтах, а конденсатор, расположенный под турбиной, не мешает свободному доступу к ней и ее подшипникам, что приводит к удобству в обслуживании турбоустановки.

Недостатками части низкого давления, принятой за прототип, является то, что под выхлопным патрубком трудно разместить конденсатор с большими габаритами теплообменной части, так как при увеличении глубины конденсатора увеличивается гидравлическое сопротивление парового пространства, ухудшается теплообмен, поэтому объем теплообменной части поверхностного конденсатора увеличивают за счет увеличения длин трубок, в которых проходит охлаждающая вода. Но габариты поперечного сечения выхода из выхлопного патрубка турбины ограничены конструктивными факторами, например поперечными размерами фундамента турбины, и при больших объемах отработанного пара скорость его на выходе из выхлопного патрубка становится недопустимо высокой, что заставляет увеличивать высоту переходного патрубка, чтобы выровнять поток пара на входе в теплообменную часть конденсатора при допустимых скоростях входа пара на трубные пучки. Однако высота переходного патрубка и соответственно части низкого давления обычно ограничена допустимой высотой фундамента турбины, кроме того, при ограниченных габаритах выхлопного патрубка турбины и выпуске пара только из его нижней половины увеличиваются аэродинамические потери в нем, что значительно снижает экономичность части низкого давления.

Заявляемое техническое решение позволяет устранить конструктивные недостатки известного устройства, а именно уменьшить скорости выхода пара на входе в переходной патрубок и уменьшить высоту переходного патрубка, выравнить поле скоростей пара на входе в теплообменную часть конденсатора при допустимых скоростях входа пара в трубные пучки и без увеличения поперечных габаритов турбины и ее фундамента, уменьшить аэродинамические потери в выхлопном патрубке турбины, что приводит к повышению экономичности части низкого давления и улучшению ее характеристик.

Предложена часть низкого давления паротурбинной установки, включающая выхлопной патрубок турбины, установленный на фундаменте, конденсатор, расположенный под выхлопным патрубком и соединенный с его нижней частью переходным патрубком, при этом верхняя часть выхлопного патрубка соединена с переходным патрубком перепускными трубами, расположенными с обеих сторон фундамента, кроме того, переходной патрубок имеет выступающие за фундамент турбины дополнительные участки с окнами, к которым присоединены перепускные трубы.

Изобретение иллюстрируется чертежом.

Часть низкого давления паротурбинной установки включает выхлопной патрубок, состоящий из верхней части 1 и нижней части 2, установленной на фундаменте 3, конденсатор 4, расположенный под выхлопным патрубком и соединенный с его нижней частью 2 переходным патрубком 5. Верхняя часть 1 выхлопного патрубка соединена с переходным патрубком 5 перепускными трубами 6, расположенными с обеих сторон фундамента 3. Верхняя часть 1 выхлопного патрубка по боковым сторонам имеет окна с вертикальными фланцами 7. Переходной патрубок 5 имеет на входе основной средний участок 8 и дополнительные участки 9 с окнами и горизонтальными фланцами, выступающие за продольные балки фундамента 3 по боковым его сторонам. Между вертикальными фланцами 7 верхней части 1 выхлопного патрубка и горизонтальными фланцами 9 дополнительных участков переходного патрубка 5 установлены перепускные трубы 6. Для компенсации неодинаковых тепловых расширений выхлопного патрубка 1, 2, переходного патрубка 5 и перепускных труб 6 на трубах установлены линзовые компенсаторы 10 и 11.

При работе турбины отработанный пар выходит из нижней части 2 выхлопного патрубка через окно в среднем участке 8 переходного патрубка 5 в переходной патрубок 5 и далее в конденсатор 4 и из его верхней части 1 выхлопного патрубка через окна 7 по его боковым сторонам в перепускные трубы 6 и далее через окна на дополнительных крайних участках 9 переходного патрубка 5 - в переходной патрубок 5 и далее в конденсатор 4. Таким образом, весь объемный расход отработавшего пара разделен на три потока: один основной (больше половины расхода) в канале между боковыми балками фундамента 3, два других (в сумме меньше половины расхода) в каналах снаружи боковых балок фундамента 3. Это разделения на потоки уменьшает аэродинамические потери интегрально в выхлопном патрубке 1, 2, уменьшает среднюю скорость пара на входе в переходной патрубок 5, на выходе из него и на входе в конденсатор 4. При работе турбины отработавший пар нагревает выхлопной патрубок 1, 2 и перепускные трубы 6. Патрубок 1, 2 расширяется при этом вверх и вниз от балок фундамента 3, и вправо-влево-поперек от оси турбины. Перепускные трубы 6 расширяются в вертикальном направлении между окнами 7 верхней части 1 выхлопного патрубка и окнами 9 на переходном патрубке 5 и в поперечном направлении от середины окна 8 до окна 9 переходного патрубка 5. Верхняя часть 1 выхлопного патрубка, как правило, горячее, чем его нижняя часть 2, которая охлаждается через переходной патрубок 5 от конденсатора 4. Компенсаторы 11 компенсируют разницу тепловых расширений трактов отработавшего пара в поперечном направлении, а комплекс компенсаторов 10 и 11 - в вертикальном направлении.

Изобретение относится к области энергетики, к паротурбинным установкам, в которых выход пара из турбины осуществляется в конденсатор пара, и может быть использовано для турбин средней и большой мощности. Предложена часть низкого давления паротурбинной установки, включающая выхлопной патрубок турбины, установленный на фундаменте, конденсатор, расположенный под выхлопным патрубком и соединенный с его нижней частью переходным патрубком, при этом верхняя часть выхлопного патрубка соединена с переходным патрубком перепускными трубами, расположенными с обеих сторон фундамента, кроме того, переходной патрубок имеет выступающие за фундамент турбины дополнительные участки с окнами, к которым присоединены перепускные трубы. Данное техническое решение позволяет устранить конструктивные недостатки известного устройства, а именно уменьшить скорости выхода пара на входе в переходной патрубок и уменьшить высоту переходного патрубка, выравнить поле скоростей пара на входе в теплообменную часть конденсатора при допустимых скоростях входа пара в трубные пучки и без увеличения поперечных габаритов турбины и ее фундамента, уменьшить аэродинамические потери в выхлопном патрубке турбины, что приводит к повышению экономичности части низкого давления и улучшению ее характеристик.

1. Часть низкого давления паротурбинной установки, включающая выхлопной патрубок турбины, установленный на фундаменте, конденсатор, расположенный под выхлопным патрубком и соединенный с его нижней частью переходным патрубком, отличающаяся тем, что верхняя часть выхлопного патрубка соединена с переходным патрубком перепускными трубами, расположенными с обеих сторон фундамента.2. Часть низкого давления по п.1, отличающаяся тем, что переходной патрубок имеет выступающие за фундамент турбины дополнительные участки с окнами, к которым присоединены перепускные трубы.