ЧАСТЬ НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ Российский патент 2014 года по МПК F01D25/30 

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано на ТЭС с конденсационными турбинами, в том числе имеющими отбор на отопление.

Известны части низкого давления паровой турбины, включающие регулирующий орган на входе, группу ступеней с промежуточными камерами и выхлопной патрубок, соединенный с конденсатором, разделенным трубной системой на входной и выходной объемы. (Трухний А.Д., Стационарные паровые турбины. - М.: Энергоатомиздат, 1990, с.382, рис. 7.18, с. 385, рис. 7.22).

Недостатком известных частей низкого давления паровой турбины является возникающий при малых расходах пара вентиляционный нагрев ступеней, снижающий надежность из-за температурных расцентровок турбинных деталей и из-за обрыва припаянных к лопаткам противоэрозионных стеллитных пластинок.

Известна часть низкого давления паровой турбины, включающая регулирующий орган на входе, группу ступеней с промежуточными камерами, выхлопной патрубок, соединенный с конденсатором, разделенным трубной системой на входной и выходной объемы, причем выходной объем конденсатора соединен перепускной трубой (через клапан) с входом в группу, что позволяет снизить вентиляционный нагрев ступеней за счет рециркуляции выхлопного пара, охлаждаемого в конденсаторе (журнал «Энергетик», 2011, №3, с. 18, рис. 2).

По совокупности признаков эта известная часть низкого давления наиболее близка к заявленной и принята за прототип.

Недостатком устройства, принятого за прототип, является большое сопротивление контура рециркуляции из-за включения в него всех ступеней части низкого давления, что ограничивает расход пара через последнюю ступень и ее охлаждение, а также способствует сохранению упомянутых обратных токов в выхлопном патрубке, транспортирующих из конденсатора капельную влагу, эрозионно-опасную для рабочих лопаток.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, а также выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволили установить, что заявитель не обнаружил технического решения, характеризующегося признаками, тождественными или эквивалентными предлагаемым. При этом предложенное изобретение не вытекает явным образом из известного уровня техники, определенного заявителем.

Определение из выявленных аналогов прототипа как наиболее близкого технического решения по совокупности признаков позволило установить в заявленном устройстве совокупность существенных отличительных признаков по отношению к рассматриваемому заявителем техническому результату, изложенную в нижеприведенной формуле изобретения.

Заявляемое техническое решение позволяет повысить надежность и экономичность паровой турбины при малых расходах пара через группу ступеней части низкого давления за счет снижения вентиляционного нагрева проточной части и устранения его последствий без использования охлаждающих впрысков влаги, усиливающих эрозию, и без увеличения расхода рабочего пара, сокращающего отпуск тепла и электроэнергии. Заявляемое техническое решение основано на особенности работы последней ступени низкого давления при малых расходах пара, когда ее рабочее колесо не вырабатывает мощности, а получает ее от ротора, затрачивая на перекачку пара в сторону выхлопа. При таком «компрессорном» режиме работы давление перед последней ступенью оказывается ниже, чем за нею, т.е. ниже, чем в конденсаторе. Это позволяет направить в камеру перед последней ступенью пар, охлажденный трубной системой конденсатора при протекании из его входного объема в выходной объем.

Предложена часть низкого давления паровой турбины, включающая регулирующий орган на входе, группу ступеней с промежуточными камерами, выхлопной патрубок, соединенный с конденсатором, разделенным трубной системой на входной и выходной объемы, при этом выходной объем конденсатора соединен с промежуточной камерой, например, перед последней ступенью, посредством перепускной трубы с клапаном. Клапан может быть запорным или обратным.

Изобретение иллюстрируется чертежом.

Часть низкого давления паровой турбины включает регулирующий орган 1 на входе 2, группу ступеней с промежуточными камерами 3, 4, 5, 6, выхлопной патрубок 7, соединенный с конденсатором 8. Трубная система 9 делит конденсатор 8 на входной 10 и выходной 11 объемы. Выходной объем 11 конденсатора 8 соединен с промежуточной камерой, например 6, перед последней ступенью, посредством перепускной трубы 12 с запорным или обратным клапаном 13.

Часть низкого давления паровой турбины работает следующим образом. Для максимального снижения электрической или для максимального увеличения тепловой нагрузки турбины закрывают регулирующий орган 1 на входе 2 в группу ступеней части низкого давления паровой турбины. Затем открывают клапан 13 на перепускной трубе 12, соединяющей выходной объем 11 конденсатора 8 с промежуточной камерой 6 перед последней ступенью части низкого давления. Если клапан 13 - обратный, то его открытие происходит автоматически. Расход пара через часть низкого давления прекращается, последняя из группы ступеней переходит в компрессорный режим работы, что вызывает глубокое разрежение в промежуточной камере 6, давление в ней становится ниже, чем в конденсаторе 8. Благодаря этому начинается рециркуляция пара, охлаждаемого при проходе его через трубную систему 9 конденсатора 8 и попадающего в последнюю ступень через промежуточную камеру 6. Таким образом предотвращается вентиляционный разогрев рабочих лопаток последней из группы ступеней низкого давления. Тем самым устраняется опасность ослабления паяных соединений и обрыва стеллитных пластинок, защищающих лопатки от эрозии, без применения известных методов охлаждения, снижающих надежность и экономичность турбины.

Изобретение относится к энергетике. Часть низкого давления паровой турбины, включающая регулирующий орган на входе, группу ступеней с промежуточными камерами и выхлопной патрубок, соединенный с конденсатором, разделенным трубной системой на входной и выходной объемы, при этом выходной объем конденсатора соединен с промежуточной камерой, например, перед последней ступенью, посредством перепускной трубы с клапаном. Заявляемое техническое решение основано на особенности работы последней ступени низкого давления при малых расходах пара, когда ее рабочее колесо не вырабатывает мощности, а получает ее от ротора, затрачивая на перекачку пара в сторону выхлопа. При таком «компрессорном» режиме работы давление перед последней ступенью оказывается ниже, чем в конденсаторе. Это позволяет направить в камеру перед последней ступенью пар, охлажденный трубной системой конденсатора при протекании из его входного объема в выходной объем. Заявленное изобретение позволяет повысить надежность и экономичность паровой турбины при малых расходах пара через группу ступеней части низкого давления за счет снижения вентиляционного нагрева проточной части и устранения его последствий без использования охлаждающих впрысков влаги, усиливающих эрозию, и без увеличения расхода рабочего пара, сокращающего отпуск тепла и электроэнергии. 1 ил.

Часть низкого давления паровой турбины, включающая регулирующий орган на входе, группу ступеней с промежуточными камерами и выхлопной патрубок, соединенный с конденсатором, разделенным трубной системой на входной и выходной объемы, отличающаяся тем, что выходной объем конденсатора соединен с промежуточной камерой непосредственно перед последней ступенью, посредством перепускной трубы с клапаном.