СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ Российский патент 2018 года по МПК F01K13/02 

Изобретение относится к способу эксплуатации паровой турбины.

Паровая турбина включает, по существу, установленный с возможностью вращения ротор и расположенный вокруг ротора корпус.

Как ротор, так и корпус изготавливаются из соответствующих материалов и имеют большой вес. Среди прочего, это ведет к тому, что нагревание и охлаждение паровой турбины продолжается сравнительно долго.

Кроме того, паровые турбины могут разгоняться только после достижения определенных параметров пара, который подается в паровую турбину. Пока паровая турбина достигнет своего номинального числа оборотов, может пройти несколько минут, во многих случаях до шести минут.

В парогазотурбинных установках газовая турбина применятся среди прочего, чтобы с помощью горячего газа производить в парогенераторе пар для паровой турбины. В таких парогазотурбинных установках сначала осуществляется запуск газовой турбины и только после достижения определенных параметров пара запускается паровая турбина.

Это продолжается сравнительно долго. Чем быстрее электростанция сможет подключиться к сети электроснабжения, тем будет лучше.

Здесь решить проблему может настоящее изобретение. Поэтому задачей изобретения является создание возможности быстрого подключения электростанции к сети электроснабжения.

Эта задача решается с помощью способа, охарактеризованного признаками пункта 1 формулы изобретения.

Предпочтительные варианты выполнения изобретения раскрыты в зависимых пунктах формулы изобретения.

В основе изобретения лежит то, что время, необходимое для разгона паровой турбины, может быть сэкономлено, если паровая турбина уже перед достижением требуемых параметров пара будет доведена до номинального числа оборотов.

Способ пригоден, в частности, для запуска паровой турбины. Параметры пара α, β, γ, …. представлены, например, давлением р = α, температурой Т = β, рН-величиной = γ. Только когда параметры пара достигают определенной величины, то есть р = α ≥ р₀ = α₀, Т = β ≥ Т₀ = β₀, рН = α ≥ рН₀ = α₀ , к паровой турбине подается пар. До момента подачи пара паровая турбина разгоняется с приспособлением.

В первом предпочтительном усовершенствованном варианте в паровой турбине до достижения номинального числа оборотов создается вакуум. При этом подводящий пар клапан, через который в паровую турбину подается пар, закрыт. Вследствие чего исключается мощность, затрачиваемая на разгон, и предотвращается опасность вследствие вентиляции.

В первом предпочтительном усовершенствованном варианте изобретение предусматривает, что приспособление образуется в виде газовой турбины и передача крутящего момента осуществляется через переключаемую муфту.

С помощью регулировки крутящего момента паровая турбина к желаемому моменту времени может разгоняться до номинального числа оборотов.

Номинальное число оборотов это число оборотов, при котором паровая турбина при полной нагрузке выдает наибольшую возможную работу, номинальную мощность. В предпочтительных формах осуществления номинальное число оборотов находится при 25 Гц, 30 Гц, 50 Гц или 60 Гц.

В предпочтительном варианте выполнения изобретения переключаемая муфта образована в виде гидродинамической муфты.

Муфта может быть образована в виде муфты, которая представляет фрикционное или электромагнитное соединение.

В предпочтительном усовершенствованном варианте при достижении номинального числа оборотов для передачи полной мощности на валу и для предотвращения пробуксовки может осуществляться геометрическое замыкание.

В особо предпочтительном усовершенствованном варианте приспособление образовано в виде генератора. Это дает возможность, в частности в многовальных установках, разгонять паровую турбину до номинального числа оборотов. Генератор при этом служит в качестве двигателя и забирает из электрической сети необходимую для этого мощность.

В предпочтительном усовершенствованном варианте в качестве электрической сети используется сеть электростанции.

Предложенный в соответствии с изобретением способ предусматривает, что в паровой турбине создается вакуум, чтобы, во-первых, исключить мощность, затрачиваемую на разгон, и, во-вторых, предотвратить возможную опасность вследствие вентиляции.

С помощью предложенного в соответствии с изобретением способа возможно повышение гибкости использования всего блока парогазотурбинной установки. Изобретение предусматривает сокращение пускового периода блока с помощью разгона паровой турбины до номинального числа оборотов без пара. Благодаря этому паровая турбина в момент толчка может набирать прямую мощность.

Примеры осуществления ниже описываются с помощью чертежей. Они не должны представлять примеры осуществления в расширенной степени, напротив, чертежи, служащие для пояснения, выполнены в схематизированной и/или слегка искаженной форме. В отношении дополнений, видимых непосредственно на чертежах идей, дается ссылка на соответствующий уровень техники. На чертежах представлено следующее:

фиг. 1 - одновальная парогазотурбинная установка,

фиг. 2 - двухвальная парогазотурбинная установка.

Фиг. 1 показывает одновальную парогазотурбинную установку 1, которая главным образом включает газовую турбину 2, генератор 3 и паровую турбину 4. Между газовой турбиной 2 и генератором 3 расположена муфта 5. Муфта 5 служит для вращательного движения и его передачи и выполнена переключаемой. Муфта 5 образована в виде гидродинамической муфты.

Пар подается в паровую турбину только тогда, когда пар имеет определенные параметры α, β, γ, ….. В качестве примера, здесь будут описаны три параметра пара. Параметрами пара могли бы быть, например, температура α = Т, давление р = β, рН-величина рН = γ. Допустим, определенными параметрами пара будут: α₀ = Т₀, β = р₀, γ = рН₀. Это значит, что эти параметры пара представляют величины, при достижении которых пар может подаваться в паровую турбину 4. Пока эти параметры пара достигаются, паровая турбина 4 до номинального числа оборотов разгоняется приспособлением.

Чтобы исключить мощность, затрачиваемую на разгон, и, во-вторых, предотвратить опасность вследствие вентиляции, в паровой турбине до достижения номинального числа оборотов создается вакуум.

В альтернативных формах осуществления муфта образована в виде муфты, которая представляет фрикционное или электромагнитное соединение.

Ради наглядности полное производство пара подробно не представлено.

При этом номинальное число оборотов находится при 25 Гц, 30 Гц, 50 Гц или 60 Гц.

Фиг. 2 показывает двухвальную парогазотурбинную установку 6. При этом газовая турбина 3 через вал 7 прямо присоединена к генератору 3а. Паровая турбина 4 через второй вал 8 присоединена к другому генератору 3b. В отношении фиг. 1 паровая турбина 4 эксплуатируется следующим образом: паровая турбина 4 с помощью приспособления разгоняется до номинального числа оборотов, причем приспособлением является газовая турбина 2. При этом вращательное движение с передачей осуществляется через переключаемую муфту 5.

Как только достигается номинальное число оборотов, осуществляется геометрическое замыкание в муфте 5.

В отношении двухвального осуществления парогазотурбинной паровой электростанции паровая турбина 4 разгоняется до номинального числа оборотов с помощью приспособления, причем в этом случае приспособлением является генератор 3b. Необходимая для этого электрическая мощность для генератора 3b берется из электрической сети. При этом сеть электростанции используется в виде электрической сети.

Несмотря на то что изобретение подробно было проиллюстрировано и описано в деталях с помощью предпочтительного примера осуществления, изобретение не ограничено раскрытыми примерами, и отсюда специалистом могут быть предложены другие вариации, при этом без выхода за пределы правовой охраны.

Изобретение относится к энергетике. Способ эксплуатации паровой турбины осуществляют путем разгона паровой турбины до номинального числа оборотов с помощью приспособления, причем в турбине до достижения номинального числа оборотов создают вакуум. Изобретение позволяет ускорить подключение электростанции к сети электроснабжения. 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ эксплуатации паровой турбины (4), при котором в паровую турбину (4) подают пар, причем пар имеет параметры пара α, β, γ, …, причем пар подают в паровую турбину (4) только тогда, когда пар достигнет заданных параметров пара α₀, β₀, γ₀, …, при этом паровую турбину (4), пока пар не достиг определенных параметров пара α₀, β₀, γ₀, …, разгоняют до номинального числа оборотов с помощью приспособления, причем в паровой турбине (4) до достижения номинального числа оборотов создают вакуум.

2. Способ по п. 1, при котором приспособление выполнено в виде газовой турбины (2) и передачу крутящего момента осуществляют через переключаемую муфту (5).

3. Способ по п. 2, при котором переключаемая муфта (5) выполнена в виде гидродинамической муфты.

4. Способ по п. 2 или 3, при котором в муфте (5) осуществляется геометрическое замыкание, как только будет достигнуто номинальное число оборотов.

5. Способ по п. 1, при котором приспособление выполнено в виде генератора (3).

6. Способ по п. 5, при котором электрическую мощность для генератора (3) берут из электрической сети.

7. Способ по п. 6, при котором в качестве электрической сети используют сеть электростанции.

8. Способ по любому из пп. 1-7, при котором номинальное число оборотов находится при 25 Гц, или 30 Гц, или 50 Гц, или 60 Гц.