ВВОД ПЕРЕГРУЗКИ В ПАРОВУЮ ТУРБИНУ Российский патент 2018 года по МПК F01K7/20 

Изобретение относится к устройству, содержащему паровую турбину с двухоболочковым корпусом, включающим в себя внешний и расположенный в нем внутренний корпуса, и проходящее через внешний корпус присоединение, причем присоединение выполнено с парой присоединительных отверстий, образованных первым и вторым присоединительными отверстиями, выполненными на внутреннем корпусе, далее содержащему первый клапан для подачи пара во внутренний корпус, причем первый клапан гидродинамически связан с первым присоединительным отверстием.

Паровые турбины используются для вырабатывания электрической энергии. В нормальном режиме в парогенераторе вырабатывается пар, который подается во впускную зону паровой турбины. В паровой турбине тепловая энергия пара преобразуются в механическую энергию вращения ротора. Однако возможны эксплуатационные состояния, в которых от паровой турбины требуется больше мощности, а это достигается за счет того, что в парогенераторе используется дополнительная топка, которая приводит к увеличению массового потока пара. Это увеличение массового потока пара подается в паровую турбину известным образом через лежащие вниз по потоку в облопаченной зоне перегрузочные впускные зоны. Для этого реализуется ответвление от паропровода свежего пара, которое гидродинамически соединяется вниз по потоку с перегрузочной впускной зоной.

В этом перегрузочном трубопроводе расположен перегрузочный клапан, который в нормальном случае закрыт. В паропроводе свежего пара расположены перегрузочный клапан и сервоклапан. В некоторых вариантах перегрузочный клапан располагается под паровой турбиной, что приводит к ненужным дополнительным соединениям трубопроводов. Дополнительно перегрузочный клапан и трубопроводы приходится удерживать, что представляет собой дополнительные затраты. Перегрузочный клапан позиционируется под серединой турбины, в результате чего дренаж перегрузочного клапана становится абсолютной низшей точкой и обязательно требует, тем самым, дренажной станции.

Задачей изобретения является создание менее дорогого устройства и способа для перегрузочного режима.

Эта задача решается посредством устройства по п. 1 и способа по п. 4 формулы.

Предпочтительные варианты осуществления изобретения охарактеризованы в зависимых пунктах формулы.

Изобретение исходит из того аспекта, что можно избежать сложной трубной разводки второго клапана, который можно назвать также перегрузочным клапаном. Точно так же можно избежать дополнительной дренажной станции. Первый и второй клапаны располагаются на паровой турбине на сравнительно небольшом расстоянии друг от друга.

В первом аспекте изобретения паровая турбина имеет перегрузочную впускную зону, которая гидродинамически связана со вторым клапаном.

Во втором аспекте изобретения паровая турбина имеет рассчитанную на одно направление течения облопаченную зону, причем перегрузочная впускная зона заканчивается в облопаченной зоне после лежащей вниз по потоку в направлении течения лопаточной ступени.

В другом аспекте изобретения присоединительные отверстия выполнены на внутреннем корпусе напротив друг друга.

Описанные выше свойства, признаки и преимущества изобретения, а также то, как они достигаются, становятся яснее в связи с нижеследующим описанием примеров его осуществления, которые более подробно поясняются с помощью чертежей.

Примеры осуществления изобретения описаны ниже с помощью чертежей. Примеры осуществления изображены на них не в масштабе, а, напротив, чертежи, для чего служат пояснения, выполнены в схематичном и/или слегка искаженном виде. В отношении дополнений к непосредственно видимым на чертежах техническим решениям следует сослаться на соответствующий уровень техники. На чертежах представляют:

фиг. 1 - устройство с паровой турбиной и перегрузочной впускной зоной из уровня техники;

фиг. 2 - предложенное устройство с перегрузочным устройством;

фиг. 3 - предложенное устройство в двухпотоковом выполнении;

фиг. 4 - схематичный вид сбоку.

На фиг. 1 изображено устройство 1 из уровня техники. Устройство 1 содержит паровую турбину 2 с двухоболочковым корпусом (не показан), который включает в себя внешний корпус 3 и расположенный в нем внутренний корпус (не показан). Далее паровая турбина 2 имеет проходящее через внешний корпус 3 присоединение 4. Паровая турбина 2 содержит установленный с возможностью вращения ротор и впускную зону 5 для свежего пара. Впускная зона 5 гидродинамически соединена с паропроводом 6 свежего пара. В этом паропроводе 6 свежего пара расположены перегрузочный клапан 7 и сервоклапан 8. Кроме того, устройство 1 содержит ответвление 9. В этом ответвлении 9 расположен перегрузочный трубопровод 10, который впадает в перегрузочную впускную зону 11 паровой турбины 2. В перегрузочном трубопроводе 10 расположен перегрузочный клапан 12, который в традиционной конструкции расположен под паровой турбиной 2, что приводит к недостаткам.

В нормальном режиме свежий пар течет по паропроводу 6 и через перегрузочный клапан 7 и сервоклапан 8 во впускную зону 5 паровой турбины. Тепловая энергия пара преобразуется в механическую энергию ротора. Вращение ротора может быть наконец преобразовано посредством генератора в электрическую энергию. В перегрузочном режиме, а это означает, что парогенератор вырабатывает больше потока пара, чем в нормальном режиме, перегрузочный клапан 12 открывается, и часть пара течет по перегрузочному трубопроводу в перегрузочную впускную зону 11. В нормальном режиме перегрузочный клапан 12 закрыт. За счет открывания перегрузочного клапана 12 можно повысить мощность паровой турбины 2.

На фиг. 2 изображено предложенное устройство 1. Паропровод 6 свежего пара гидродинамически соединен через перегрузочный клапан 7 и сервоклапан 8 со впускной зоной 5. Присоединение 4 выполнено с парой присоединительных отверстий 4а, 4b, образованных первым 4а и вторым 4b присоединительными отверстиями, выполненными на внутреннем корпусе. Далее устройство 1 содержит второй клапан 12, который можно назвать перегрузочным клапаном и который выполнен для отвода пара. Это происходит по отводящему трубопроводу 13, который впадает через перегрузочный трубопровод 10 в перегрузочную впускную зону 11. Таким образом, в этом предложенном устройстве 1 втекающий в случае перегрузки пар направляется по паропроводу 6 свежего пара в перегрузочный клапан 7, а затем в сервоклапан 8 и вытекает через впускную зону 5 частично в проточный канал, а частично – снова из паровой турбины 2 по отводящему трубопроводу 13. Выводимый из паровой турбины 2 пар течет через перегрузочный клапан 12 по перегрузочному трубопроводу 10 в перегрузочную зону 11.

На фиг. 3 изображен расширенный вариант устройства из фиг. 2. В устройстве на фиг. 3 перегрузочный пар также направляется по перегрузочному трубопроводу 10 в перегрузочную впускную зону 11. Отличие устройства на фиг. 3 от устройства на фиг. 2 в том, что паровая турбина 2 выполнена в виде двухпоточной паровой турбины с первым 14 и вторым 15 потоками. Свежий пар течет по паропроводу 6 в первый поток 14, а оттуда из паровой турбины 2 – к промежуточному перегревателю (не показан). Затем течет по паропроводу 16 среднего давления и через перегрузочный клапан 17 среднего давления и сервоклапан 18 среднего давления во впускную зону 19 среднего давления. После этого пар вытекает через проточный канал из паровой турбины 2 во второй поток 15. При этом тепловая энергия пара преобразуется в механическую энергию ротора.

На фиг. 4 изображен схематичный вид сбоку втекания. В основном, паровая турбина 2 выполнена симметричной относительно вертикальной оси 31 симметрии, проходящей через ось 30 ротора. Ротор (не показан) установлен вращательно-симметрично с возможностью вращения вокруг оси. Второе присоединительное отверстие 4b и отводящий трубопровод 13 расположены по отношению к оси 31 симметрии зеркально-симметрично напротив присоединительного отверстия 4а. Второй вариант, как второе присоединительное отверстие 4b может быть расположено напротив, изображен на фиг. 4 штрихпунктирной линией 32. При этом второе присоединительное отверстие 4b расположено напротив на воображаемой линии 33, проходящей через присоединительное отверстие 4а и ось 30 вращения. Второе присоединительное отверстие 4b также расположено на воображаемой линии 33.

Хотя изобретения было подробно описано на предпочтительном примере его осуществления, оно не ограничено им, и специалист может вывести из него другие варианты, не выходя за объем охраны изобретения.

Изобретение относится к устройству (1), содержащему паровую турбину (2) и перегрузочный клапан (12), причем перегрузочный клапан (12) расположен напротив клапана (7) свежего пара, а свежий пар течет частично через проточный канал и частично через перегрузочный клапан (12) в перегрузочную впускную зону (11). Технический результат: использование перегрузочного клапана без дополнительной дренажной станции. 2 н. и 5 з.п. ф-лы 4 ил.

1. Устройство (1), содержащее паровую турбину (2) с двухоболочковым корпусом, включающим в себя внешний корпус (3) и расположенный в нем внутренний корпус, и проходящее через внешний корпус (3) присоединение (4), причем присоединение (4) выполнено с парой присоединительных отверстий (4), образованных первым присоединительным отверстием (4а) и вторым присоединительным отверстием (4b), выполненными на внутреннем корпусе, далее содержащее первый клапан для подачи пара во внутренний корпус, причем первый клапан гидродинамически связан с первым присоединительным отверстием (4а), далее содержащее второй клапан для отвода пара, причем второй клапан гидродинамически связан со вторым присоединительным отверстием (4b), причем паровая турбина (2) имеет перегрузочную впускную зону (11), которая гидродинамически связана со вторым клапаном, причем паровая турбина (2) имеет рассчитанную на одно направление течения облопаченную зону, причем перегрузочная впускная зона (11) заканчивается в облопаченной зоне после лежащей вниз по потоку в направлении течения лопаточной ступени, причем присоединительные отверстия (4а, 4b) выполнены на внутреннем корпусе напротив друг друга.

2. Устройство по п. 1, причем паровая турбина (2) выполнена двухпоточной, образованной первым потоком (14) и вторым потоком (15).

3. Устройство по п. 2, причем первый и второй клапаны расположены на первом потоке (14).

4. Способ эксплуатации паровой турбины (2) в режиме перегрузки, при котором пар пропускают через первый клапан во впускную зону (5) паровой турбины (2), частично в облопаченную зону и частично из паровой турбины (2) через второй клапан в перегрузочном трубопроводе (10), а оттуда в паровую турбину (2) в лежащую вниз по потоку перегрузочную впускную зону (11), причем паровую турбину (2) выполняют таким образом, что она имеет рассчитанную на одно направление течения облопаченную зону, причем перегрузочная впускная зона (11) заканчивается в облопаченной зоне после лежащей вниз по потоку в направлении течения лопаточной ступени, причем присоединительные отверстия (4а, 4b) выполняют на внутреннем корпусе напротив друг друга.

5. Способ по п. 4, причем в нормальном режиме второй клапан закрывают.

6. Способ по п. 4 или 5, причем первый клапан располагают напротив второго клапана.

7. Способ по любому из пп. 4-6, причем паровую турбину (2) выполняют с первым потоком и вторым потоком (15).