Способ эксплуатации теплофикационной паровой турбины по тепловому графику Российский патент 2021 года по МПК F01K17/02 

Область использования

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано, в частности, на тепловых электростанциях (ТЭС) при эксплуатации теплофикационных паровых турбин по тепловому графику.

Уровень техники

Все существующие паровые турбины с отборами пара на регенерацию и теплофикацию имеют на линиях отбора обратные клапана, которые исключают появление обратного потока пара из подогревателей в турбину при сбросах электрической нагрузки и отключении генератора от электрической сети (Г.Д. Баринберг, Ю.М. Бродов, А.А. Гольдберг, Л.С. Иоффе, В.В. Кортенко, В.Б. Новоселов, Ю.А. Сахнин. Паровые турбины и турбоустановки уральского турбинного завода. Под общей редакцией проф., д.т.н. Ю.М. Бродова и к.т.н. В.В. Кортенко. Екатеринбург: «Априо», 2007 г., 460 с. [1]). Недостатком этого решения является потеря давления на обратных клапанах при постоянной работе, которая снижает эффективность работы турбины. В то время как сбросы нагрузки случаются очень редко.

Из уровня техники известен принятый в качестве прототипа заявляемого изобретения способ работы теплофикационной паровой турбины по тепловому графику путем перехода от режима с пропуском пара из цилиндра высокого давления (ЦВД) через ресивер в цилиндр низкого давления (ЦНД) на режим противодавления ЦВД установкой заглушек на входе в ЦНД и замены ротора последнего, при этом с целью повышения экономичности и надежности заменяют ротор на вал с дисками, имеющими те же габаритные размеры, что и диски без рабочей части лопаток (авторское свидетельство SU 1121468 А, опубл. 30.10.1984 г. (далее - [2])).

Недостатками известного из [1] способа работы теплофикационной паровой турбины по тепловому графику являются:

- потеря давления на обратных клапанах на линии отбора пара из турбины на теплофикацию, которая снижает эффективность ее работы;

- замена ротора на вал с дисками, имеющими те же габаритные размеры, что и диски без рабочей части лопаток, обеспечивает недостаточное снижение потери мощности на трение и вентиляцию в ступенях ЦНД.

Раскрытие изобретения

Задачей изобретения является повышение эффективности работы трехкорпусной теплофикационной паровой турбины по тепловому графику, а техническими результатами - снижение потери давления на линии теплофикационного отбора ЦСД турбины и снижение потери мощности на трение и вентиляцию в ступенях ЦНД турбины при ее работе по тепловому графику.

Решение указанной задачи путем достижения указанного технического результата обеспечивается тем, что способ работы теплофикационной паровой турбины по тепловому графику осуществляется путем перехода от режима с пропуском пара из ЦВД турбины через первый ресивер в ЦСД турбины и затем из ЦСД турбины через второй ресивер в ЦНД турбины на режим противодавления ЦСД турбины за счет установки заглушек на линии второго ресивера во фланцевом соединении между выходом из ЦСД турбины и вторым ресивером, причем с целью снижения потерь давления удаляются обратные клапана на линии теплофикационного отбора ЦСД турбины, расположенной после его двадцать первой ступени, при этом ротор с рабочими лопатками и дисками ЦНД турбины заменяется на вал без дисков и лопаток.

Причинно-следственная связь между вышеуказанными техническими результатами и совокупностью существенных признаков формулы заявляемого изобретения заключается в следующем:

- осуществление работы теплофикационной паровой турбины по тепловому графику путем перехода от режима с пропуском пара из ЦВД турбины через первый ресивер в ЦСД турбины и затем из ЦСД турбины через второй ресивер в ЦНД турбины на режим противодавления ЦСД турбины за счет установки заглушек на линии второго ресивера во фланцевом соединении между выходом из ЦСД турбины и вторым ресивером и удаление обратных клапанов на линии теплофикационного отбора ЦСД турбины, расположенной после его двадцать первой ступени, обеспечивает снижение потери давления на линии теплофикационного отбора ЦСД турбины при ее работе по тепловому графику;

- замена ротора с рабочими лопатками и дисками ЦНД турбины на вал без дисков и лопаток обеспечивает снижение потери мощности на трение и вентиляцию в ступенях ЦНД турбины при ее работе по тепловому графику.

Краткое описание чертежа

На фиг. 1 изображена тепловая схема работы трехкорпусной теплофикационной паровой турбины по тепловому графику.

Описание позиций чертежей

1 - ЦВД турбины;

2 - ЦСД турбины;

3 - ЦНД турбины;

4 - заглушки;

5 - конденсаторы турбины;

6 - конденсатосборник;

7 - конденсатный насос турбины;

8 - охладитель основных эжекторов турбины;

9 - охладитель эжектора уплотнений;

10 - сальниковый подогреватель;

11 - первый подогреватель низкого давления (первый ПНД);

12 - второй подогреватель низкого давления (второй ПНД);

13 - третий подогреватель низкого давления (третий ПНД);

14 - четвертый подогреватель низкого давления (четвертый ПНД);

15 - первый по ходу сетевой воды подогреватель сетевой горизонтальный (первый ПСГ);

16 - второй по ходу сетевой воды подогреватель сетевой горизонтальный (второй ПСГ);

17 - конденсатный насос;

18 - сетевой насос;

19 - первый ресивер;

20 - второй ресивер;

21 - трубопровод верхнего теплофикационного отбора турбины;

22 - трубопровод нижнего теплофикационного отбора турбины;

23 - линия отвода конденсата греющего пара второго ПСГ;

24 - линия сетевой воды;

25, 26 - линии отвода конденсата греющего пара первого ПСГ;

27 - линия основного конденсата.

Осуществление изобретения

Ниже приведен частный пример осуществления способа работы трехкорпусной теплофикационной паровой турбины по тепловому графику.

Работа трехкорпусной теплофикационной паровой турбины по тепловому графику осуществляется путем перехода от режима с пропуском пара из ЦВД турбины 1 через первый ресивер 19 в ЦСД турбины 2 и затем из ЦСД турбины 2 через второй ресивер 20 в ЦНД турбины 3 на режим противодавления ЦСД турбины 2 за счет установки металлических заглушек 4 во фланцевом соединении между выходом из ЦСД турбины 2 и вторым ресивером 20 с целью снижения потерь давления.

Весь поток пара из ЦСД турбины 2 направляется во второй ПСГ 16 по трубопроводу верхнего теплофикационного отбора 21 ЦСД турбины 2, который расположен после двадцать первой ступени ЦСД турбины 2, и в первый ПСГ 15 - по трубопроводу нижнего теплофикационного отбора 22 ЦСД турбины 2, который расположен после двадцать третьей ступени ЦСД турбины 2. При этом с целью снижения потерь давления были удалены обратные клапана на линии трубопровода верхнего теплофикационного отбора 21 ЦСД турбины 2. На линии трубопровода нижнего теплофикационного отбора 22 ЦСД турбины 2 обратные клапана изначально не были предусмотрены. Первый ПСГ 15 и второй ПСГ 16 установлены на линии сетевой воды 24, через которую осуществляется прокачка сетевой воды с помощью сетевого насоса 18. На линии основного конденсата 27 последовательно установлены: конденсатный насос турбины 7, охладитель основных эжекторов турбины 8, охладитель эжектора уплотнений 9, сальниковый подогреватель 10, первый ПНД 11, второй ПНД 12, третий ПНД 13 и четвертый ПНД 14. После теплообмена пара, поступившего из ЦСД турбины 2, с сетевой водой в первом ПСГ 15 и втором ПСГ 16 его конденсат отводится с помощью конденсатного насоса 17 через линию отвода конденсата греющего пара второго ПСГ 23 и через линию отвода конденсата греющего пара первого ПСГ 25 в линию основного конденсата 27 перед вторым ПНД 12, а также - через линию отвода конденсата греющего пара первого ПСГ 26 в конденсатосборник 6, соединенный с конденсаторами турбины 5 и с линией основного конденсата 27, что позволяет снизить потери тепла в конденсаторах турбины 5.

При этом ротор с рабочими лопатками и дисками ЦНД 3 заменяется на вал без дисков и лопаток с целью обеспечения снижения потери мощности на трение и вентиляцию в ступенях ЦНД турбины 3 без потери тепла в конденсаторах 5.

Отключение ЦНД турбины 3 по пару с установкой во фланцевом соединении между выходом из ЦСД турбины 2 и вторым ресивером 20 заглушек 4 позволяет удалить обратные клапана на линии отопительного верхнего теплофикационного отбора 21, и таким образом снизить потери давления пара в верхнем теплофикационном отборе 21 без опасности разгона турбины при сбросе электрической нагрузки.

Промышленная применимость

Способ работы теплофикационной паровой турбины по тепловому графику согласно патентуемому изобретению отвечает условию «промышленная применимость». Сущность технического решения раскрыта в формуле, описании и чертеже достаточно ясно для понимания и промышленной реализации соответствующими специалистами на основании современного уровня техники в области теплоэнергетики.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано, в частности, на тепловых электростанциях (ТЭС) при эксплуатации теплофикационных паровых турбин по тепловому графику. Способ работы теплофикационной паровой турбины по тепловому графику, который осуществляется путем перехода от режима с пропуском пара из цилиндра высокого давления турбины через первый ресивер в цилиндр среднего давления турбины и затем из цилиндра среднего давления турбины через второй ресивер в цилиндр низкого давления турбины на режим противодавления цилиндра среднего давления турбины за счет установки заглушек на линии второго ресивера во фланцевом соединении между выходом из цилиндра среднего давления турбины и вторым ресивером. Причем с целью снижения потерь давления удаляются обратные клапана на линии теплофикационного отбора цилиндра среднего давления турбины, расположенной после его двадцать первой ступени. При этом ротор с рабочими лопатками и дисками цилиндра низкого давления турбины заменяется на вал без дисков и лопаток. Технический результат - снижение потери давления на линии теплофикационного отбора цилиндра среднего давления турбины и снижение потери мощности на трение и вентиляцию в ступенях цилиндра среднего давления турбины при ее работе по тепловому графику. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ работы теплофикационной паровой турбины по тепловому графику, отличающийся тем, что он осуществляется путем перехода от режима с пропуском пара из цилиндра высокого давления турбины через первый ресивер в цилиндр среднего давления турбины и затем из цилиндра среднего давления турбины через второй ресивер в цилиндр низкого давления турбины на режим противодавления цилиндра среднего давления турбины за счет установки заглушек на линии второго ресивера, причем с целью снижения потерь давления удаляются обратные клапана на линии теплофикационного отбора цилиндра среднего давления турбины.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что ротор с рабочими лопатками и дисками цилиндра низкого давления турбины заменяется на вал без дисков и лопаток.

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что обратные клапана удаляются на линии теплофикационного отбора цилиндра среднего давления турбины, расположенной после его двадцать первой ступени.

4. Способ по п. 1, или 2, или 3, отличающийся тем, что заглушки на линии второго ресивера устанавливаются во фланцевом соединении между выходом из цилиндра среднего давления турбины и вторым ресивером с целью дополнительного снижения потерь давления.