Паросиловая установка Советский патент 1984 года по МПК F01K13/02 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано на паротурбинных установках тепловых электрических станций (ТЭС) и теплоэлектроцентралей (ТЭЦ).

Известна паросиловая установка, содержащая цилиндры турбины с камерами подвода пара к концевым уплотнениям, подключенным к теплообменнику 1.

Недостатком такой установки является недостаточная экономичность из-за исцользования высокопотенциального пара на уплотнения.

Известна также паросиловая установка, содержащая цилиндры высокого, среднего и низкого давления (ЦВД, ЦСД и ЦНД) с камерами подвода пара к передним и задним концевым уплотнениям, подключенным к коллектору подвода, имеющему по меньшей мере два участка, разделенные задвижкой, и вакуумные камеры, снабженные линиями отвода пара и паровоздушной смеси 2.

Недостатком такой установки является то, что исключается возможность использования пара протечек через концевыр уплотнения для самоуплотнения на всех режимах работы, поскольку запирающая камера находится между двумя вакуумными камерами, и требуется для питания уплотнений подачи пара от постороннего источника или деаэратора. Пар из вакуумной камеры отвода пара является высокопотенциальным, а отводится на теплообменник, для утилизации низкопотенциального пара, поэтому утилизация в нем высокопотенциального пара термодинамически неоправдана и приводит к снижению экономичности установки.

Цель изобретения - иовыщение экономичности.

Указанная цель достигается тем, что паросиловая установка, содержащая цилиндры высокого, среднего и низкого давления с камерами подвода пара к передним и задним концевым уплотнениям, подключенным к коллектору подвода, имеющему по меньщей мере два участка, разделенные задвижкой, и вакуумные камеры, снабженные линиями отвода пара и паровоздущной смеси, установка снабжена по меньщей мере тремя дополнительными трубопроводами с размещенной на них запорно-регулирующей арматурой, два из которых сообщают первый участок коллектора соответственно с линиями отвода пара из вакуумных камер цилиндра высокого давления и с камерой переднего концевого уплотнения цилиндра среднего давления, а третий трубопровод сообщен с вторым участком коллектора и вакуумными камерами заднего концевого уплотнения цилиндра среднего давления.

На чертеже представлена принципиальная схема паросиловой установки.

Царосиловая установка содержит цилиндр 1 высокого, цилиндры 2 и 3 среднего и цилиндр 4 низкого давления (ЦВД, ЦСД, ЦНД) с камерами 5 подвода пара к концевым уплотнениям, подключенным трубопроводами 6 к коллектору 7 подвода снабженному разделительной задвижкой 8 между его двумя участками 9 и 10, и вакуумными камерами 11 и 12, снабженными линиями 13 и 14 отвода паровоздушной смеси

и пара соответственно. Линии 14 отвода пара из вакуумных камер 12 ЦВД1 и переднего концевого уплотнения 15 ЦСД 2 сообщены трубопроводами (перемычками) 16 н 17 с первым участком 9 коллектора 7, а лиr НИИ 14 отвода пара из вакуумных камер 12 заднего концевого уплотнения 18 ЦСД 2 и камер 12 ЦСД 3 трубопроводом (перемычками) 19 - с вторым участком 10 коллектора 7 подвода пара.

К коллектору 7 подвода пара через тру0 бопроводы 20 и 21 с установленными на них регуляторами 22 и 23 давления по трубопроводам 24 и 25 подводится пар из деаэратора и коллектора собственных нужд станции (последние на чертеже не показаны).

, Трубопровод 26 свежего пара подключен к ЦВД 1, а последний через промежуточный пароперегреватель 27 сообщен с и,СД 2, который перепускным трубопроводом 28 подключен к ЦСД 3, сообщенным через ресивер 29 с ЦНД 4, имеющим конденсатор 30.

0 На соответствующих трубопроводах установлены задвижки (запорно-регулирующая, регулирующая арматура) 31-45. Трубопроводы 6 подвода пара к камерам 5 ЦВД 1 и ЦСД 2 и 3 могут быть ликвидированы на монтируемых турбинах или подключены к

вакуумным камерам 12 на действующих турбинах.

Царотурбинная установка работает следующим образом.

Свежий пар по трубопроводу 26 пода0 ется в ЦВД 1, а затем проходит ЦСД 2 и 3, ЦНД 4, где срабатывается теплоперепад и отработанный пар конденсируется в конденсаторе 30. Из ЦВД 1, ЦСД 2 и 3 пар поступает в уплотнения и из вакуумных камер 12 по линиям отвода пара и трубопро5 водам 16,17,19 при открытых задвижках 32,35 и 37 поступает в участки 9 и 10 коллектора 7 подачи. Разделительная задвижка 8 при,этом открыта. Поскольку температура пара в вакуумных камерах 12 ЦВД 1

д и ЦСД 2 и 3 различна, то пар в коллекторе 7 перемещивается и по трубопроводам 6 через задвижки 39, 40 подается в камеры 5 подвода. Задвижки 31,33, 34, 36, 38 на трубопроводах 6 подачи пара в камеры 5 ЦВД и ЦСД 2 и 3 при этом закрыты, но обес5 печивается дренирование этих трубопроводов 6. Один из регуляторов 22 и 23 давления закрыт полностью, а другой находится в стерегущем режиме на случай отключения турбины и необходимости подачи пара на уплотнения для предотвращения срыва вакуума. Трубопроводы 20 и 21 до и после регуляторов 22 и 23 давления поддерживаются в прогретом состоянии для исключения возможного заброса влаги или открытии регуляторов 22 и 23. В таком режиме пар в камеры 5 из коллектора 7 не подается, уплотнения ЦВД 1, ЦСД 2 и 3 работают в режиме самоуплотнения с отводом пара по трубопроводам 16, 17, 19 в коллектор 7, где пар хорошо перемешивается до нужной температуры, а из него по трубопроводам 6 пар подается в камеры 5 подвода ЦНД 4. Часть пара поступает в вакуумные камеры 11, где к пару подсасывается воздух из машзала и паровоздушная смесь по линиям 13 отсасывается эжектором (на чертеже не показан). Линии 14 отвода пара могут вообше не монтироваться (ликвидируются на действующих установках). В случае поступления в камеры 5 ЦНД 4 пара с высокой (недопустимой) температурой по условиям работы и конструктивным особенностям уплотнений ЦНД 4 трубопровод 17 может быть отключен (задвижка 35 закрыта) и переднее концевое уплотнение 15 ЦСД 2 будет работать по обычной схеме: пар подается по трубопроводу 6 (задвижка 34 открыта) в камеру 5, а из вакуумной камеры 12 пар отводится по линии 14 к соответствующему теплообменнику. При остановке (разгрузке) установки давление в вакуумных камерах 12 и коллекторе 7 будет уменьшаться и один из регуляторов 22 и 23, находящийся в стерегущем режиме, будет открываться и подавать пар в коллектор 7, поддерживая необходимое давление в нем и камерах 5 ЦНД 4. При дальнейшем снижении давления пар из коллектора 7 по трубопроводам 16, 17, 19 и затем линиям 14 отвода (в данном случае они будут линиями подвода) поступает в вакуумные камеры 12, откуда пойдет по уплотнениям до вакуумных камер 11, где смешается с воздухом и удалится по линиям 13. В камеры 5 ЦНД 4 пар на всех режимах поступает иа второго участка 10 коллектора 7. При пуске установки пар на уплотнения может подаваться как в камеры 5, так и в вакуумные камеры 12 в зависимости от исходного теплового состояния элементов турбины и относительного расширения роторов. Таким образом, наличие трубопроводов (перемычек) и подключение вакуумных камер отвода пара к двум участкам коллектора позволяет осуществить работу концевых уплотнений в режиме самоуплотнения, повысить экономичность за счет сокращения расхода пара, поступающего в деаэратор для питания уплотнений, или того же количества пара из общестанционного коллектора и за счет использования пара протечек в теплообменнике с более высоким потенциалом. Экономическая эффективность повысится также упрощением тепловой схемы установки путем исключения трубопроводов отсоса пара из вакуумных камер на сальниковые подогреватели и самого сальникового подогревателя с трубопроводами подвода и отвода сетевой воды и отврда дренажа. Сокращается также количество запорной и регулирующей арматуры. При этом повышается надежность за счет: большей степени автономности работы уплотнений и меньшей степени зависимости от постороннего источника пара; повышения уровня температур в отсеках уплотнения до камеры отсоса паровоздушной смеси, что благоприятно сказывается на роторе, работающем с укорочением, ограничивающим маневренность турбины. Достигается также сокращение объема и повышение плотности вакуумной системы путем исключения присосов воздуха через уплотнения в цилиндры, а из последних - в конденсатор. На вновь вводимых в эксплуатацию паротурбинных установках сокращаются дополнительные, затраты из-за сокращения объема монтажных работ и материалов.

ПАРОСИЛОВАЯ УСТАНОВКА, содержащая цилиндры высокого, среднего и низкого давления с камерами подвода пара к передним и задним концевым уплотнениям, подключенным к коллектору подвода, имеющему по меньщей мере два участка, разделенные задвижкой, и вакуумные камеры,снабженные линиями отвода пара и паровоздущной смеси, отличающаяся тем, что, с целью повышения экономичности, установка снабжена по меньщей мере тремя дополнительными трубопроводами с размещенной на них запорно-регулирующей арматурой, два из которых сообщают первый участок коллектора соответственно с линиями отвода пара из вакуумных камер цилиндра высокого давления и с камерой переднего концевого уплотнения цилиндра среднего давления, а третий трубопровод сообщен с вторым участком коллектора и вакуумными камерами заднего концевого уплотнения цилиндра среднего давления. (Л 12 ттр/Г JTJTJT-