Совмещенный цилиндр высокого и среднего давления Советский патент 1985 года по МПК F01D25/26 

Изобретение относится к паротурбостроению и предназначено для паровых турбин с промежуточным перегревом пара.

Известен цилиндр паровой турбины с промежуточным перегревом пара, содержаш,ий наружный корпус, внутренний корпус с паровой коробкой и патрубками подвода острого пара или пара после промежуточного перегрева, расположенными внутри него группами ступеней высокого или среднего давления и обоймами радиального уплотнения, ограничивающими своими боковыми поверхностями камеру между соседними обоймами 1.

Выполнение раздельными цилиндров высокого и среднего давления приводит к увеличению осевой протяженности турбины, ее металлоемкости и стоимости.

Известен также совмещенный цилиндр высокого и среднего давления паровой турбины с промежуточным перегревом пара, содержащим наружный корпус с группой ступеней среднего давления и патрубками подвода пара после промперегрева, внутренний корпус с паровой коробкой и патрубками подвода острого пара, расположенными внутри него группой ступеней высокого давления и обоймами радиального уплотнения, ограничивающими своими боковыми поверхностями камеру между соседними обоймами 2.

Недостатками такого цилиндра является пониженные долговечность, маневренность и экономичность, поскольку патрубок подвода пара после промежуточного перегрева к наружному цилиндру расположен вблизи более холодного патрубка отвода пара на промежуточный прогрев. Это приводит к неравномерному прогреву цилиндра в этой зоне, требует установки экранов наружного цилиндра, короблению узлов проточной части, увеличению зазоров, дополнительным протечкам пара и снижению экономичности. Наличие температурных разностей приводит к возникновению дополнительных температурных напряжений, влияющих на циклическую прочность элементов цилиндра и ротора и снижающих долговечность их работы.

Известен совмещенный цилиндр высокого и среднего давления, содержащий наружный и внутренние корпусы со ступенями высокого и среднего давления и с паровыми коробками, к которым подключены патрубки подвода свежего пара и пара промежуточного перегрева, и камеру промежуточного уплотнения между его обоймами.

Повыщение маневренности цилиндра такого типа достигается за счет центрального расположения паровпусков свежего пара и пара промежуточного перегрева, наличия двух раздельных внутренних корпусов и более равномерного изменения температуры цилиндра и ротора от центра к охлаждаемым опорам ротора и статора 3.

Недостатком данного цилиндра является наличие двух обойм уплотнений, которые установлены во внутренние корпусы с камерой между ними, соединенной с пространством между корпусами, и приводит к тому, что часть горячего пара, прощедщего уплотнение обоймы внутреннего корпуса высокого давления, попадает в полость между этим внутренним и наружным корпусами и повыщает его температуру. При увеличении зазоров уплотнения обоймы, установленной в расточку внутреннего корпуса, в который подается пар после промежуточного перегрева, более холодный пар из пространства между наружным корпусом и внутренним корпусом высокого давления поступает в зазоры уплотнения внутреннего корпуса среднего давления, что может привести к захолаживанию ротора, к снижению маневренности турбины.

Целью изобретения является повыщение

маневренности турбины и уменьшение ее осевой протяженности.

Указанная цель достигается тем, что в совмещенном цилиндре высокого и среднего давления, содержащем наружный и внутренние корпусы со ступенями высокого и среднего давления и с паровыми коробками, к которым подключены патрубки подвода свежего пара и пара промежуточного перегрева, и камеру промежуточного уплотнения между ее обоймами, внутренние корпусы и

паровые коробки выполнены совмещенными, последние разделены перегородкой, выгнутой в районе патрубков подвода свежего пара и пара промежуточного уплотнения в сторону ступеней среднего и высокого давления соответственно, а камера промежуточного уплотнения сообщена с паровой коробкой пара промежуточного перегрева, при этом патрубок подвода пара расположены в одной плоскости поперечного сечения цилиндра, при этом патрубки подвода

пара расположены в двух плоскостях по- перечного сечения, расстояние между которыми составляет не более полусуммы диаметров патрубков.

На фиг. 1 показан цилиндр, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1 (при расположении всех осей паровпускных патрубков в одной плоскости).

Совмещенный цилиндр высокого и среднего давления состоит из наружного корпуса I, в расточке 2 которого размещен единый внутренний корпус 3 высокого и среднего давления, снабженный совмещенной паровой коробкой, разделенной на паровые коробки 4 и 5 свежего пара и пара промежуточного перегрева перегородкой 6. Коробка 4 подключена к патрубкам 7 подвода свежего пара, а коробка 5 - к патрубкам 8 подвода пара промежуточного перегрева. В совмещенном внутреннем корпусе 3 установлены ступени 9 и 10 высокого и среднегодавления и обоймы 11 и 12 промежуточного уплотнения с камерой 13 промежуточного уплотнения между ними. Коробка 5 пара промежуточного перегрева сообщена каналами 14 с камерой 13. Патрубки (оси патрубков)

7и 8 расположены в одной плоскости поперечного сечения цилиндра. Перегородка 6 в районе патрубка 7 подвода свежего пара выполнена по форме боковой поверхности 15 усеченного конуса, обращенного больщим основанием & сторону ступеней 10 среднего давления, а в районе патрубка 8 подвода пара пpoмeжyтoчнoгQ перегрева - по форме боковой поверхности 16 усеченного конуса, обращенного большим основанием в сторону ступеней 9 высокого давления. Перегородка 6 в районе патрубков 7 подвода свежего пара выгнута в сторону ступеней 10 среднего давления, а в районе патрубков 8 подвода пара промежуточного перегрева - в сторону ступеней 9 высокого давления. Патрубки 7 подвода свежего пара расположены в одной, а патрубки 8 подвода пара промежуточного перегрева - в другой плоскости поперечного сечения цилиндра, расстояние между которыми составляет не более полусуммы диаметров патрубков 7 и 8 (не показано).

Совмещенный цилиндр высокого и среднего давления работает следующим образом.

Свежий пар по патрубкам 7 поступает в паровую коробку 4 и далее в ступени 9 высокого давления, а затем в промежуточный перегреватель котла (не показан). Пар после промежуточного перегрева по патрубкам

8поступает в паровую коробку 5 и далее в ступени 10 среднего давления. Утечка пара

-из ступеней 9 высокого давления по уплотне.нию обоймы 11 поступает в камеру 13, в которой за счет каналов 14 поддерживается давление пара, равное давлению в коробке 5 5. Часть пара из камеры 13 отсасывается в коробку 5, оставшаяся часть пара по уплотнению обоймы 12 поступает в ступени 10 среднего давления.

При такой схеме движения пара в совмещенном цилиндре его наружный корпус 1 омывается со стороны ступеней 9 высокого давления паром холодного промперегрева, либо паром после одной из промежуточных ступеней 9. Со стороны ступеней 10 среднего давления наружный корпус 1 омывается ndpOM после одной из промежуточных ступеней 10 среднего давления.

В местах подвода свежего пара и пара промежуточного перегрева температура наружного корпуса 1 относительно одинакова в окружном и осевом направлении, так как

на пусковых и стационарных режимах работы турбины величины температур свежего пара и пара промежуточного перегрева близки по значению.

Таким образом, в совмещенном цилиндре

5 происходит более равномерное распределение температур от центра к холодным опорам. Аналогично распределение температур в роторе турбины. При этом достигается организация более равномерного поля температур наружного корпуса цилиндра и ротора, что при переменных режимах работы турбины обеспечивает более низкий уровень термических напряжений и приводит к повы щению маневренных свойств турбины-, сокращается размер турбины вдоль ее продольной оси, что приводит к снижению металлоемкости турбины и к экономии площади, занятой оборудованием.

I. СОВМЕЩЕННЫЙ ЦИЛИНДР ВЫСОКОГО И СРЕДНЕГО ДАВЛЕНИЯ, содержащий наружный и внутренние корпусы со ступенями высокого и среднего давления и с паровыми коробками, к которым подключены патрубки подвода свежего пара и пара промежуточного перегрева, и камеру промежуточного уплотнения между его обоймами, отличающийся тем, что, с целью повышения маневренности турбины и уменьшения габаритов цилиндра, внутренние корпусы и паровые коробки выполнены совмещенными, последние разделены перегородкой, выгнутой в районе патрубков подвода свежего пара и пара промежуточного перегрева в сторону ступеней среднего и высокого давления соответственно, а камера промежуточного уплотнения сообщена каналами с паровой коробкой пара промежуточного перегрева. 2.Цилиндр по п. 1, отличающийся тем, что патрубки подвода пара расположены в одной плоскости поперечного сечения цилиндра. СП 3.Цилиндр по п. 1, отличающийся тем, что патрубки подвода пара расположены в двух плоскостях поперечного сечения, расстояние между которыми составляет не бо8 лее полусуммы диаметров патрубков. с со ОО сд Ю а