Устройство для пуска и расхолаживания паровой турбины Советский патент 1985 года по МПК F01D25/12 F01K13/02 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при пусках и остановках паровых турбин.

Известно устройство для пуска паровой турбины, содержащее коллектор свежего пара с соответствующей арматурой, главную паровую задвижку и стопорный клапан. Пуск турбины осуществляется прогревом коллектора свежего пара до главной паровой задвижки, до стопорного клапана и далее до турбины, толчком и разворотом ротора турбины и набором нагрузки. Если турбина работает по блочному типу, то наличие такого устройства позволяет осуществлять пуск турбины на скользящих параметрах свежего пара, что ускоряет режим пуска. При этом можно добиться требуемого по условиям термонапряженного состояния металла элементов турбины соответствия между температурой металла и температурой смывающего пара, допустимых относительных тепловых расщирений ротора и статора. В случае работы турбины по блочной схеме устройство может быть применено для расхолаживания турбины при остановках за счет снижения параметров пара на входе в турбину 1.

Однако для турбин, работающих не по блочному типу невозможен ускоренный пуск турбины и ее останов с расхолаживанием при скользящих параметрах свежею пара. Это понижает маневренные свойства турбины.

Известно также устройство для пуска и расхолаживания паровой турбины, содер-. жащее смеситель, вход которого подключен к трубопроводу свежего пара перед главной паровой задвижкой. (ГПЗ), а выход - между последней и стопорным клапаном (СК) коллектор охлажденного пара низкого давления, редукционный клапан и арматуру. При пуске турбины в смеситель подается охлажденный пар из коллектора низкого давления, прогревается паропровод до турбины, производится толчок ротора, набор оборотов. Эти операции выполняются за короткий промежуток времени, так как температура охлажденного пара не превышает 250-280°С. В дальнейшем при наборе нагрузки в смеситель подмешивают свежий пар, за счет чего осуществляют повышение температуры пара перед турбиной, одновременно уменьшают расход охлажденного пара вплоть до полного его отключения при определенной нагрузке турбины. Аналогично осуществляют расхолаживание турбины, начиная подавать в смеситель охлажденный пар. Постепенно понижают температуру пара, подаваемого на турбину, вплоть до полного прекращения подачи в смеситель свежего пара 2.

Недостатком устройства является ограничение диапазонов режимов пуска. Учитывая, что обычно на электростанциях существует коллектор пара собственных нужд 1,0-1,2 МПа с температурой 230-28б°С, то с помощью этого устройства можно осуществлять пуск турбины из холодного и близким к нему состояний, когда температура металла цилиндра турбины ниже температуры пара в коллекторе охлажденного пара на 40-50°С. При пусках из неостывшего и горячего состояний, когда температура металла выше температуры охлажденного пара, пуск турбины этим паром невозможен, так как приводит к захолаживанию узлов паровпуска турбины. Осуществление же пуска свежим паром высокого потенциала, с одной стороны, приводят к снижению маневренных свойств турбины, с другой стороны, может оказаться невозможным. Последнее относится к турбинам с противодавлением, при пуске которых резко увеличивается температура пара на выхлопе и требуется ее снижение за счет снижения температуры пара, подаваемого в турбину.

Цель изобретения - повышение маневренности, надежности и экономичности турбипы на режимах из различных тепловых состояний.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для пуска и расхолаживания паровой турбины, содержащем смеситель, вход которого подключен к трубопроводу свежего пара перед ГПЗ, а выход - между последней и СК, коллектор охлажденного пара низкого давления, редукционный клапан и арматуру, выход смесителя через дополнительно установленные редукционный клапан и арматуру подключен к коллектору охлажденного пара низкого давления.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства.

Трубопровод (коллектор) 1 свежего пара через ГПЗ 2 и СК 3 соединен с турбиной 4. Трубопровод 1 свежего пара через арматуру 5 и регулирующий клапан 6 свежего пара с сервомотором 7 соединен с входом смесителя 8, выходной паропровод 9 из которого через арматуру 10 соединен с трубопроводом 1 на участке между ГПЗ 2 и СК 3. Другой вход смесителя 8 соединен через регулирующий клапан 11 охлажденного пара с сервоприводом 12 и через арматуру 13 - с коллектором 14 охлажденного пара. Выходной паропровод 9 из смесителя 8 подключен также через дополнительные редукционный клапан 15 и арматуру 16 к коллектору 14 охлажденного пара. Между дополнительными редукционным клапаном 15 и.арматурой 16 может быть установлен охладитель 17. В качестве коллектора 14 охлажденного пара может быть использован коллектор 18 выхлопа противодавленческой турбины 4. На байпасе 19 ГПЗ 2 установлен редукционный клапан 20.

Устройство для пуска и расхолаживания паровой турбины работает следующим образом,

В зависимости от типа пуска определяют оптимальную температуру пара, который должен быть подан в турбину 4.

Открывает арматуру 13 и в смеситель 8 через регулирующий клапан 11 подают охлажденный пар из коллектора 14 охлажденного пара. При закрытой ГПЗ 2 через арматуру 5 и регулирующий клапан 6 в смеситель 8 начинают подавать также свежий пар из трубопровода (коллектора) 1 свежего пара. Открывают дополнительную арматуру 16 и через дополнительный редукционный клапан 15 часть пара из смесителя сбрасывается в коллектор 14. Добавляя из трубопровода 1 в смеситель 8 требуемое количество свежего пара, устанавливают в нем температуру пара после смещения, необходимую для пуска турбины 4. Затем открывают арматуру 10, стопорный клапан 3, прогревают трубопровод 1 свежего пара до турбины 4, осуществляют ее толчок и пуск. В дальнейщем, прикрывая регулирующий клапан 11 и открьшая арматуру 5, повышают по мере нагружения турбины 4 температуру пара перед ней вплоть до номинальной при закрытой арматуре 13.

При пуске турбины 4 с противодавлением для исключения перегрева ее выхлопной части температура пара в смесителе 8 до пуска турбины 4 устанавливается таким же образом. Регулирование температуры по мере нагружения турбины 4 производится в зависимости как от теплового состояния металла паровпуска турбины. 4, так и от температуры ее выхлопа.

В зависимости от условий работы коллектора 14 пар, сбрасываемый в него через дополнительный редукционный клапан 15, мо жет быть предварительно охлажден в охладителе 17, например, путем впрыска питательной воды.

При пуске турбины 4 с противодавлением o возможен сброс пара из смесителя 8 через дополнительную арматуру 16 в коллектор 18 противодавления.

Таким образом, повыщение маневренности достигается тем, что возможен ускоренный пуск турбины из разных тепловых состояний, так как на выходе из смесителя можно получить пар с любой температурой в диапазоне от температуры охлажденного пара до температуры свежего пара еще до толчка турбины. При этом толчок можно 0 производить паром с заранее подготовленной температурой. Повыщение надежности достигается путем снижения термонапряженного состояния паровпуска при пусках из различных тепловых состояний, а также паровыпуска турбины с противодавлением.

Повыщение экономичности достигается за счет возможности создания ускоренных пусков турбин из неостывщего и горячего состояний, что приводит к уменьщению расхода топлива на пуск и более оперативному режиму взятия электрических и тепловых нагрузок.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПУСКА И РАСХОЛАЖИВАНИЯ ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ, содержащее смеситель, вход которого подключен к трубопроводу свежего пара перед главной паровой задвижкой, а выход - между последней и стопорным клапаном, коллектор охлажденного пара низкого давления, редукционный клапан и арматуру, отличающееся тем, что, с целью повышения маневренности, надежности и экономичности турбины на режимах пуска из различных тепловых состояний, выход смесителя через дополнительно установленные редукционный клапан и арматуру подключен к коллектору охлажденного пара низкого давления. S5 0