Способ воздушного расхолаживания паровой турбины Советский патент 1985 года по МПК F01D21/00 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для сокращения процесса остывания турбины при воздушном расхолаживании, снижения затрат з(нергии и упрощения операций по регулированию процесса расхолаживания. Цель изобретения - снижение затрат энер гии на осуществление процесса расхолажива ния и упрощение способа при сокращении продолжительности остывания турбины при остановках. На чертеже изображена схема паротурбин ной установки, реализующей предлагаемый способ. Установка состоит из циливдра высокого давления (ЦВД) 1, соеди 1енного трубопроводами 2 свежего пара, на которых установлены стопорные клапаны 3, с котлом (не показан). ЦВД 1 подключен к промежуточному пароперегревателю 4, который соединен с первым цилиндром среднего дав ления (ЦСД-1) 5, за которым последовательно установлены второй цилиндр среднего давления (ЦСД-11) 6, цилиндр низкого давления (ЦНД) 7 и конденсатор 8, последний соединен с воздухоотсасывающим устройством (эжекторами) 9 и 10. Трубопроводы 2 свежего пара соединены с конденсатором 8 пускосбросным устройством (ПСБУ) П. На трубопроводах 12, соединяющих промежуточный пароперегреватель 4 с ЦСД-I 5, установлены клапаны 13 среднего давления. Трубопроводы 12 соединены сбросной линией 14, на которой установлен клапан 15, с конденсатором 8. ЦВД 1 . снабжен устройством для обогрева (охлаждения) фланцевых соединений 16, под ключенным к ЦВД 1 трубопроводами 17, на которых установлены последовательно вентили 18 и 19. К трубопроводу 17 между вентилями 18 и 19 для связи с ат мосферой подключен трубопровод 20, на котором установлен вентиль 21. Устройства соединены сбросными линиями 22 с перепускными трубопроводами 23 между ЦСД-1 5 и ЦСД-tr 6. Устройство для обогрева (охлаждения) фланцевых соединений 24 ЦСД-1 5 соединено с ЦСД-1 5 трубопр водом 25, на котором установлен вентиль 26 и к которому подсоединена для связи с атмосферой, линия 27 с установленным на ней вентилем 28. Устройство соединено линиями 29 с перепускными трубопроводами 23. Для контроля относительных перем щений роторов (не показаны) ЦВД 1 и ЦСД-1 5 установлены устройства 30 и 31. Температурное состояние корпусов ЦВД 1 и ЦСД-1 5 контролируется датчиками 32 и 33. Температурное состояние фланцевого 192 соединения ЦВД 1 контролируется датчиками 34, а температурное состояние фланцевого соединения ЦСД-Т 5 - датчиками 35. На перепускном трубопроводе 36 между ЦСД-ГГ б и ЦНД 7 установлена задвижка 37 с обводной линией 38, на которой установлен запорно-регул;у)ующий клапап 39. К перепускному трубопроводу 36 подключена для связи с атмосферой линия 40 с вентилем (клапаном) 41. Расхолаживание турбины осуществляют следующим образом. Вначале после остановки турбины при работе валоповоротного устройства (не показано) организируют охлаждение только фланцевых соединений 16 и 24 ЦВД 1, ЦСД-1 5. Для этого открывают вентили 19, 21 W 2В к закрывают вентили 18 и 26. Одновременно закрывают клапаны 3, 13, 15, ПСБУ 11, задвижку 37, открывают клапан 39. После выполнения операций по сборке схемы включают в работу воздухоотсасывающие устройства 9 и 10. За счет создаваемого ими разрежения воздух из атмосферы по трубопроводам 17 и 20 поступает в устройства обогрева фланцевых соединений 16 ЦВД 1, охлаждает фланцевые соединения 16 и по линиям 22 сбрасыва|ется в перепускные трубопроводы 23. Одновременно происходит охлаждение флан- . цевых соединений 24 ЦСД-1 5. Воздух по трубопроводу 25 и линии 27 поступает в устройство обогрева фланцевых соединений 24 и сбрасывается по линиям 29 в перепускные трубопроводы 23. Из последних воздух поступает в ЦСД-11 6, проходит его, по перепускным трубопроводам 36 проходит через клапан 39, поступает в ЦНД 7, а оттуда в конденсатор 8, из которого отсасывается воздухоотсасывающими устройствами 9 и 10. Организовав такую схему движения воздуха через фланцевые соединения 16, 24 ЦВД 1 и ЦСД-J 5 с помощью датчиков 32 и 34 контролируют изменение температурного состояния ЦВД 1, а с помощью датчиков 33 и 35 - изменение температурного состояния ЦСД-1 5, Если разность температур, замеряемых датчиками 32 и 34, или разность температур, замеряемых датчиками 33 и 35, превысит установленные для них предельные значения, то прикрывают клапан 39 и уменьщают расходы воздуха, проходящего через фланцевые соединения 16 и 24, темп охлаждения фланцевых соединений 16 и 24 снижается, и контролируемые разности уменьщаются до заданных предельных значений. Одновременно с помощью устройств 30 и 31 контролируют изменение относительных перемещений роторов ЦВД 1 и ЦСД-1 5. После того как относительные перемещения обоих роторов превысят установленные для них минимальные значения, изменяют схему движения воздуха. Для этого организируют подачу воздуха в проточную часть ЦСД-15 и ЦВД 1. Для этого открывают клапаны 3 и 13, ПСБУ 11. При зтом воздух, прощедщий фланцевые соединения 16 ЦВД 1 и фланцевые соединения 24 ЦСД-1 5, разде ляется на два потока: часть его по линиям 22 и трубопроводам 2Д, через ЦСД-П 6, трубопровод 36, клапан 39, ЦНД 7 поступает в конденсатор 8, минуя проточную часть ЦВД 1 и ЦСД-1 5. Вторая часть поступает на выход ЦСД-Г 5, проходит его проточную часть в обратном направлении, и далее движется последовательно через клапаны 13 среднего давления, трубопроводы 12, промежуточный пароперегреватель 4, ЦВД I, -стопорный клапан 3, трубопроводы 2 свежего, пара, пускосборное устройство 11, конденсатор 8, эжекторы 9 и 10 и сбрасывается в атмо сферу. С этого момента охлаждение ЦВД .1 и ЦСД-1 5 осуществляется как подачей воз духа во фланцевые соединения 16 и 24, так и пропуском его через проточную част этих цилиндров. При этом через проточную часть пропускается воздух, предварительно прощедший через фланцевые соединения 16 И 24i Такая схема движения воздуха обеспечивает опережающее охлаждение фланцевых соединений 16 и 24 в целом и каждого из цилиндров 1 и 5, что определяет, рост относительных перемещений ротора в сторону удлинения. Для стабилизации величины относительных перемещений роторов постепенно увеличивают долю расхода воздуха, проходящего через проточную часть ЦВД 1 и ЦСД-Л 5, уменьщая соответственно ту . часть, которая отсасывается воздухоотсасывающими устройствами 9 и 10 помимо проточной части указанных цилиндров. Это регулирование осуществляется с помощью клапана 39 путем постепенного ег прикрытия. По мере прикрытия клапана 39 увеличивается доля воздуха, проходящего через проточную часть ЦВД 1 и ЦСД-1 5, вследствие чего темп остывания роторов этих цилиндров возрастает, и относительные перемещения роторов уменьщаются. Одно-. временно возрастает темп остывания корпусов ЦВД 1 и ЦСД-1 5 в результате того, что охлаждаются не только фланцевые соеди нения 16 и 24, но и другие детали корпуса. Увеличение расхода воздуха, проходящего через проточную часть ЦВД 1 и ЦСД-1 5, таким образом, благоприятствует: увеличению темпа (скорости) остывания. Одновременно снижается разность температур между корпусом и фланцевым соединением 16 и 24 каждого из цилиндров, замеряемая датчиками 32 и 34 для ЦВД 1 и датчиками 33 и 35 для ЦСД-1 5. Последнее определяется тем обстоятельством, что темп остывания фланцевых соединений 16 и 24 сохраняется прежним, так как расход воздуха через фланцевые соединения 16 и 24 не меняется, а темп остывания собственно корпусов растет по мере роста расхода воздуха через проточную часть ЦВД 1 и ЦСД-15. С учетом этого при использовании рассматриваемой схемы движения воздух после начала подачи последнего в проточную часть ЦВД 1 и ЦСД-1 5 надежность процесса расхолаживания определяется только изменением относительных перемещений роторов ЦВД 1 и ЦСД-1 5, которые должны поддерживаться в интервале между верхней и нижней границами допустимых значений. При приближении относительного перемещеНИН одного из роторов к нижней границе допустимых значений уменьшают расход воздуха, проходящего через проточную часть, открытием клапана 39, увеличивая ту долю расхода, которая проходит помимо проточ- ной части. При увеличении запаса по относительным перемещениям роторов по отнощению к нижней границе, т.е. при изменении этих перемещений в направлении к верхней границе допустимых значений или стабилизации их значений с необходимым запасом (1,0-2,0 мм) по отношению к нижней границе допустимых значений, долю расхода воздуха, подаваемого в проточную часть, увеличивают - вплоть до пол-ного закрытия клапана 39. При закрытиии клапана 39 .весь расход воздуха, проходящего фланцевые соединения 16 и 24, проходит через проточную часть ЦВД-1 и ЦСД-1 5. При наличии возможности дальнейшего увеличения темпа охлаждения цилиндров, что определяется величиной указанного запаса по отношению к нижней границе допустимых значений относительных перемещений роторов, целесооб- разно увеличить расход воздуха, проходящего через проточную часть. Для этого производят сообщение проточной части охлаждаемых цилиндров с атмосферой путем открытия клапана 41 на линии 40. Воздух из атмосферы под действием перепада давлений, обеспечиваемого работой эм екторов 9 и 10, поступает через трубопровод 36 в ЦСД-И. 6, а из него по трубопроводам 23 в ЦСД-1 5, где подмешивается к основному потоку

5

воздуха. В результате увеличивается расход воздуха, проходящего через проточную часть ЦВД 1 и ЦСД-1 5. Одновременно несколько уменьшается расход воздуха, проходящего через фланцевые соединения 16 и 24, так как подвод в проточную часть воздуха по линии 40 понижает перепад давления между атмосферой и проточной частью, который определяет расход воздуха, проходящего через фланцевые соединения 16 и 24, Увеличение расхода воздуха, проходящего через проточную часть охлаждаемых вдливдров, при некотором сокращении его расхода через фланцевые сое инения 16 и 24 приводит к увеличению темпа остывания ротора при снижении темпа остывания статора. В результате скорость роста относительных перемещений ротора в сторону удлинения па1965196

дает. В дальнейшем процессом расхолаживания управляют, регулируя степень открытия клапана 41 в зависимости от изменения величин относительных перемещений рото5 ров. При приближении относительных перемещений к нижней границе интервала допустимых значений венти1у 41 ; прикрывают вплоть до полного его закрытия при достижении указанной границы. При возрастании относительных перемещений по мере приближения к верхней границе допустимых значений степень открытия вентиля 41 увеличивают. При снижении температуры обоих охлаждаемых высокотемпературных щшивдров

15 ЦВД 1 и ЦСД I 5, контролируемой с по- мощью датчиков 32 и 33, до заданной температуры процесс расхолаживания прекращают, для чего отключа от эжекторы 9 и 10.

СПОСОБ ЮЗДУШНОГО РАСХОЛАЖИВАНИЯ ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ путем сообщения фланцевых соединений цилиндров на входе с атмосферой и на выходе с воздухоотсасываюшим устройством и регулирования расхода охлаждающего воздуха в зависимости от величины относительных перемещений роторов, сообщения проточной части цилиндров с воздухоотсасывающим устройством и подачи в нее охлаждающего воздуха по достижении заданных минимальных значений относительных перемещений роторов, регулирования расходов охлаждающего воздуха в зависимости от отклонения текущего значения относительного перемещения ротора от нижней и верхней границ интервала его допустимых значений и сообщения проточной части с атмосферой, отличающийся тем, что, с целью снижения затрат энергии и упрощения способа, охлаждающий воздух подают в проточную часть с выхода фланцевь1х соединений, регулирование расходов осуществляют изменением расхода воздуха на воздухоотсасывающее уст- . i ройство из фланцевого соединения помимо проточной части, проточную часть сообщают (Л с атмосферой после прекращения сброса воздуха из фланцевых соединений помимо проточной части, а дальнейщее регулирование расходов охлаждающего воздуха осуществляют изменением расхода воздуха, подаваемого в проточную часть из атмосферы.