Способ регулирования нагрузки многоцилиндровой паровой турбины с регенеративными отборами пара Советский патент 1993 года по МПК F01D17/20 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при эксплуатации паровых турбин тепловых и атомных электростанций.

Цель изобретения - повышение экономичности, маневренности и надежности турбины.

Указанная цель достигается тем, что в способе регулирования нагрузки многоцилиндровой паровой турбины с отборами пара путем регулирования расхода пара, проходящего через проточную часть цилиндров турбины его дросселированием паро- распределительными органами этих цилиндров регулирование пара производят последовательным изменением положения регулирующих органов (дросселированием) на выходе из цилиндров турбины (на входе в последующий цилиндр), начиная с последнего по ходу пара, до достижения предельно допустимого, по условиям прочности, давления за последней ступенью этих цилиндров: при уменьшении нагрузки производят последовательное повышение давления за цилиндрами (снижение вакуума в конденсаторе турбины уменьшением расхода охлаждающей воды, прикрытие парораспределительных органов или дополнительно установленных заслонок в ресиверах подвода пара к цилиндрам низкого давления турбины, прикрытия парораспределительных органов или дополнительно установленных заслонок в паропроводах на входе в цилиндры среднего давления, прикрытием парораспределительных органов на входе в цилиндр высокого давления, а при увеличении нагрузки турбины полное открытие регулирующих органов цилиндров (снижение давления пара за цилиндрами) и увеличение вакуума в конденсаторе турбины производят в обратной последовательности.

На чертеже представлена принципиальная схема регулирования нагрузки моного- цилиндровой паровой турбины с отборами пара, реализующая описываемый способ.

Паровая турбина, содержит цилиндры высокого (ЦВД) 1, среднего (ЦСД) 2 и низкого (ЦНД) 3 давления с отборами пара 4, 5, б из этих цилиндров, соответственно, электрический генератор 7, конденсатор 8, пароел

с

00

ел

00 (л) О

распределительные (регулирующие) органы 9, 10, 11 на входе, соответственно, в ЦВД, ЦСД, ЦНД, датчики давления 12, 13 и 14 на выходе их этих цилиндров, соответственно, циркуляционный насос 15, запорно-регули- рующий орган 16 на циркводоводе, регуляторы давления пара 17, 18 и 19 (по заданию регулятора нагрузки 20) на выходе из цилиндров низкого, среднего и высокого давлений, соответственно и регулятор нагрузки турбины 20.

Способ регулирования нагрузки турбины осуществляется следующим образом.

При снижении нагрузки турбины, работающей с полностью открытыми парораспределительными (регулирующими) органами на входе в цилиндры турбины и нормальным вакуумом по заданию регулятора нагрузки 20 подается сигнал регулятору давления пара 1.7 в конденсаторе (выхлопном патрубке) турбины, который через исполнительный механизм (на схеме не показан) воздействует на закрытие регулирующего органа 16 на циркводоводе или на снижение подачи циркуляционного насоса 15 до определенного значения повышения давления в конденсаторе, измеряемого датчиком 14 и определяемого, например, допустимой температурой пара на входе в конденсатор турбины. При необходимости дальнейшего снижения нагрузки турбины по заданию регулятора нагрузки 20 последовательно подается сигнал регулятору 1.8 на повышение давления за следующим (в направлении увеличения давления пара) после ЦНД цилиндром среднего давления. Регулятор 18 через исполнительный механизм (привод) воздействует на закрытие регулирующего органа 11 на входе в ЦНД до требуемого, по условиям снижения нагрузки турбины, значения повышения давления на выходе из ЦСД. Датчик давления 13 измеряет это давление и обеспечивает отключение регулятора 18 при достижении предельно допустимого (заданного), по условиям прочности, давления на выходе из ЦСД. При дальнейшем снижении нагрузки турбины аналогично, как и для ЦСД, регулятором 19 производится прикрытие регулирующего органа 10 на входе в ЦСД до предельно допустимого значения давления на выходе из ЦВД, фиксируемого датчиком давления 12, И только после исчерпания возможностей снижения нагрузки турбины последовательным повышением давления за цилиндрами регулятор нагрузки 20 через привод (на чертеже не показан) воздействует на прикрытие регулирующего органа 9, снижающего расход свежего пара в ЦВД турбины.

При необходимости повышения нагрузки турбины полное открытие регулирующих органов производится в обратной последовательности (перед ЦВД, ЦСД. ЦНД, снижение давления в конденсаторе турбины (9.10, 11 и 16 соответственно) или при аварийном увеличении нагрузки турбины одновременным открытием всех парораспределительных органов и ускоренным набором

вакуума. В схеме регулирования предусмотрена автоматическая блокировка на открытие регулирующего органа 11 на входе в ЦНД 3. до набора нормального вакуума в конденсаторе 8.

Регулирование нагрузки по предложенному способу при работе турбины на нагрузках ниже номинальной приводит к дросселированию только части потока пара, проходящего через прикрытый регулирующий орган и не приводит к дросселированию той части пара, которая поступает в отборы турбины, расположенные по ходу пара до этого регулирующего органа, что повышает экономичность. Так как дросселирование пара в области более низкого давления приводит к более значительному снижению располагаемого теплоперепада- это позволяет увеличить скорость изменения мощности турбины, что улучшает ее маневренность. Кроме этого, поскольку давление пара перед турбиной сохраняется постоянным, то при полностью открытых регулирующих клапанах температура высокотемпературных Деталей турбины остается

неизменной. Благодаря этому при изменении нагрузки отсутствуют неравномерность температурных полей в поперечных сече- - ниях корпуса турбины, вызывающая термические напряжения, не появляются

относительные тепловые расширения (или укорочения) ротора, снижаются изгибающие напряжения, особенно динамические, в лопатках первой ступени. Перечисленные обстоятельства заметно улучшают надежность и маневренность турбины.

Экономический эффект от использования изобретения определим применительно к базовому объекту - паровой турбине мощностью 100 МВт, При работе турбины

на частичных нагрузках в диапазоне 50-90% от номинальной повышение мощности турбины, по сравнению с прототипом, достигает 0,5-1,5%.

Формула изобретения

5 Способ регулирования нагрузки многоцилиндровой паровой турбины с регенеративными отборами пара путем измерения давления за цилиндрами и регулирования расхода пара изменением положения регулирующих органов, отличающийся

тем, что, с целью повышения надежности, при понижении нагрузки закрытие регулирующих органов производят последовательно, начиная с последнего по ходу пара

условиям прочности давления за соответствующим цилиндром, а при повышении нагрузки открытие регулирующих органов производят в обратной последовательно

Использование: теплоэнергетика, эксплуатация паровых турбин тепловых и атомных электростанций. Сущность изобретения: для повышения экономичности, маневренности и надежности турбины, регулирование ее нагрузки производят последовательным изменением положения регулирующих органов до достижения предельно допустимого по условиям прочности давления за соответствующим цилиндром. 1 ил.

до достижения предельно допустимого по 5 сти.