Совмещенный двухкорпусный цилиндр высокого и среднего давления паровой турбины Советский патент 1993 года по МПК F01D25/26 

Изобретение относится к турбиностро- ению паровых турбин.

Известен совмещенный двухкорпусный цилиндр высокого и среднего давления с пароапусками в центральной части, разделенными промежуточными уплотнениями, размещенными в едином внутреннем корпусе. Внутренний корпус размещен в наружном корпусе с образованием в осевом направлении межкорпусного пространства. Уплотнение позволяет сократить утечки пара из потока высокого давления в поток среднего давления, Часть утечек пара проходит в интервале между двумя устройствами уплотнения и удаляется в межкорпусное пространство. Таким образом, это пространство продувается паром с высокой

температурой, причем удаление происходит через средства тепловой защиты. Благодаря этой циркуляции, пара осуществляется кондиционирование внутреннего и .наружного корпусов, что позволяет снизить температуру наружного корпуса и уменьшить его размеры.

Однако производимое таким образом кондиционирование является несовершенным поскольку пар в межкорпусном пространстве имеет высокую температуру, что оказывает влияние на повышение температуры наружного корпуса и болтовых соединений корпусов,

Настоящее изобретение направлено на устранение указанных недостатков путем организации предварительного отбора пара

00 OJ

-

ел

-4 00

СА)

с более низкой температурой для кондиционирования внутреннего и наружного корпусов, а также из болтовых соединений за счет соответствующего конструктивного выполнения совмещенного двухкорпусного цилиндра.

Паровая продувка в межкорпусном пространстве охватывает все пространство от средств осевой установки корпусов до средства тепловой защиты.

Средства удаления пара снабжены средствами .регулирования расхода пара, что позволяет регулировать кондиционирование на заданном уровне.

Средства удаления пара соединены с входом устройства перегрева пара, питающего поток среднего давления.

Согласно изобретению по меньшей мере часть поверхности внутреннего корпуса в зоне входа пара в части высокого и среднего давления выполнена с покрытием из материала с низкой тепловой проводимостью.

Таким образом, уменьшают тепловые напряжения, возникающие на внутреннем корпусе в зоне самой горячей части потоков высокого и среднего давления.

На фиг.1 представлен осевой полуразрез совмещенного двухкорпусного цилиндра; на фиг.2 - предпочтительный вариант выполнения изобретения; на фиг.З - частичный разрез по плоскости А-А корпуса на фиг.2; на фиг.4 - частичный разрез по плоскости Б-Б корпуса на фиг.2; на фиг.5 - вид в перспективе детали корпуса, показанного на фиг.4.

Совмещенный двухкорпусный цилиндр паровой турбины, показанный на фиг.1, содержит ротор 1, содержащий часть 2 высокого и часть 3 среднего давления, разделенные частью 4, имеющей уплотнение. Внутренний корпус 5 вместе с частью 2 ротора формирует поток пара высокого давления и вместе с частью 3 - поток пара среднего давления. Внутренний корпус 5 размещен в осевом направлении внутри наружного корпуса 6 и соединен с последним посредством герметичных средств 7 осевой установки корпусов. Горячие части внутреннего корпуса 5 термически защищены герметичным тепловым экраном 8.

Цилиндр имеет вход 9 потока пара вы- сокого давления со средствами 10 впуска пара, выход 11 потока пара высокого давления с отводящим патрубком 12, соединенным через устройство 13 перегрева пара со средствами 14 впуска потока пара среднего давления на вход 15 части среднего давления Наружный корпус 6 и внутренний корпус 5 образуют вместе со средствами 7

осевой установки корпусов и тепловым экраном 8 межкорпусное пространство 16. Средства 7 и тепловой экран 8 удалены от входов 9 и 15 потоков пара высокого и среднего давления. Таким образом, межкорпусное пространство 16 охватывает все горячие части ступеней паровой турбины, омываемые потоками пара высокого и среднего давления.

0 Над частью 4 ротора размещены уплот- нительные прокладки 17 и 18, выполненные в виде одной детали, для отделения входа 9 потока пара высокого давления от входа 15 потока пара среднего давления. Во внутрен5 нем корпусе 5 вблизи теплового экрана 8 выполнено впускное отверстие 19 для подачи пара в межкорпусное пространство 16. Через это отверстие подается пар, отобранный на выходе одной из последних ступеней

0 части высокого давления турбины. В наружном корпусе 6 выполнено отводное отверстие 20, соединенное с патрубком 12 трубопроводом 21 отвода пара, снабженным органом 22 регулирования расхода-.

5 Этот орган может быть выполнен, например, в виде клапана. Таким образом, пар, выходящий из межкорпусного пространства 16, подвергается рециркуляции через устройство 1.3 перегрева пара.

0 Выбрав определенную ступень, из которой отбирается пар, можно обеспечить соответствующую температуру пара, продувающего межкорпусное пространство 16. Благодаря органу 22 регулирования рас5 хода пара можно регулировать распределение температур вдоль оси турбины. Возможно выполнение нескольких отверстий 20 для отвода пара, симметрично расположенных вокруг оси корпуса,-при этом

0 каждое из них соединяется с патрубком 12 трубопроводом 21, снабженным органом 22 регулирования, причем посредством управления органами регулирования можно воздействовать на охлаждение межкорпусного

5 пространства 16 по азимуту. Таким образом, пар, продувающий межкорпусное пространство, оптимально кондиционирует внутренний и наружный корпусы 5 и 6, что позволяет иметь небольшой тепловой гра0 диент, а также низкие температуры болтовых соединений, что, в свою очередь, позволяет снизить размеры болтов и наружного корпуса. Выполнение теплового экрана 8 герметичным позволяет защищать

5 горячие части устройства от любого случайного проникновения холодного пара, поступающего с выхода потока высокого давления, Часть внутреннего корпуса 5 вблизи входа 9 потока пара высокого давления выполнена .с покрытием 23 из материала с низкой тепловой проводимостью. Аналогично выполнена часть внутреннего корпуса 5 вблизи входа 15 потока пара среднего давления.

На фиг.2, 3 внутренний корпус 5 вблизи теплового экрана 8 имеет приливы 24, выполненные с каналами 25, 26, 27, 28, обеспечивающими подачу пара в межкорпусное пространство. Возможно выполнение корпуса 5 с несколькими аналогичными приливами, симметрично расположенными по отношению к оси корпуса турбины.

На фиг.2, 4, 5 показано выполнение средства 7 осевой установки корпусов, содержащего часть 29, жестко связанную с внутренним корпусом 5 и контактирующую с частью 30, жестко связанной с наружным корпусом 6, который вблизи места контакта выполнен с дополнительными отверстиями 33 и полостью 34 для отвода пара к регулирующему органу 22, при этом в отверстии 35 отвода пара размещен входной участок 36 трубопровода 21 отвода пара.

Турбина с заявленным цилиндром работает следующим образом.

Пар поступает в центральную часть двухкорпусного цилиндра на вход 9 части высокого давления, частично срабатывается в последней и через устройство 13 перегрева поступает на вход 15 части среднего давления. Между двумя этими частями установлены уплотнительные прокладки 17, 18, позволяющие сократить утечки пара из потока высокого давления в поток среднего давления. В зоне последних ступеней части высокого давления осуществляется отбор пара в межкорпусное пространство 16. Отбор пара осуществляется через впускное отверстие 19, выполненное во внутреннем корпусе 5 вблизи теплового экрана 8. Отбор пара может осуществляться посредством системы каналов 25-28. представленной на фиг.2, 3. При этом выполнение тепловой защиты в виде герметичного экрана 8 не дает возможности проникновения холодного пара с выхода 11 потока высокого давления к горячим частям устройства. Наружный корпус 6 выполнен с отводным отверстием 20 в зоне выхода пара из межкорпусного пространства 16, причем отверстие 20 выполнено вблизи средства 7 осевой установки корпусов. Через указанное отверстие 20 пар отводится из межкорпусного пространства 16 по трубопроводу 21 с органом 22 регулирования расхода пара к выходному патрубку 12 части высокого давления, что позволяет осуществлять подачу пара из межкорпусного пространства в устройство 13 перегрева пара. Отвод.: пара из межкор- лусного пространства может осуществляться посредством системы отверстий и каналов, изображенных на фиг.2. 4, 5. При этом в отводящем отверстии 35 размещен погружной участок 36 трубопровода 21 отвода 5 пара.

Организация подвода пара в межкорпусное пространство и отвода его из последнего может осуществляться путем симметричного расположения относитель- 0 но оси корпусов турбины вышеописанных средств, причем путем воздействия на каж- дый орган 22 регулирования можно оказывать влияние на охлаждение в межкорпусном пространстве по азимуту. 5 Осуществление подвода пара в межкорпусное пространство и отвода его из по- .следнего вышеописанным образом позволяет улучшить условия прогрева и охлаждения корпусов совмещенного цилинд0 ра высокого и среднего давления паровой турбины с паровпусками проточных частей в его центральной части.

Формула изобретения

1. Совмещенный двухкорпусный ци5 линдр высокого и среднего давления паровой турбины с паровпусками проточных частей в центральной части, разделенными промежуточным уплотнением, установленным в едином внутреннем корпусе, между

0 которым и наружным корпусом расположено межкорпусное пространство, при этом внутренний корпус установлен в осевом направлении в наружном корпусе и соединен с ним средствами осевой установки, жестко

5 связанными с наружным и внутренним корпусами и опорными элементами, отличающийся тем, что, с целью улучшения условий прогрева и охлаждения, он снабжен герметичным средством тепловой защиты,

0 установленным между корпусами в зоне выходного патрубка высокого давления ив зоне которого выполнен канал отбора пара, сообщающий промежуточную часть с межкорпусным пространством, а в зоне средств

5 осевой установки в наружном корпусе выполнено отверстие отвод пара, к которому подключен трубопровод отвода пара с установленным на нем регулирующим органом, при этом средства осевой установки распо0 ложены в зоне выходного патрубка среднего давления.

2.Цилиндр по п.1,отличающийся тем, что трубопровод отвода пара подключен к выходному патрубку высокого давле5 ния.

3.Цилиндр по пп.1 и 2, отличающий с я тем, что в наружном корпусе выполнены симметрично расположенные в плоскости поперечного сечения цилиндра дополнительные отверстия отвода, сообщенные с регулирующим органом, позволяющим регулировать по азимуту охлаждение межкорпусного пространства.

4.Цилиндр поп.1, от л и ч ающийся тем, что внутренняя поверхность внутреннего корпуса в зоне паровпусков снабжена термозащитным покрытием с низкой теплопроводностью.

5.Цилиндр по п.1, отличающийся тем, что внутренний корпус снабжен приливами, выполненными со стороны наружной поверхности, в зоне герметичного средства

тепловой защиты, и дополнительными каналами отбора пара, выполненными в приливах и расположенными симметрично оси цилиндра.

6. Цилиндр по пп. 1-3, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что в средствах осевой установки внутреннего и наружного корпусов выполнены сообщенные между собой соответственно канавки и полость, последняя из которых сообщена с отверстием отвода, в котором расположен входной участок трубопровода отвода пара.

Использование: в турбиностроении, преимущественно для паровых турбин с совмещенным двухкорпусным цилиндром высокого и среднего давления, имеющим центральные паровпуски в части высокого и среднего давления. Сущность изобретения: цилиндр имеет наружный и внутренний корпуса 6 и 5 соответственно, установленные с образованием межкорпусного пространства 16. Корпус 5 выполнен с впускным отверстием 19 для пара, отбираемого из последних ступеней части высокого давления турбины на кондиционирование межкорпусного пространства 16. Корпус 6 выполнен с отводным отверстием 20. подсоединенным посредством трубопровода 21 отвода пара с регулирующим органом 22 к патрубку 12, для обеспечения циркуляции пара из межкорпусного пространства через устройство 13 перегрева пара перед подачей последнего на вход 13 части среднего давления, 5 з.п.ф-лы, 5 ил.

/

//

11,

&Ј

22

/

g.

фс/г-4 6

pi/&5

31