УСТРОЙСТВО ТЕПЛОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ ДЛЯ ТУРБИН ВЫСОКИХ ПАРАМЕТРОВ РАБОЧЕГО ТЕЛА Советский патент 1968 года по МПК F02C7/24 

Описываемое изобретение относится к тепловой изоляции энергетического оборудования и может быть применено на электрических станциях для изоляции турбин всех типов.

В настоящее время для изоляции турбин применяют теплоизоляционные конструкции из гибких оболочек с волокнистым или зернистым заполнителем. На изолируемой поверхности их укрепляют, накалывая на штыри, привариваемые к специальному каркасу, установленному на корпус турбины. Сложность конфигурации корпуса турбины и наличие выступающего металлического каркаса, к которому крепятся теплоизоляционные матрицы, нарушают плотность прилегания первого теплоизоляционного слоя к изолируемой поверхности. Отсутствие плотной стыковки отдельных элементов теплоизоляционной конструкции позволяет воздушным потокам проникать через толщину изоляции непосредственно к металлу корпуса турбины, вызывая его местное охлаждение. Недостаточно надежен метод крепления изоляционных матрацев, которые (в случае применения гладких штырей) сползают и отстают от изолируемой поверхности под действием вибрации и собственного веса. После определенного времени работы теплозащитные свойства применяемых теплоизоляционных матрацев ухудшаются из-за того, что под действием вибрации нерасплавленные включения, находящиеся в минеральной или стеклянной вате, становятся подвижными относительно волокон ваты и разрушают их. В теплоизоляционных матрацах, изготовленных из сыпучих материалов, например из перлитного песка, под действием вибрации зерна различного фракционного состава перераспределяются, в результате меняется как структура пор в матраце, так и его форма.

Все перечисленное выше, в конечном счете влияет на надежность и быстроту пуска турбин, так как некачественная изоляция создает большую разность температур верха и низа корпуса турбины, которые задерживают пуск турбины до полного ее охлаждения, т.е. на десятки часов.

Предложенное устройство тепловой изоляции для турбин высоких параметров рабочего тела отличается от известных тем, что металлические стенки корпуса турбины покрыты слоем высокотемпературостойкой асбесто-перлитной мастики на связке из жидкого стекла.

Для фиксации теплоизоляционных матрацев к штырям прикреплены металлические шайбы, а матрацы разделены по толщине и периметру прокладками, что облегчает монтаж устройства и повышает его вибростойкость.

Предлагаемое устройство обеспечивает пуск турбины из любого состояния при значении разностей температур металла корпуса турбины, не превышающем рекомендованные величины.

На чертеже схематически изображено описываемое устройство.

На поверхности корпуса 1 турбины смонтирован каркас 2 из полосовой стали (ширина 40 мм и толщина 3-4 мм), который плотно подгоняется к корпусу и крепится на болтах или электросваркой через каждые 400-500 мм. К каркасу приваривают металлические штыри 3 (диаметр 7 мм и длина 550 мм) с шагом около 300 мм. Штыри обязательно заострены с свободного конца. Затем на поверхность корпуса турбины наносят слой асбесто-перлитной мастики 4 (30-40 мм). При температуре теплоносителя более 570°С толщина мастичного слоя увеличивается. Мастичный слой служит для выравнивания поверхности корпуса турбины и закрывает каркас, препятствуя проникновению к металлу конвективных потоков холодного воздуха и обеспечивая плотное прилегание последующего изоляционного слоя.

В состав мастики входят, в % по объему: вспученный перлит (фракции до 2 мм) около 60, асбест (V или VI сорт) около 25, жидкое стекло (уд. вес 1,38) около 15. Кроме того (сверх 100%), входят кремнефтористый натрий 1,5% и вода - до удобоукладываемой консистенции.

Примерные теплофизические показатели мастики:

Объемный вес: 350 кг/м³

Коэффициент теплопроводности 0,78+0,00014 ср. ккал/м. час°С.

Предельная температура применения 700°С.

На поверхность мастичного слоя укладывают слой перлитных или совелитовых плит 5 (толщина 50 мм). При температуре теплоносителя более 570°С плиточный слой увеличивают по толщине из расчета получения на наружной поверхности плитного слоя температуры не более 450°С. Установленные на мастике плиты дополнительно закрепляют проволочными струнами, натянутыми между штырями по наружной поверхности плит. Плиточный слой позволяет снизить температуру на его наружной поверхности до такой, при которой возможно применение стекловаты, из которой изготовлены гибкие элементы (матрацы) 6, уложенные на плитах. Толщина матрацев 120 мм из расчета коэффициента монтажного уплотнения - 1,2 с тем, чтобы после монтажа каждый слой матрацев имел толщину не менее 100 мм. Сверху турбины монтируют 2-3 слоя матрацев по 100 мм каждый, снизу - 3-5 слоев матрацев по 100 мм каждый.

Теплоизоляционный слой из матрацев должен обеспечить равномерность теплового потока, проходящего через все элементы турбины, равный рост или падение температуры металла различных участков корпуса турбины и, наконец, нормированную температуру поверхности изоляции и нормированные потери тепла, проходящего через изоляцию.

Крепление матрацев осуществляют следующим образом. Матрац накладывают на штыри 3. Поверх него на штыри надевают металлические шайбы 7 размером около 70×70×1,5 мм, которыми слегка поджимают матрац. Затем шайбы прихватывают к штырям электросваркой. Каждый слой матрацев дополнительно подтягивают проволочными струнами, натянутыми между штырями. Между собой матрацы плотно стыкуются.

Снизу турбины последний слой вместо проволочных струн подтягивают бандажами 8 из стальной ленты (0,5-1,0 мм), надетой на штыри под шайбы. Сверху последнего слоя матрацев по штырям натягивают витую металлическую сетку 9, на которую наносят асбестоцементную штукатурку 10 (15 мм). Штукатурка предохраняет основной теплоизоляционный слой от механических повреждений и от попадания влаги и масла.

1. Устройство тепловой изоляции для турбин высоких параметров рабочего тела, содержащее металлический каркас с прикрепленными к нему штырями, температуроснижающей (плиточный) слой, слой из теплоизоляционных матрацев и штукатурный слой, отличающееся тем, что, с целью улучшения теплоизоляции, металлические стенки корпуса турбины покрыты слоем высокотемпературостойкой асбесто-перлитной мастики на связке из жидкого стекла.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью удобства монтажа, к штырям прикреплены металлические шайбы для фиксации теплоизоляционных матрацев.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью повышения вибростойкости, матрацы разделены по толщине и периметру прокладками.