Паротурбинная установка Советский патент 1980 года по МПК F01D25/12 F01K13/02 

(54) ПАРОТУРБИННАЯ УСТАНОВКА

1

Изобретение относится к энергомашиностроению и может быть использовано в турбинах, имеющих промежуточноег уплотнение и работающих в блоках с прямоточными котлами.

Известны паротурбинные установки, содержащие двухстенный цилиндр с расположенным в центральной части паровпуском высокого и среднего давления, в котором к каналам подачи свежего пара в промежуточное уплотнение подключены специальные каналы подачи пара из камеры регулирующей ступени. Охлаждающий пар из камеры промежуточного уплотнения отводится по каналу для охлаждения ротора среднего давления 1.

Недостатком такой паросиловой установки является то, что усложнение конструкции практически не снимает проблемы возникновения трещин в зоне промежуточного уплотнения ротора высокого давления.

Известны также паротурбинные установки, содержащие парогенератор со встроенным сепаратором и турбину с двухстенным корпусом, центральным подводом пара и внутренним уплотнением ротора 2.

Недостатком такой паросиловой установки является то, что ротор в зоне промежуточного уплотнения - один из наиболее повреждаемых узлов установки. Эта зона ротора омывается смесью свежего пара и , пара, поступающего из камеры регулирующей ступени, что снижает экономичность турбоустановки, так как этот пар не работает в первом потоке цилиндра высокого давления. Остаточные напряжения, возникающие при переходных режимах в зоне

10 концентраторов на поверхности ротора, быстро релаксируют под действием высокой температуры, что является одной из основных причин развития термоусталостных трещин. Для уменьшения скорости развития этих трещин увеличивают продолжительность

пусковых режимов. Это приводит к увеличению пусковых потерь топлива и ухудщению маневренности паротурбинной установки.

Цель изобретения - повыщение надеж20 кости и маневренности путем охлаждения ротора в зоне внутреннего уплотнения.

Поставленная цель достигается тем, что проточная часть уплотнения сообщена со встроенным сепаратором пароподводящим

трубопроводом, на последмгг у::таноь. регулирующий клапан, а к его Г1рииоду го,/.;ключены датчики тe iпepaтvpы паэ е ceni раторе и относительного рзсишпенил рог:.;,..-;,

На чертеже мзсбражена n3pocK.:5i;r;q установка.

Она содержит .парогенеоатор ; :(:.:.:, рительными 2 и перегревательик; ;: с гго легп-:ностями, между которыми размег,: вс рОлнный сепаратор 4 с запорной н регул1-:оу;ош,си арматурой 5, соединенный пароподводящим трубопроводом 6, на котором устаковлен регулирующий клапан , с камерой 8 знутреинего уплотнения 9 через канал 10, вьшзлненный в центральной части двухстеннслэ корпуса 11 паровой турбины. Регулирующ /й клапан 7 подключен к датчикам 12 и Z /гемпературы пара в сепараторе 4 и относительного расширения ротора.

Камера 14 регулирующей ступени сообщена по пару с перной ступенью 15 пост; поворота потока через ме ккор1;усное пространство 16 и внутреннее уплотнение 9 ротора 17 с дисками iS. На подводятиевл трубопроводе 6 установлен отсечной Y.KZнан 19, привод которого по защите СБяаягс те.мперзтурой пара в сепараторе и стопорным клапано.м 20 турбины.

Паротурбинпая установка работае следующим образом.

В период пуска при достижении во встроенном сепараторе 4 температуры, нахо.пящейся в диапазоне: температура насыще1г:йй при давленни в сепараторе плюс 30°С, температура в камере 14 регулирующей ступени минус 50-70°С, открывается регулируюндий клапан 7 и пар по пароподводяшему трубопроводу 6, каналу 10 поступает в камеру 8., где разделяется на два пото.ча - один через часть внутрепнего уплотнения 9 поступает в камеру 14 регулируюпдей ступени высокого давления, а другой - в первую ступень 15 после поворота потока в межкорпусном пространстве 16. , образок, участок ротора 17 в зоне внутреннего уплотнення 9, камеры 14 регулирующей ступени и первой ступени 15, а также диски 18 ротора 17 будут охлаждаться паром, расход которого регулируется клапаном 7 по импульсам датчиков 12 и 13. В случае аварийного отключения турбины при закрытии ее стопорного клапана 20 закроется и отсечной клапан 19, а также и в случае выхода температуры пара в сепараторе 4 за пределы указанного диапазона.

При работе на стационарном режиме запорно-регулирующая арматура 5 встроенного сепаратора 4 частично открыта и пар поступает в камеру 8 внутреннего уплотнения 9 для охлаждения. Температура наружной поверхности ротора 17 в зоне внутреннего уплотнения 9 поддерживается на уровне, обеспечивающем накопление суммарной относительной повреждаемости ротора меньше единицы.

;:;торои импульс для регулирования тем1 С;ратуры охлаждающего пара подается от ...атчвка 13 относительного расширения ро.лра. Температура охлаждающего пара устаНпйЛпвается так, чтобы при выполнении описаяного выще условия, величина относительного расп:ирения ротора была не менее той, котооая обеспечивает величину осевого зазора j3 зоне первых, ступеней ротора, равную величине осевого разбега ротора в упорном под шй он яке плю-с ОД-0,3 мм, что приводит к сугдественному уменьшению осевых зазор;8, к, тем самы:., к повышению экономичйсс-л пои обеспечении требуемой надежност/ и :,:акевренности.

Кроме того, за счет вытеснения пара эъсокой темпер- туры, эта доля пара совершаег полезную работу в ступенях цилиндра .;ыг;о:.сго даьления, что повышает его КПД. TTtJii 3To.s практически исключаются накопп-: :Кп статической составляющей повреждае:; ости, а циклическая составляющая повреждаемости, возникающая при нестационарных , существенно уменьщается. Тан генг й:-;:лькый подво.д пера в камеру 8 уменьааег кязкочг с-отную вибрацию ротора.

Сое.циненке .встроенного сепаратора с (Гто зчиой частгзю внутреннего уплотнения позволяет на всех режимах получать пар, требуемый д.. ох.ла:-кдения ротора парамет-ггь надежность, маневренность

.4 ПОВ )сть паротурбинной установки. к::0е т.зхническое рещение мо10ль50Б.зно, как в описываемой установке, так и в других пароновках, например, с совмещенрЕмлн высокого и среднего дав1оложен}-;ем их паровпусков в чзсти цилиндра.

Аоркула изооретения

( йрстурбннлгя установка, содержащая г;:50о. еператор со встроенным сепаратором к турбину с двухстенным корпусом, центральны подводом пара и внутренним уплотнением ротора, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности и маневренности путем охлаждения ротора в зоне внутреннего уплотнения, проточная часть уплотнения сообщена со встроенным сепаратором по.двоп. трубопроводом. На последнем установлен регулирующий клапан, а к его приводу подключены датчики температуры пара в сепараторе и относительного расширения ротора.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

2.Рыжков В. К. и др. Паровая турбина К-1200-240-3 ЛМЗ. «Теплоэнергетика, 1976, № 5, с. 4.