Способ охлаждения выхлопного патрубка паровой турбины Советский патент 1980 года по МПК F01D25/30 F01D5/28 

(54) СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ ВЫХЛОПНОГО ПАТРУБКА ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ

1

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при эксплуатации конденсационных паров турбин на режимах холостого хода и пониженных нагрузок и теплофиксационных турбин на 5 режимах полной тепловой нагрузки, т. е. при малых пропусках пара в часть низкого давления.

Известеи способ охлаждения выхлопного патрубка паровой турбины путем подачи ю конденсата через распыливающее устройство в паровое пространство патрубка.

Конденсат при этом отбирают после конденсатных насосов или после охладителя эжекторов, и его температура близка к 15 температуре насыщения при давлении в конденсаторе. При этом количество конденсата, подаваемое на охлаждение, не регулируется и остается постоянным, что является недостатком данного способа, так 20 как не позволяет поддерживать необходимое тепловое -состояние выхлопной части турбины.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому ре- 25 зультату является известный способ охлаждения выхлопного патрубка наровой

турбины, заключающийся в распылении охлаждающей воды через установленные в патрубке распылительные устройства. При этом температуру пара в выхлопном патрубке автоматически регулируют путем включения и отключения подачи воды к форсункам в зависимости от нагрузки турбины и вакуума, что позволяет избежать перегрева в части низкого давления. Охлаждение пара и конструктивных элементов выхлопа происходит за счет испарения воды.

Недостатком данного способа является то, что неиспарившиеся капли воды, попадая на выходные кромки рабочих лопаток турбины, вызывают их эрозию, что может привести к поломкам лопаток и снижает надежность работы турбины.

Целью изобретения является повышение надежности турбины путем увеличения дисперсности распыливаемой воды.

Для достижения этой цели охлаждающую воду подают в распылительные устройства с температурой не менее чем на 30°С превышающей температуру насыщения водяного пара при давлении в выхлопном патрубке. При этом расход охлаждающей воды регулируют в зависимости от температуры металла выхлоиного патрубка.

На чертеже схематически изображена паротурбинная установка, в которой осуществлен описываемый способ.

В выхлопном патрубке 1 паровой турбины 2 установлены распылительные устройства 3, одно из которых размещено за последней рабочей лопаткой части низкого давления турбины 2, а второе - перед конденсатором 4. Трубопровод 5 подвода воды к распылительным устройствам 3 имеет регулирующий клапан 6 и подключен к водяной магистрали после теплообменника 7, в качестве которого может быть использован один из регенеративных или сетевых подогревателей. При этом целесообразно выбрать такой подогреватель, на выходе из которого на всех режимах работы турбины температура воды будет выше температуры насыщения для максимально допустимого давления в конденсаторе на величину не менее 30°С.

В выхлопном патрубке 1 и конденсаторе 4 имеются датчики 8, 9 измерения соответственно давления пара и температуры металла выхлоиного патрубка.

Способ осуществляют следующим образом.

Измеряют с помощью датчика 8 давление в конденсаторе 4 и определяют температуру насыщения водяного пара, соответствующую этому давлению. В теплообменнике 7 нагревают воду до температуры, превыщающей температуру насыщения не менее чем на 30°С, и подают эту воду по трубопроводу 5 через регулирующий клапан 6 к распыливающим устройствам 3. С помощью датчика 9 измеряют температуру металла выхлопного патрубка 1 и регулируют, воздействуя на клапан 6, расход подводимой воды до получения допустимой температуры металла при минимальном расходе охлаждающей воды.

Нагрев воды до температуры, превыщающей температуру насыщения, обусловлен тем, что при истечении из форсунок или сопл перегретой воды происходит резкое

дробление капель до образования тумана вследствие превыщения внутренней энергии капель (теплосодержания) энергии, соответствующей равновесному состоянию при давлении среды, в которую происходит истечение. Этот эффект начинает проявляться уже при температуре охлаждающей воды, превыщающей температуру насыщения, соответствующую давлению в конденсаторе, на Л/° 30°С, а с ростом А/ интенсивность дробления увеличивается. Максим ально допустимая величина перегрева определяется температурой охлаждающей воды, значение которой во избежание вскипания не должно превыщать температуру насыщения, соответствующую давлению воды в подводящем тракте.

Таким образом, благодаря перегреву охлаждающей воды не менее чем на 30°С выще температуры насыщения при давлении в конденсаторе, охлаждение выхлоиного патрубка производят влажным паром с мелкодисперсной влагой при отсутствии крупных капель, причем основная часть влаги испаряется при тепло- и массообмене с горячим паром, что устраняет эрозионное повреждение выходных кромок рабочих лопаток последней ступени и, следовательно, увеличивает надежность турбины в работе.

Формула изобретения

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что расход охлаждающей воды регутируют в зависимости от температуры металла выхлопного патрубка.