Предохранительное сбросное устройство паровой турбины Советский патент 1982 года по МПК F01D21/14 

I

Изобретение относится .к теплоэнергетике и может быть использовано на тепловых электрических станциях для защиты Паровых турбин от повышения величины давления в камерах отборов выше предельно допустимой.

Известно предохранительное сбросное устройство паровой турбины, содержащее предохранительные клапаны , подключенные выхлопным трубопроводом к отсекам турбины, расположенным за регулирующим органом ее части низкого давления ГЧНД), а клапан имеет две камеры, разделенные чаш кой и находящиеся под вакуумом 1 .

Недостатками такого устройства являются пониженная точность срабатывания из-за зависимости давления срабатывания от давления в камере проточной части турбины, куда осуществляется сброс пара, который в свою очередь определяется режимом работы турбины, возможная перегрузка последних ступеней в теплофикационных турбинах, у которых максимальный расход пара через ЧНД меньше максимального расхода через турбину (при сбросе всего расхода в ЧНД), а также подсосы воздуха в паровое пространство через шток клапана при установке на клапане рычажно-грузового устройства, требующего вывод штока из корпуса клапана.

10

Известно также предохранительное сбросное устройство паровой турбины с отбором пара и имеющей конденсатор и конденсатный насос, содержащее клапак со штоком, соединенным с

ts чашкой, взаимодействующей с седлом, расположенным между пароотводящей камерой, подключенной к приемному патрубку конденсатора и пароотводящей камерой , подключенной.к трубопроводу

го отбора пара турбины, и камеру охлаждающей воды , сообщенную трубопроводом подвода конденсата с напорным патрубком конденсатного насоса 2. К недостаткам этого устройства Следует- отнести протечки охлаждающей .воды через зазор между чашкой и седлом, что создает повышенные температурные градиенты на чашке клапана, омываемой как горячим паром из камеры отбора, так и охлаждающей водой, что в свою очередь приводит к повышенной повреждаемости чашки и снижению надежности клапана и устройства в целом, а также зависимость давления срабатыванияот давления в приемном патрубке конденсатора, что снижает точность работы устройства при а варийной потере электроэнергии собственных нужд, когда из-з остановки циркуляционных и конденсат ных насосов повышается давление в конденсаторе. Цель изобретения - повышение надежности при работе турбины в стацио нарных режимах и при аварийной потер энергии собственных нужд. Указанная цель достигается тем, что клапан снабжен упругой тарелью и дополнительным седлом, расположенны между камерой охлаждающей воды и па роотводящей камерой и взёимодейству щим. через уплотняющий поясок с упру гой тарелью, закрепленной на штоке. При этом трубопровод подвода кон денсата дополнительно подключен к резервной емкости конденсата. Кроме того, диаметр уплотняющего пояска выполнен равным посадочному диаметру чашки клапана. На чертеже изображена схема предохранительного сбросного устройства паровой турбины. Паровая турбина 1 содержит конденсатор 2 с приемным патрубком 3, трубопровод k отбора пара, конденсатный насос 5 (источник охлаждающей воды) и клапан 6 со штоком 7, со диненным с чашкой 8, взаимодействую щей с седлом 9, расположенным между пароотводящей камерой 10 и пароподводящей камерой 11 , подключенными к приемному патрубку 3 конденсат ра 2 и трубопроводу k отбора пара турбины 1 соответственно. Клапан 6 снабжен закрепленной на штоке 7 упругой тарелью 12 с уплотняющим по яском 13 и взаимодействующим с посл ним дополнительным седлом 14. Конден- 55 до

сатный насос 5 соединен с камерой 15 охлаждающей воды, которая подключена к резервной емкости 16 конденса92

ции конденсатора 2 температуры. Причем даже при аварийной потере энергии собственных нужд, т.е. при непоступ4та трубопроводом 17 с обратными клапанами 18 и 19, между которыми подключен трубопровод 20 подвода конденсата в камеру 15 охлаждающей воды, последняя трубопроводом 21 отвода конденсата подключена между конденсатором 2 и конденсатным насосом 5Для обеспечения разгрузки клапана 6 от давления пара в пapootвoдящей камере 10 диаметр упругой тарели 12 выполнен равным посадочному диаметру чашки 8 клапана 6. Для упрощения технологичности упругая тарель может быть выполнена в виде подпружиненного диска. Предохранительное сбросное устройство работает следующим образом. При давлении в трубопроводе t отбора пара (камере отбора) ниже давления срабатывания клапана 6 чашка 8 прижата к седлу Э а уплотняющий поясок 13 упругой тарели 12 прижат к дополнительному седлу 1+. За счет упругости тарели 12 осуществляется одновременное уплотнение как на посадочной поверхности чашки В и седла 9, так и на посадочной поверхности уплотняющего пояска 13 и дополнительного седла Н. в аварийной ситуации, т.е. когда давление в трубопроводе 4 отбора пара камере отбора возрастает до величины давления срабатывания, под действием усилий, приложенных к чашке 8 клапана 6, последняя перемещается, открывая аварийный сброс пара из трубопровода Ц отбора пара в приемный патрубок 3 конденсатора 2. Одновременно с чашкой 8,перемещается и шток 7- При перемещении штока 7 на ход большей величины деформации упругой тарели 12 (т.е. практически в момент срабатывания клапана 6) открывается подвод охлаждающей воды из камеры 15 охлаждающей воды через кольцевую щель между уплотняющим пояском 13 и дополнительным седлом 1, образовавшуюся в результате подъема уплотняющего пояска 13 упругой тарели 12. В результате смешения в пароотводящей камере 10 встр1ечных потоков пара из пароподводящей камеры 11 и воды (конденсата) из камеры 15 охлаждающей происходит охлаждение пара допустимой по условиям эксплуаталении охлаждающей воды, например при остановке конденсатных насосов j подвод охлаждающей воды не прекращается, так как камера 15 охлаждающей воды соединена с резервной емкостью 16 конденсата.

Очевидно, что при равенстве диаметра уплотняющего пояска 13 упругой тарели 12 и посадочного диаметра чашки 8 клапана 6 давление срабатывания не зависит от давления в конденсаторе 2 турбины 1. Этим исключается подсос воздуха в паровое пространство пароотводящей камеры 10 как в закрытом, так и. открытом положении клапана 6, поскольку в камере 15 охлаждающей воды поддерживается постоянный уровень воды, а в пароотводящей камере 10 давление ниже атмосферного, в результате чего обеспечивается гидравлическое уплотнение пароотводящей камеры 10. Причем за счет выбора соответствующих контактных напряжений на поверхности уплотняющего пояска 13 и дополнительного седла Ц протечки охлаждающей воды в пароотводящую камеру 10 (при закрытом положении клапана-6) могут быть сведены к минимуму,

Действие атмосферного давления на упругую тарель 12 позволяет уменьшить массы .подвижных частей клапана 6, в результате чего сокращается запаздывание момента срабатывания и уменьшаются динамические удары при посадке клапана на верхний или нижний упоры, что повышает надежность работы предохранительного сбросного устройства. Подключение камеры охлаждающей воды к резервной емкости конденсата трубопроводом, снабженным обратными клапанами, повышает надежность при аварийной потере энергии собственных нужд.

Формула изобретения

1. Предохранительное сбросное устройство паровой турбины с отбором пара и имеющей конденсатор и конденсатный насос, содержащее клапан со штоком, соединенным с чашкой, взаимодействующей с седлом, расположенным между пароотводящей камерой, подключенной к приемному патрубку конденсатора и пароподводящей камерой, подключенной к трубопроводу отбора пара турбины, и камеру охлаждающей воды , сообщенную трубопроводом подвода конденсата с напорным патрубком конденсатного насоса, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, клапан чснабжен упругой тареяью и дополнительным седлом,

расположенным между камерой охлаждающей воды и пароотводящей камерой и взаимодействующим через .уплотняющий поясок с упругой тарелью, закрепленной на штоке.

. 2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности при аварийной потере, энергии собственных нужд, трубопровод подвода конденсата дополнительно подключен к резервной емкости конденсата.

3. Устройство по П.1 , о т л и ч а ю щ е е с я тем, что диаметр уплотняющего пояска выполнен равным посадочному диаметру чашки клапана.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 715813, кл. F 01 D -21/Т4, 1978.

2.Пивень В.Д. Автоматизация энергетических блоков. М-Л., Энергия, 1965, с. 178-181, рис.8.1, 8.3,

В. (прототип) .