Паротурбинная установка Советский патент 1982 года по МПК F01D1/02 

1

. Изобретение относится к паротурбиност роению, а конкретно к про-изводству крупных паровых .турбоагрегатов с продольным расположением конденсатора.

Известна паротурбинная установка, которая содержит два или больше цилиндров низкого давления ЦНД, расположенных последовательно, с общим конденсатором, при этом цилиндры имеют общий с конденсатором фикспункт и связаны между собой силовыми лементамид, обеспечивающими передачу усилий при тепловых расширениях l.

При наличии трёх ЦНД установка общего фикспуНкта посредине части низкого давления приводит к значительному относительному перемещению ротора.- При установке же общего.фикспункта ближе к фикспункту ротора, например между первым и вторым ЦНД, относительное перемещение ротора уменьшается, однако деформация стенки корпуса третьего ЦНД по отношению к конденсатору будет вдвое больше, чем то же у первого ЦНД, что снижает надежность установки,

Известна паротурбинная установка, содержащая цилиндр высокого давления и, по меньшей мере, три корпуса цилиндров низкого давления с роторами, установленными последовательно на фундаменте, и подвальный конденсатбр, подвешенный на переходных

10 патрубках к корпусам цилиндров низкого давления, а последние и роторы имеют фикспункты 2 .

При такой схеме компенсации теплового расширения корпуса конденсато 5 ра относительно корпусов ЦНД на последние, а также на корпусконденсатора действуют значительные нагрузки от атмосферного давления, передаваемые на фундамент. Дополнительная нагруз20ка .требует ужесточения конструкции ЦНД и фундамента, увеличения их массы, что приводит к снижению надежности работы. 39 Целью изобретения является повышение надежности путем снижения де формаций переходных патрубков. Поставленная цель достигается тем, что установка ииеет дополнител ный фикспункт, расположенный под конденсатором между фи сспунктами ротора и цилиндра низкого давления. На фиг. 1 показанатурбоустановка, общий вид; на фиг. 2 схема тепловых расширений корпусов ЦНД и конденсатора. Паротурбинная установка содержит цилиндр высокого давления (ЦВД) 1 и часть низкого давления, состоящую : из трех цилиндров низкого давления (ЦНД) 2-, соединенных переходными патрубками 5 с общим продольным конденсатором 6. ЦВД и ЦНД -k установлены на фундаменте 7. Внутри ЦВД и ЦНД -k размещен ротор 8, опо ры 9 которого также установлены на фундаменте 7. Фикспункт 10 (упорный подшипник) ротора 8 расположен между ЦВД 1 и первым ЦНД 2. Фикспункт 11 корпуса ЦВД 1 расположен около упорного подшипника 10, Общий фикспункт 12 части низкого давления корпусов ЦНД 2-k, расположен между первым ЦНД 2 и вторым ЦНД 3 от упорного Подшипника 10. Корпуса ЦНД жестко связаны между собой по торцам 13 опорных мастей U(. Конденсатор 6 опирается на упругие опоры 15 расположенные в подвале фундамента 7. Корпус конденсатора 6 состоит из трех секций 16-18, соединенных водя ными камерами 19. Под первой секцией 1б расположен дополнительный фикс пункт 20 конденсатора 6, причем он смещен по отношению к общему фикспункту 12 части низкого давления на расстояние L в сторону упорного подшипника 10. Расстояние L определяется по формуле Ma-l) где д- осевая длина корпуса ЦНД 2по серединам фундаментных опор; а коэффициент, учитывающий разницу тем пера тур между корпусом ЦНД 2 и конденсатором 6; а 1,5-3. Корпусы ЦКД 2 и имеют крайние то цовые стенки 21 и 22, а секции 1б и 18 корпуса конденсатора 6 - крайние торцовые стенки 23 и 2. При работе турбоагрегата его элементы нагреваются и расширяются под действием температуры рабочего тела. Корпуса ЦНД 2-k нагреваются относительно фундамента 7 на некоторую величину дtц (град), а корпус конденсатора 6 - на величину д1 (град). Корпус ЦВД 1 расширяется от своего фикспункта 11. Ротор 8 расширяется от упорного подшипника 10, двигаясь по опорам 9. Корпуса ЦНД 24 расширяются от общего фикспункта 12, Корпус.ЦНД 2 расширяется в сторону упорного подшипника 10, корпус ЦНД 3, отталкиваясь от торца 13 опорной части 14 корпуса ЦНД 2, двигается в сторону корпуса ЦНД k и через торец 13 сдвигает его в ту же сторону - сторону генератора (не показан). Корпус конденсатора 6 расширяется от дополнительного фикспункта 20, при этом певая часть секции 1б расширяется в сторону ЦВД 1, правая часть секции 16, а также секции 17 и 18 и водяные камеры 19 расширяются в противоположную сторону. Разница в тепловых расширениях корпусов ЦНД 2-k и корпуса конденсатора 6 компенсируется за счет упругой деформации переходных патрубков 5.Разница а тепловьгх расширениях конденсатора 6 и.фундамента 7 компенсируется за счет податливости упругих опор 15. Условием минимальности температурных деформаций и напряжений переходных патрубков 5 и корпусов ЦНД 2-4 должно служить равенство относительных деформаций крайних торцовых стенок 21 и 22 корпусов ЦНД 2 и 4 относительно крайних торцовых стенок 23 и 24 соответственно секций 1б и 18 конденсатора 6. Согласно схеме расширений корпусов ЦНД 2-4 и конденсатора 6 относительно фундамента 7 (фиг, 2) крайняя торцовая стенка 21 корпуса ЦНД 2 перемещается на величинулЦ Eц-лtц( где Вц- осевая длина корпуса ЦНД 2; oL- коэффициент линейного расширения. Крайняя торцовая стенка 22 корпуса ЦНД 4 перемещается на величину & .. Крайняя торцовая стенка 23 секции 16 конденсатора 6 перемещаетсяна величинуйК., (- L )at(-ciL, где tp(осевая длина секции 1б конденсатора 6.Крайняя торцовая стенка 24 секции 18 конденсатора 6 перемещается на величину bKrt()atj;oL- Так как й1ц- расчетная максимальная разница температур корпуса ЦНД и фундамента 7 - больше atx расчетной максималь ной разницы температур корпуса кон денсатора 6 и фундамента 7. толЦ больше дК на величину лЦ бол ше величину дС2.Следовательно условием минимальности температурных напряжений и деформаций в корпусах ЦНД 2-Ц и переходных патрубках 5. должно быть равенство . При условии, что длина каж дой секции 16-18 конденсатора 6 рав на длине корпуса ЦНД 2-, т.е. Рк Е и-(.г,4) 24tK Eu(a-l) L F -2 где - коэффициент , учитывающий разницу температуры между корпусом низкого давления и конденсатором. Из зависимости для L следует, что чем больше разница в температурном состояний корпусов ЦНД 2- и конденсатора 6, тем дальше следует отодвигать дополнительный фикспункт 20 конденсатора 6 от фикспункта 12 части низкого давления ЦНД 2- в сторону упорного подшипника 10. Ука занное соотношение справедливо для диапазона ,5-3. Указанный диапазон определяется уровнем температур S п / г/

Zi

L

гг 6 ю го

/ /оУу°Щ2 у-УХу°/

-л

19

18

П

15

Фиг. 1 г /J | корпусов ЦНД и конденсатора, в эксплуатируемых турбоагрегатах. Таким образом, данное техническое решение позволяет повысить надежность паротурбинной установки путем снижения деформаций переходных патрубков. Формула изобретения .Паротурбинная установка, содержащая цилиндр высокого давления и, по меньшей мере, три цилиндра низкого давления с роторами, установленные последовательно на фундаменте, подвальный конденсатор, подвешенный на переходных патрубках к корпусам цилиндров низкого давления, причем последние и роторы имеют фикспункты, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности путем уменьшения деформаций переходных патрубков, установка снабжена дополнительным фикспунктом, расположенным под конденсатором между фикспунктами ротора и цилиндра низкого давления. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент франций № , кл. F 01 К, опублик. 1968. 2. Щегляев А. В. Паровые турбины. М., Энергия, 1976, с. 286, рис.9-15 (прототип).