Устройство для охлаждения выхлопного патрубка паровой турбины Советский патент 1983 года по МПК F01D25/12 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при работе турбины на малорасходных ре-, жимах.

Известно устройство для охлаждения выхлопного патрубка с каналами, предназначенными для соединения парового пространства конденсатора и корневых сечений рабочих лопаток последних ступеней, а в паровом пространстве конденсатора на выходе каналов установлены коллекторы для образования охлаждающей пароводяно11 среды. К коллекторам подходит линия охлаждающего конденсата, в которой установлена запорная задвижка 1JНедостатком этого устройства для охлаждения выхлопного патрубка является подача конденсата с постоянным расходом в количестве, превышающем, как правило, требуемое по температурным условиям выхлопного патрубка и определяемом пропускной способностью задвижки, вызывает повышенную эрозию выходных кромок последних ступеней при работе турбины на малорасходных режимах.

Известно также устройство для охлаждения выхлопного патрубка паровой турбины, содержащее линию впрыска в

пароприемное устройство конденсатора, регулирующий клапан которой снабжен исполнительным механизмом с реле блокировки, электрически связанным со сбросными клапанами трубопровода сброса пара из котла в пароприемное устройство, и регулятор температуры выхлопного патрубка турбины, имеющей сигнализатор частоты вращения рото10Ра Г 2 .

Однако у такого устройства недостаточная надежность из-за неоптимального расхода конденсата на впрыск с точки зрения снижения эро15зии выходных кромок рабочих лопаток последних ступеней и поддержания заданных пределов температуры паровой среды в патрубке, допускаемых по условиям термонапряженного состо20яния лопаток и исключения расцентровок турбины.

Цель изобретения - повышение надежности работы турбины путем снижения эрозионного износа выходных кро25мок рабочих лопаток последних ступеней в режимах пов1лиения частоты вращения, холостого хода и частичных нагрузок.

Указанная цель достигается тем,

30 что на линии впрыска конденсата между регулирующим клапаном и пароприемным устройством установлен дополн тельный регулирующий клапан с испол нительным механизмом и реле блоки ровки, электрически связанным с рег лятором температуры и сигнализаторо частоты вращения ротора. I На фиг. 1 изображено устройство, структурная схема; на фиг. 2 - элек трическая схема включения реле бло- кировок. Устройство для охлаждения выхлоп ного патрубка паровой турбины 1 вклю чает линию 2 впрыска конденсата в пароприемное устройство 3 конденсатора 4. Линия 2 впрыска снабжена регулирующим клапаном (электрозадвижкой) 5 с входом 6 на открытие и входом 7 на закрытие. В устройстве имеется источник 8 напряжения, реле 9 блокировки (авто матика) с нормально разомкнутым кон тактом 10 и нормально замкнутым контактом 11, выполненное срабатывающим при открытии сбросных клапанов 12, сбрасывающих пар из котла в пароприемное устройство 3 конденс тора 4. Входы 6 и 7 на открытие и на закрытие регулирующего клапана 5 связаны электрически с источником 8 напряжения, соответственно, через нормально разомкнутый и нормально замкнутый контакты 10, 11 и реле 9. На линии 2 впрыска между регулирующим клапаном 5 и пароприемным уст-. ройством 3 конденсатора 4 установле дополнительный регулирующий клапан (дозатор) 13 с приводом от исполнительного механизма 14 с входами 15. и 16 на открытие и закрытие дополнительного регулирующего клапана 13. Устройство снабжено регулятором 17 температуры с задатчиком (уставкой) температуры, равной заданной (максимально допустимой температуре выхлопного патрубка) и с датчиком 18, который установлен .за лопатками последней ступени турбины 1, а также реле 19 блокировки с нормально замкнутым контактом 20 и нормально разомкнутыми контактами 21. При этом входы 15 и 16 на открытие и закрытие исполнительного механизма 14 электрически связаны с выходом регулятора 17 температуры через нормально разомкнутые контакты 21 реле 19 блокировки, а вход 15 на открытие исполнительного механиз ма 14 электрически связан также с источником 8 напряжения через нормал но замкнутый контакт 20 реле 19 бло кировки. Сигнализатор 22 частоты вращения ротора с контактом 23 включен в цепь управления реле 19 блокировки, замыкающимся при частых вращениях ротора турбины выме первой критической Устройство для охлаждения выхлопного патрубка работает следующим образом. При работе турбины на малорасходных режимах, когда имеются сбросы пара из котла в пароприемное устройство 3 конденсатора 4 для охлажде1 ия сбрасываемого пара на линии 2 впрыска в пароприемное устройство 3 подается охлаждающий конденсат через открытый регулирующий клапан (электрозадвижку) 5 и дополнительный регулирующий клапан 13. Образующаяся в конденсаторе 4 пароводяная смесь производит охлаждение выхлопного патрубка турбины 1. При этом, в случае максимального количества впрыскиваемого конденсата, обеспечиваются необходимые условия для охлаждения выхлопного патрубка, но при частоте вращения ротора турбины выше частоты, соответствующей первой критической, имеет место эрозия выходных кромок лопаток последних ступеней, уменьшение количества впрыскиваемого конденсата уменьшает эрозию, но приводит к повышению температуры выхлопного патрубка. Регулятор 17 температуры, упра вляющий посредством уставки положением дополнительного регулирующего клапайа 13, в зависимости от разности температур между контролируемой температурой выхлопного патрубка И ее допустимым значением, управляет изменением расхода конденсата, подаваемого на охлаждение пара, сбрасываемого в пароприемное устройство 3 коНденсатора 4 обеспечивая, тем самым, необходимые условия охлаждения выхлопного патрубка. При пуске турбины при частоте вращения ротора меньше первой критической подается максимальное количество охлаждающего конденсата. В этом случае регулятор 17 температуры отключается от исполнительного механизма 14, дополнительного регулирующего клапана 13 посредством нормально разомкнутых контактов 21 реле 19 блокировки. При этом дополнительный регулирующий клапан 13 открывается полностью, для чего вход 15 на открытие его исполнительного механизма 14 нормально замкнутым ;KOHTaj TOM 20 реле 19 блокщ овки подключается к источнику 8 напряжения. При повышении частоты вращения ротора турбины 1 выше первой критической регулятор 17 температуры нормально разомкнутыми контактами 21 реле 19 блокировки подключае.тся к исполнительному механизму 14 дополнительного регулирующего клапана 13 и, изменяя расход охлаждающего конденсата в зависимости от температуры выхлопного патрубка, поддерживает ее в заданных пределсис.

При разгружении и остановке турбины, когда частота вращения ротора выше первой критической, регулятор 17 температуры подключен и обеспечивает дозированный расход конденсата, поддерживая оптимальным режим охлажг дения выхлопного патрубка.

При снижении частоты вращения ротора ниже первого критического, исполнительный механизм 14 отключается, от регулятора 17 температуры, вход 15 на открытие дополнительного регулирующего клапана 13 подключается к источнику 8 напряжения, и дополнительный регулирующий клапан 13 открывается полностью. При этом подается максимальный расход охлаждающего конденсата.

Таким образом, организация дозированной подачи конденсата в пароприемное устройство конденсатора в указанных режимах работы турбины когда наблюдается эрозионный износ выходных кромок рабочих лопаток последних ступеней турбины, позволяет обеспечить необходимое охлаждение выхлопного патрубка при снижении эрозии выходных кромок рабочих лопаток и одновременном поддержании заданных пределов паровой средда в выхлопном патрубке оптимальными по условиям термонапряженногр состояния рабочих лопаток и исключить расцентровку турбины, что повышает надежность работы турбины.

Формула изобретения

Устройство для охлаждения выхлопного патрубка паровой Турбины, содержащее линию впрыска в пароприемное устройство конденсатора, регулирующий клапан которой снабжен исполнительным механизмом с реле блокировки, электрически связанным со сбросными клапанами трубопровода сброса

0 пара из котла в пароприемное устройство, и регулятор температуры выхлопного патрубка турбины, имеющей сигнализатор частоты вращения ротора, отлич ающееся теМ, что,

5 с целью повышения надежности работы турбины путем .снижения эрозионного износа выходных кромок рабочих лопаток последних ступеней в режимайс повышения частоты враицения, холосто0 го хода и частичных нагрузок, на линии впрыска конденсата между регулирующим клапаном и пароприемным уст-. ройством установлен дополнительный регулирующий клапан с исполнительным

5. механизмом и реле блокировки, электрически связанным с регулятором температуры и сигнгшизатором частоты вращения ротора.

Q Источники информации,

Принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское, свидетельство СССР № 324890, кл. F 01 Р 11/10, 1969.

2.Авторское свидетельство СССР № 769035, кл. F 01 D 25/30, 1978.