Способ работы паровой турбины Советский патент 1983 года по МПК F01K13/00 

1

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к режимам эксплуатации теплофикационных паровых турбин.

Теплофикационные паровые турбины, например Т--100-130, работают в отопительный период с полной загрузкой теплофикационного отбора и малыми пропусками пара в цилиндр низкого давления (ЦНД)

Подобный режим принято считать наиболее экономичным, так как выработка электроэнергии здесь происходит на тепловом потреблении и удельные расходы топлива на выработанный киловатт составляют около 180 гут/кВтч вместо средних по Минэнерго 320 гут/кВтч.

Однако в теплофикационном режиме турбины сохраняется некоторый расход пара в ЦНД для охлаждения его ротора, лопаток, корпуса и выхлопного патрубка. Это связано с особенностями работы на нерасчетном, малопаровом режиме со значительными потерями на трение и вентиляцию рабочего лопаточного аппарата и дисков.

Отвод тепла из проточной части участка турбины, работающего в малопаровом

режиме, может осуществляться различными путями.

Известен способ работы турбины путем организованного пропуска технологического пара в размере 4-5% от номиналь5 ного, при этом для турбины Т-100-130 возникают тепловые потери - с уносом тепла в циркуляционную воду - до . 10 Гкал/ч 1.

Известен также способ защиты от перегрева, в основном ЦНД, при малопаровых режимах - осуществление охлаждающего впрыска конденсата в выхлопной патрубок ЦНД 2.Распыленный конденсат охлаждает пар и этим паром охлаждается последняя 15 рабочая лопатка, наиболее интенсивно нагревающаяся в отмеченных режимах. При этом можно пропускать некоторое снижение расхода пара на Охлаждение ЦНД.

Однако этот способ охлаждения приводит к появлению эрозии выходных кромок последних лопаток из-за того, что при впрыске не вся вводимая влага (охлаждающий конденсат) испаряется, а часть капель попадает на выходную кромку рабочих лопаток последней ступени. Эрозия выходных кромок лопаток снижает надежность работы турбины. Так, в частности, в практике эксплуатации имеют место обрывы рабочих лопаток и даже разрушение турбины мощностью 300 МВт по причине эрозии лопаток. Известен также способ работы паровой турбины в малопаровом режиме цилинд ра низкого давления, включающий прикрытые задвижки на входе в этот цилиндр, подачу пара на концевые уплотнения и конденсадню пара, охлаждающего цилиндр низкого давления циркуляционной водой. Охлаждающий пар подают в ЦНД из отопительного отбора трубины, предварительно увлажненным и отсепарированным от крупнодисперсной влаги. Подвод этого пара осуществляется в г(ювную часть ЦНД, а основной технологический пар из цилиндра среднего давления полностью отключают задвижкой. Охлаждающий пар конденсируют циркуляционной водой в основном поверхностном конденсаторе 3. Недостатками этого способа охлаждения является снижение экономичности, так как тепло пара, идущего на охлаждение ЦНД, передается циркуляционной водой и на охлаждение ЦНД расходуется 40-60 т/ч, пара, что соответствует потерям тепла примерно в 20-30 Гкал/ч. Рассмотренные способы охлаждения проточной части ЦНД теплофикационных турбин связаны со снижением экономичности и, кроме того, при охлаждающих впрысках - снижением надежности. Цель изобретения - повышение экономичности и надежности работы. Цель достигается тем, что согласно способу работы паровой турбины в малопаровом режиме цилиндра низкого давления, включающему прикрытые задвижки на входе в этот цилиндр, подачу пара на концевые уплотнения и конденсацию пара, охлаждающего цилиндр низкого давления циркуляционной водой, задвижку на входе в цилиндр низкого давления закрывают полностью, а конденсацию пара поступающего из концевых уплотнений, осуществляют смешением с циркуляционной водой. На чертеже приведена тепловая схема паровой турбины, реализующей указанный способ. Царовая теплофикационная турбина состоит из цилиндра 1 высокого давления (ЦВД) цилиндра 2, низкого давления (ЦНД) разделенных задвижкой 3. Ротор ЦНД 2 имеет концевые уплотнения 4. Выхлопной плтрубок турбины соединен с поверхностным конденсатором 5, имеющим тракт подвода циркуляционной воды 6 с отключающей задвижкой 7 и при помощи отводящей трубы 8 с дополнительным контактным конденсатором 9. В качестве контактного конденсатора 9 могут служить отдельный малогабаритный смещивающий конденсатор или водоструйный эжектор несколько большей производительности, чем требует конденсационная установка на величину, соответствующую расходу пара через концевые уплотнения 4. На линии 10 подвода циркуляционной воды к контактному конденсатору 9 установлена задвижка 11, для отсоса паровоздушной смеси из конденсаторов 5 и 9 используется эжектор 12. Цри работе в теплофикационном режиме пар из ЦВД 1 Направляется в отбор, подвод пара к ЦНД 2 закрывают полностью задвижкой 3, на концевые уплотнения 4 как обычно подают пар для снижения присосов воздуха через уплотнения в ЦНД и конденсатор и создания вакуума в турбине. Как только полностью закрывают задвижку 3 и ЦНД переходит на работу по беспаровому режиму, открывают задвижку 11 для подвода циркуляциц.чной воды и включают в работу контактный конденсатор 9, эжектор 12 переключают с отсоса паровоздушной смеси из поверхностного конденсатора 5 на отсос смеси из контактного 9. Далее закрывают подвод воды к поверхностному конденсатору 5 задвижкой 7. В таком режиме подвод пара к ЦНД отключен задвижкой 3, подача пара На концевые уплотнения ЦНД 4 сохраняется, работает контактный конденсатор 9, конденсатор 5 отключен по воде и, следовательно, не работает. Благодаря контактному способу конденсации пара, поступающего от уплотнений в конденсатор 9, который работает на холодной циркуляционной воде, и отсосу паровоздушной смеси эжектором 12 в паровом пространстве ЦНД создается глубокий вакуум. В контактных аппаратах температурный напор между температурой конденсации пара (темлература насыщения) и температурой сливной циркуляционной воды из контактного конденсатора незначителен, и, прини.мая его расчетное значение 0,5-1°С, можно получить достаточно глубокий вакуум, на уровне 0,01-0,02, ата при температуре циркуляционной воды 10-20°С. Условия глубокого вакуума обеспечивают малые значения потерь на трейие и вентиляцию и нагрев элементов ЦНД, не превышая допустимого уровня - 100-120° и, следовательно, беспаровой режим может быть обеспечен без охлаждающих впрысков, поэтому минимальное количество тепла, выделяемого при глубоком вакууме, будет рассеяно поверхностью корпуса ЦНД в окружающую атмосферу. Применение предлагаемого способа работы паровой трубины позволит повысить надежность работы лопаточного аппарата ЦНД, снизит потери на трение и вентиляцию ротора ЦНД.

Формула изобретения

Способ работы паровой турбины в малрпаровом режиме цилиндра низкого давления, включающий прикрытие задвижки на входе в этот цилиндр, подачу пара на концевые уплотнения и конденсацию пара, охлаждающего цилиндр низкого давления циркуляционной водой, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности и надежности работы, задвижку на входе в цилиндр низкого давления закрывают полностью, а конденсацию пара, поступающего из концевых уплотнений, осуществляют смешением с циркуляционной водой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Бененсон Е. И. и Иоффе Л-. С. Теплофикационные паровые турбины. М., «Энергия,. 1976, с. 120, 183.

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

3.Серебряников Н. Н., и др. Опыт освоения теплофикационных турбин Т- 2ЭО/300-240

в системе Мосэнерго. М., «Энергетик, 1979 № 9, с. 1-3.

НХ1НХН LгЧЙ4X1