Цилиндр паровой турбины

 

I. ЦИЛИНДР ПАРОВОЙ ТУРБИН содержащий внутренний и наружный корпусы с фланцами горизонтального разъема, камеры между корпусами и между наружным корпусом и обоймами, при этом в нижней части камер установлен коллектор С запорно-регулирующей арматурой на входе и парораспределительными трубами с отверстиями , отличающийся тем, что, с целью повьоиения надежности и экономичности, цилиндр снабжен расположенным в верхней части камер дополнительным коллектором с запорнорегулирующей арматурой на входе и парораспределительными трубами с отверстиями, оба коллектора расположены вдоль цилиндра, а парораспределительные трубы установлены эквидистантно внутренней поверхности наружного корпуса. ю 05 О ND ч1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU(„) 1126027 А

4(5ц F 01 D 25/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2!) 363?743/24-06 (22) 26.08.83 (46) 07,06.85. Бюл, Х 21 (72) В.С.Шаргородский, В.Б.Пономарев и В.М.Калинин (71) Производственное объединение турбостроения Ленинградский металлический завод" (53) 621.165(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N 166930, Р 01 0 25/26,1964.

2. Авторское свидетельство СССР

У 140808, F 01 D 25/10, 1961. (54)(57) 1. ЦИЛИНДР ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ, содержащий внутренний и наружный корпусы с фланцами горизонтального разъема, камеры между корпусами и между наружным корпусом и обоймами, при этом в нижней части камер установлен коллектор с запорно-регулирующей арматурой на входе и парорас.пределительными трубами с отверстиями, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и экономичности, цилиндр снабжен расположенным в верхней части камер дополнительным коллектором с запорнорегулирующей арматурой на входе и парораспределительными трубами с отверстиями, оба коллектора расположены вдоль цилиндра, а парораспределительные трубы установлены эквидистантно внутренней поверхности на- о ружного корпуса.

1126027 ми (2 )..

2, Цилиндр по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что парораспределительные трубы в зоне фланцев снабжены дополнительными отверстиями.

Изобретение относится к области паротурбиностроения и может быть использовано, преимущественно, в цилиндрах высокого и среднего давления.

Известен цилиндр паровой турбины, в котором для выравнивания температуры верхней и нижней половины наружного корпуса цилиндра в кольцевых камерах отбора в плоскости, перпендикулярной оси турбины, установлены эжекторы (1 3.

Недостатками этого цилиндра является то, что эжекторы можно использовать только после остановки турбины при вращении ротора валоповоротным устройством ВПУ), но невозмож-но использовать на работающей турбине из-за непосредственного отсоса из проточной части цилиндра основного пара эжекторами и, соответственно, непроизводительных потерь рабочего пара. С помощью эжекторов невозможно регулировать температурное состояние наружного корпуса и относительных удлинений ротора и корпуса цилиндра при переходных режимах работы турбины.

Известен также цилиндр паровой турбины, содержащий внутренний и наружный корпусы с фланцами горизонтального разъема, камеры между корпусами и наружным корпусом и обоймами, при этом в нижней части камер установлен коллектор с запорно-регулирующей арматурой на входе и парораспределительными трубами с отверстияНедостатком этой конструкции является невозможность прогрева верхней половины корпуса для создания равномерного температурного поля по диаметру и окружности последнего в случаях, когда температура нижней его половины больше верхней.

3. Цилиндр по пп.1 и 2. о т л и— ч а ю шийся тем, что отверстия . выполнены по нормали к внутренней поверхности наружного корпуса.

Отсутствует также возможность принудительного охлаждения цилиндра турбины, когда температура металла нижней половины корпуса меньше температуры верхней его половины из-за того, что подача более холодного рабочего тела через коллектор нижней половины корпуса увеличивает температурный перепад между верхней и ниж10 неи половинами корпуса и приводит к деформации и прогибу наружного корпуса, задеванию элементов ротора о детали статора и его прогибу.

Кроме того, в таком цилиндре не

15 обеспечивается необходимая скорость прогрева корпуса из-за недостаточной интенсивности теплообмена, т.к. подача теплоносителя ограничена конструктивными особенностями в свя20 зи с ограниченным по условию надежности обойм количеством парораспрецелительных труб — необходимо сверлить большое количество отверстий в

25 обоймах для установки труб, а также из-за отсутствия направленной подачи на обогреваемую поверхность корпуса, в результате чего увеличивается время пуска и остановки турбины.

Коллектор размещен вне зоны гори30 зонтального разъема корпуса, отсутствует непосредственная и направленная подача греющего пара на указанную зону, в результате чего неосуществимо выравнивание температур

35 между фланцами горизонтального разъема и стенками наружного корпуса, что приводит к возникновению значительных температурных напряжений в указанных элементах, а также и к короб40 пению корпуса и раскрытию фланцев горизонтального разъема.

Цель настоящего изобретения состоит в повышении надежности и экономичности турбины.

Указанная цель достигается тем, что цилиндр паровой турбины, содер35

Выполнение дополнительных отверстий позволяет увеличить интенсивность прогрева корпуса в зоне фланцев горизонтального разъема за счет направленной подачи теплоносителя в эту зону, что снижает разность температур и уровень термонапряжений в

5 11260 ний относительных расширений ротора и статора, в результате чего обеспечивается быстрое и надежное проведение пуска турбины.

При пуске турбины для исключения разности температур между верхней и нижней половинами 17 и 18 наружного корпуса 1, пар через коллекторы 7 и 12, парораспределительные трубы

8 и 13 и отверстия 9,14 и 15 пода- 10 . ется на внутреннюю поверхность 10 обеих половин 17 и 18 корпуса 1, при этом более холодная половина 17 или 18 корпуса 1 вслепствие большей разности между температурами .15 пара и металла прогревается быстрее чем горячая половина, в результате чего происходит выравнивание температур между ними.

При наличии во время пуска отри- 20 цательной- разности температур меж. ду верхней и нижней половинами 17 и 18 наружного корпуса 1, когда ниж- няя половина 18 горячее верхней половины 17, для регулирования прогре- 25 вом половин 17 и 18 корпуса 1 производится подвод с температурой больше температуры металла верхней половины 17 по трубе 16 к коллектору 12, парораспределительным трубам 30

13, и через отверстия 14 и 15 — на внутреннюю поверхность 10 верхней половины 17 наружного корпуса 1.

Этот процесс обеспечивает прогрев металла верхней половины 17 до уровня температур нижней половины

18 или до другого допустимого по условиям надежности турбин уровня, при котором. прогиб корпуса 1 не вызывает задеваний о него ротора. 40

При обратной разности температур, когда нижняя половина 18 холоднее верхней, подается пар с температурой, большей чем температура металла нижней половины 18 к коллектору 7,45 парораспределительным трубам 8 и

,через отверстия 9 — на внутреннюю .,поверхность 10 нижней половины 18 ,наружного корпуса l.

При охлаждении цилиндра основным 50 . паром с температурой ниже температуры металла цилиндра происходит более быстрое по сравнению с корпусами 1 и 3 охлаждение ротора.

Для проведения режима и охлажде- 55 ния корпусов 1 и 3 после рстановки турбины при вращении ротора ВПУ по трубам 16, коллекторам 7 и 12 и па27 6 рораспределительным трубам 8 и 13 в камеры 5 корпуса 1 подается пар или другой теплоноситель, например воздух, с температурой ниже температуры металла наружного корпуса 1, при этом выбор- величины температуры теплоносителя определяется обеспечением необходимых критериев надежности, допустимой скоростью изменения температуры металла корпуса 1, величиной относительных расширений ротора и корпуса 1 и др.

Таким образом, данная конструкция цилиндра в режиме пуска обеспечивает регулируемый прогрев как нижней, так и верхней половины корпуса, Г а из-за большего по интенсивности прогрева корпуса возможно удерживать в заданных пределах или при необходимости в процессе пуска уменьшать удлинения роторов относительно цилиндров, или осуществлять более быстрое выравнивание температуры металла верхней и нижней половин цилиндра.

Указанные преимущества позволяют при обеспечении надежности сократить время пуска турбин и тем самым улучшить их маневренные качества, а за счет снижения расхода топлива на пусковых режимах повысить их экономичность.

За счет обеспечения регулирования прогрева корпуса при любой разнице температур между верхней и нижней половинами корпуса на рмсимах нагружения и номинальной нагрузки, когда наблюдается отрицательная разница температур,.в зависимости от поставленной задачи обеспечивается либо исключение разности температур металла верха и низа цилиндра, либо снижение указанной разности температур .до допустимого уровня, при котором прогиб корпуса цилиндра не представляет опасности, что повышает надежность турбины и сокращает время проведения переходных эксплуатационных режимов. Последнее обуславливает повышение экономичности турбины за счет сокращения расхода топлива на этих режимах. з Г жит внутренний и наружный корпусы с фланцами горизонтального разъема, камеры между корпусами и межцу наружным корпусом и обоймами, при этом в нижней части камер установлен коллектор с запорно-регулирующей арматурой на входе и парораспределительными трубами с отверстиями.

Цилиндр снабжен расположенным в верхней части камер дополнительным коллектором с запорно-регулирующей арматурой на входе и парораспреде- лительными трубами с отверстиями, оба коллектора расположены вдоль цилиндра, а парораспрецелительные трубы установлены эквидистантно внутренней поверхности наружного корпуса, при этом в зоне фланцев парораспределительные трубы снабжены дополнительными отверстиями и все отверстия выполнены по нормали к внутренней поверхности наружного корпуса.

На фиг.! изображен продольный разрез цилиндра; на фиг.2 — поперечный разрез цилиндра.

Цилиндр паровой турбины содержит наружный корпус 1 с фланцами 2 горизонтального разъема, внутренний корпус 3, обоймы 4 диафрагмы, камера 5 между корпусами 1,3 и между наружным корпусом 1 и обоймами 4.

В нижней части 6 камер 5 (цилиндра ) установлен коллектор 7 с запорно-регулирующей арматурой на входе (на чертеже не показана ) и с парораспределелительными трубами 8, снабженными отверстиями 9 для душирования внутренней поверхности

10 наружного корпуса 1. В верхней части ll камер 5 между наружным и внутренним корпусами 1,3 и между наружным корпусом 1 и обоймами 4 установлен дополнительный коллектор 12 с запорно-регулирующей арматурой на входе (на чертеже не показана ) и с парораспределительными трубами 13, имеющими отверстия 14. Коллекторы

7 и 12 размещены по длине цилиндра, а все парораспределительные трубы

8 и 13 коллектор 7 и 12 установлены эквидистантнс внутренней поверхности 10 наружного корпуса 1, включая зону фланцев 2.

В зоне фланцев 2 горизонтального разъема парораспределительные трубы 8 и 13 снабжены дополнительными

l?6027

55 отверстиями 15. Например, может быть выполнено два дополнительных ряда отверстий 15, смещенных по дуге окружности парораспределительных труб 8 и 13 на 40 от основного ряда отверстий 9 и 14.

В парораспределительных трубах

8 и 13 все отверстия 9,14 и 15 выполнены со стороны внутренней поверхности .10 наружного корпуса 1 и по нормали к ней и к каждому коллектору 7 и 12 подключен индивидуальный подвод пара по трубам 16 с запорнорегулирующей арматурой.

Наружный и внутренний корпусы 1 и 3 состоят из верхней и нижней половин 17,18,19 и 20, которые имеют фланцы 2 и 21 и стенки 22 и 23. Цилиндр работает следующим образом.

В начальный период пуска из-за малой интенсивности прогрева элементов наружного корпуса 1 цилиндра с

- внутренним корпусом 3 образуются значительные удлинения ротора (на чертеже не показан ) относительно цилиндра, а также значительные перепады температур между фланцем 2 горизон- тального разъема и стенкой 22 наружного корпуса 1 цилиндра, между верхней и нижней половинами 17 и 18 наружного корпуса 1. Указанные явления приводят к задержке при пуске и увеличивают время нагрузки.

Для интенсификации и регулирования прогрева наружного корпуса 1 пар по трубам 16 подается от собственного блока или от общестанционного парового коллектора с температурой, превышающей температуру металла наружного корпуса 1, в коллекторы 7 и 12, парораспределительные трубы 8 и 13.

Через отверстия 9,14 и 15 пар истекает с большой cE(opocTb10 EIo нормали на внутреннюю поверхность 10 наружного корпуса 1 цилиндра. Подвод парапо нормали к внутренней поверхности 10 наружного корпуса 1 обеспечивает (даже при небольших расходах его) интенсивный теплообмен на. внутренней поверхности 10 корпуса 1 и высокие скорости его прогрева, В результате этого, а также регулирования температуры и расхода пара, подаваемого в коллекторы 7 и 1?, достигается быстрое выравнивание температур в стенках 22 и фланцах 2, а также быстрое приведение до нормальных значе!

)26027

17

1д

Составитель В.Гутаров

Техред,Ж.Кастелевич Корректор B.ВYтяга

Редактор В.Зивтынь

Заказ 4464/1

Тираж 497 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент",г.Ужгород, ул.Проектная,4 цилиндре, тем самым повышая надежность работы турбины.

Подача пара или другого теплоносителя на внутреннюю поверхность 5 позволяет интенсифицировать режим охлаждения цилиндров за счет применения принудительного расхолаживания остановленной турбины.(при вращении ее ротора ВПУ I паром от постороннего источника (коллектора собственных нужд ), после расхолаживания рабочим паром под нагрузкой, в результате чего значительно сокращается время простоя турбины, связанного с ремонтом.