Теплофикационная турбина

 

1. ТЕПЛОФИ аЩЮННАЯ ТУРБИНА , седеря1ащая цклиидр среднего давлетш, подключённый к паровпускной камер е 19шйндра низкого давления при помощи ресивера с запорным органом, снабженного байпасньт трубопроводом с входным, вертикальным и выходным участками, регулирующим органом, пароохладителем и влагоотделителем, и линию отвода влаги, отличающаяся тем, что, с целью повышения ее экономичности и надежности, выходной участок байпасного трубопровода подключен к паровпускной камере, выполнен перфорированным и заключен в дополнительно установленный кожух, к которому подключена линия отвода влаги , а пароохладитель расположен на вертикальном участке байпасного трубопровода. 4; ОО ОО Од 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3663298/24-06 (22) 17. 11.83 (46) 07..03.85. Бюл. В 9 . (72) И.В. Бакурадзе, Ю.А. Воропаев, Н.А. Зелюкин, С.Н. Иванов, Н.А. Каавиков, В.В. куличихин, Э.И. Тажиев„ В.А. Хаимов и П.В. Храбров (53) 621.165.6 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У.670644, кл. У 01 D 25/08, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

У 1036939, кл. F 01 9 25/08, 1982. (54)(57) 1 ° ТЕПЛОФИКАЦИОННЬЯ ТУРБИ-.

НА, содержащая цилиндр среднего . давления, иедключениый к иаровиускиой камере цилиндра низкого давле4(51) F 01 D 25/08; F 01 К 17/00 ния при помощи ресивера с запорным органом, снабженного байпасным трубопроводом с входным, вертикальным и выходным участками, регулирующим органом, пароохладителем и влагоотделителем, и линию отвода влаги, отличающаяся тем, что, с целью повышения ее экономичности и надежности, выходной участок байпасного трубопровода подключен к паровпускной камере, выполнен перфорированным и заключен в дополнительно установленный кожух, к которому подключена линия отвода влаги, а пароохладитель расположен на вертикальном участке байпасного .трубопровода.

1143864

2. Турбина по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что регулирующий орган образован входным участком байпасного трубопровода и установленФ

Изобретение относится к энергетике, более конкретно — к паротурбостроению, и может быть использовано для повышения экономичности и надежности теплофикационных турбин на режимах с полным отбором пара на теплофикацию, когда запорные органы (задвижки) на ресиверных трубах, соединяющих цилиндры среднего и низкого давления (ЦСД и ЦНД)». закрыты, лопатки ЦНД выделяют тепло от потерь на трение и вентиляцию и возникает необходимость охлаждения ЦНД.

Известна теплофикационная турбина, имеющая в ресиверной трубе устройство для охлаждения пара и запорный орган с отверстием для прохода охлаждающего пара, дополнительную трубу с пароохладителем, выходное отверстие которой размещено против отверстия в залорном органе, и влагоотделитель» расположенный в дополнительной трубе после пароохладителя I 1). Устройство имеет наименьшее гидравлическое сопротивление, что благоприятствует снижению начального давления охлаждающего пара.

Однако наличие влагоотделителя (сепаратора), рассчитанного на . пропуск полного расхода охлаждающей пароводяной смеси, обуславливает необходимость повышенного начального давления пара, что ограничивает эксплуатационный диапазон устройства в области низких давлений пара. в отборе, т.е. в ресивере. Расход пара на охлаждение ЦНД оказывается зависимым от параметров пара в отборе, что снижает экономичность турбины. Необходимость зазора между выходным торцом неподвижной допол-. нительной трубы и подвижной частью запорного органа реснвера влечет протечки неувлажненного пара, и ным соосно вйутри него поворотным цилиндром, в стенках которых выполнены сопряженные отверстия, и размещен в паровом пространстве ресивера.

3 также снижает надежность и экономичность турбины. Расположение ступеней увлажнения и влагоотделения внутри ресивера затрудняет их обслуживание, профилактику и ремонт, Известна также теплофикационная турбина, содержащая ЦСД, подключенный к паровпускной камере ЦНД с помощью ресивера с запорным органом, 1п снабженного байнасным трубопроводом с входным, вертикальным и выходным участками, регулирующим органом, пароохладителем и влагоотделителем, и линию отвода влаги (2).

1 Известная турбина предусматривает дискретную регулировку расхода отбираемого на охлаждение ЦНД пара, однако обуславливает несколько регулирующих элементов с запорной арматурой и развитую конструктивную схему контура охлаждения, что, с одной стороны, новьпиает гидравлическое сопротивление охлаждающего устройства и усложняет его эксплуатацию, 2 а с другой — исключает возможность поддержания постоянного расхода пара ввиду дискретного характера регулирования (степень. дискретности равна доле общего расхода охлаждающего

З пара через одно дроссельное устройство). Все это снижает надежность и экономичность турбины.

Целью изобретения является повышение экономичности и надежности. .Указанная цель достигается тем, 35 что в теплофикационной турбине, содержащей ЦСД, подключенный к паровпускной камере ЦНД с помощью ресивера с запорным органом, снабженно40 го байпасным трубопроводом с входным, вертикальным и выходным участками, регулирующим органом, пароохладителем и влагоотделителем, и линию . отвода влаги, выкодной участок байпасного трубопровода подключен к паровнускной камере, выполнен перфоохлажцающей жидкости, с конденсатными или бустерными насосами, (не показаны). Выходной участок 21 байпасного трубопровода 7 подключен к паровпускной камере 6, выполнен перфорированным (щелями или отверстиями

22 круглой формы и заключен в дополнительно установленный кожух 23, к которому подключена линия 24 отвода влаги в конденсатор (не показан). На линии 24 отвода влаги установлен запорный орган (не показан).

Байпасный трубопровод 7, регулирующий орган 9, пароохладитель 16 и перфорированный выходной участок 21 байпасного трубопровода 7, заключенный в кожух 23, вместе с паровпускной камерой 6 образуют контур охлаждения. При этом перфорированный выходной участок 21 байпасного трубопровода 7, заключенный в кожух

23, образуют влагоотделитель.

Проходные сечения контура охлаждения выбраны максимально возможными, а длина тракта — наименьшей с учетом общей компоновочной схемы турбин и требований максимального дробления впрыскиваемой влаги и завершенности процесса увлажнения пара в пароохладителе 16, т.е. поддерживания в его узком сечении критической скорости пара, достаточной для дробления длины трубы Вентури.

Для улучшения стабилизации рабочего режима в контуре охлажцения в регулирующем органе 9 предусмотрен увеличенный зазор между байпасным трубопроводом 7 и поворотным цилиндром 10. Величина этого зазора задается такой, чтобы через него в положении полного закрытия регулирующего органа 9, когда сопряженные отверстия 14 полностью.перекрыты, при максимальном давлении пара в ресивере 3 проходил номинальный расход пара, отбираемый на охлаждение ЦНД 2.

Турбина работает следующим образом.

При переводе турбоагрегата в режим теплофикации с полным отбором пара задвижка 5 закрывается и пар из ЦСД 1 направляется в сетевой подогреватель (не показан). После закрытия задвижки 5 часть пара поступает из ресивера 3 па байпасному трубопроводу 7 через регулирующий орган 9 в пароохпадитель 16. Одно3 1143864 4 рированным и заключен в дополнительно установленный кожух, к которому подключена линия отвода влаги, а пароохладитель расположен на вертикальном участке байпасного трубопровода.

При этом регулирующий орган образован входным участком байпасного трубопровода и установленным соосно внутри него поворотным ци- 10 линдром, в стенках которых выполнены сопряженные отверстия, и размещен в паровом пространстве ресивера.

На фиг.1 представлена принципиаль-f5 ная схема турбины; на фиг.2— байпасный трубопровод, продольный разрез; на фиг. 3 — узел Х на фиг.2.

Турбина содержит ЦСД 1 и двухпо- 20 точный ЦНД 2, соединенные ресивером 3. На поворотных участках ресивера 3 установлены направляющие решетки 4, а на участке, непосредственна примыкающем к ЦНД 2 установлен запорный орган (задвижка) 5. Паровпускная камера 6 ЦНД 2 соединена байпасным трубопроводом 7 с паровым пространством ресивера 3 до запорного органа 5. Во входном участке

8 байпасного трубопровода 7, заведенным в паровое пространство ресивера 3, расположен регулирующий орган 9, образованный входным участком 8 байпасного трубопровода 7 и установленным соосно внутри него поворотным цилиндром 1О. Последний вместе с ребрами 11 жесткости образует роторную часть, расположеннуюна неподвижной оси 12. Через шток

13 поворотный цилиндр 10 соединен с механизмом электропривада (не показан).

В стенках байпасного трубопровода 7 и поворотного цилиндра 10 выполнены сопряженные отверстия 14 прямоугольной формы с общим проходным сечением, большим, чем про.ходное сечение байпасного трубопровода 7. 50

На вертикальном участке !5 байпасного трубопровода 7 расположен пароохладитель 16 типа трубы Вентури. Водяная камера 17 пароохладителя 16 сообщена впрыскивающими форсунками 18 в узком сечеиыи пароохладителя 16 с его паровым трактом 19, а линией 20 - с источником

1143864 временно с закрытием задвижки 5 по линии 20 подается конденсат в водяную камеру 17, откуда через впрыски вающие форсунки 18 он поступает в паровой тракт 19 и увлажняет пар.

Образованная таким образом пароводяная смесь отделяется за счет сепарации при повороте потока в выходном участке 21 байпасного трубопровода 7 от крупнодисперсной фракции и направляется в паровпускную камеру 6.

Перемещаясь но проточной части ЦНД

2, охлаждающая смесь реализует тенлосъем за счет испарения капель конденсата и нагрева паровой фазы.

Отсепарированная крупная, представляющая наибольшую эрозионную опасность для рабочих лопаток влага собирается в кожухе 23 и по линки 24 отводится в конденсатор. Запориый орган на линии 24 устраняет протечки пара из ресивера 3 в конденсатор на конденсационных режимах работы турбины. Он открывается одновременно с подачей конденсата в пароохладитель 16.

Минимальные гидравлические потери контура охлаждения обеспечивают его работу во всем эксплуатационном диапазоне изменения давления пара в ресивере 3, т.е. в последнем отборе .турбины. Следовательно, рабочий ... режим контура охлаждения соответствует такой тепловой нагрузке турбоагрегата, которой отвечает минимальное давление пара в ресивере 3.

При изменении нагрузки теплосети давление нара в ресивере 3 возрастает. В этом случае поддержание постоянного расхода паре в контуре охлаждения может обеспечиваться системой автоматического управления воздействующей на регулирующий орган 9.

Таким образом, стабилизация расхода пара через пароохпадитель и количества впрыскиваемого конденсата нри меняющихся параметрах пара в ресивере обеспечивает на выходе контура охлаждения пароводяную смесь с постоянной влажностью и неизменной структурой жидкой фазы,что существенно улучшает условия теплосъема в проточной части ЦНД и снижает эрозионную угрозу входными кромкам рабочих лопаток от капель охлаждающего потока.

Принципиальное значение с позиций возникновения в контуре охлаж дения укрупненной, эрозионноопасной влаги имеет пространственная ориентация той части контура, в которой реализуется движение пароводяной смеси. При малых давлениях, а следовательно, и плотностях пара, падает его транспортирующая способность, что влечет образование на внутренних стенках контура обильных ,пристенных слоев, генерирующих срывом крупные капли в паровое ядро..

Расположение пароохладителя на вертикальном участке байпасного трубопровода и последующее спутное опускное течение паровой и жидкой фаз предотвращает образование развитых пленочных течений на

ЭЗ стенках трубопровода и благоприятствует сепарации крупной взвешенной влаги во влагоотводящей камере.

При этом обеспечивается повышение надежности и экономичности турбины

"О за счет оптимизации расхода пара .на охлаждение ЦНД и снижение эроэионной опасности рабочим лопаткам от охпаждающего нароводяного потока.

1143864

I .14

Составитель В. Гуторов

Техред С.Мигунова Корректор О. дуговая

Редактор П. Коссей

Заказ 871/28

Фарам 497 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035., Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ImI "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4