Паротурбинная установка
Владельцы патента RU 2319843:
Открытое Акционерное Общество "Научно-производственное объединение по исследованию и проектированию энергетического оборудования им. И.И. Ползунова" (ОАО "НПО ЦКТИ") (RU)
Изобретение относится к энергомашиностроению. Паротурбинная установка, включающая парогенератор, подсоединенную к нему посредством трубопровода свежего пара паровую турбину с цилиндрами высокого и среднего давления, причем последние имеют роторы и статоры, выполненные с полостями для охлаждения их высокотемпературных участков, а также паро-паровой теплообменник, соединенный входом по греющей среде с трубопроводом свежего пара, а выходом ее - с полостями для охлаждения цилиндра высокого давления, при этом паро-паровой теплообменник входом нагреваемой среды соединен с паропроводом холодного промперегрева на участке за обратным клапаном, а выходом ее - с паропроводом горячего промперегрева до стопорного клапана, кроме того, в паро-паровом теплообменнике каналы нагреваемой среды объединены между собой коллектором, соединенным с полостями для охлаждения высокотемпературых участков цилиндра среднего давления. Изобретение позволяет получать пар необходимых параметров для охлаждения термонапряженных узлов турбины на всех эксплуатационных режимах без постоянного дополнительного регулирования его расхода. 1 ил.
Изобретение относится к энергомашиностроению и может быть использовано в турбинах, имеющих внутреннее уплотнение ротора и работающих в блоках с прямоточными и барабанными котлами.
Известна паротурбинная установка, содержащая парогенератор со встроенным сепаратором и турбину с двустенным корпусом, центральным подводом пара и внутренним уплотнением ротора (Рыжков В.К. и др. Паровая турбина К-1200-240-3 ЛМЗ. - Теплоэнергетика, 1976, №5, с.4).
Недостатком известной установки является то, что ротор в зоне промежуточного уплотнения омывается смесью свежего пара и пара, поступающего из камеры регулирующей ступени, что снижает экономичность турбоустановки, так как этот пар не работает в первом потоке цилиндра высокого давления (ЦВД). Кроме того, для уменьшения скорости развития термоусталостных трещин на поверхности ротора, возникающих на переходных режимах, увеличивают продолжительность пусковых неэкономичных режимов, что ухудшает маневренность паротурбинной установки и снижает ее экономические показатели.
Известна также паротурбинная установка, включающая парогенератор, подсоединенную к нему посредством трубопровода свежего пара паровую турбину с цилиндрами высокого и среднего давления, причем последние имеют роторы и статоры, выполненные с полостями для охлаждения их высокотемпературных участков, а также паро-паровой теплообменник, соединенный входом по греющей среде с трубопроводом свежего пара, а выходом ее - с полостями для охлаждения цилиндра высокого давления. Входом нагреваемой среды паро-паровой теплообменник соединен с одним из паровых отборов цилиндра высокого давления, а выходом ее - с полостями цилиндра среднего давления паровой турбины (RU 2053377, МПК F01К 17/04, опубл. 27.01.96).
Недостатком этой схемы является прямая зависимость требуемого расхода пара из отбора ЦВД на паро-паровой теплообменник (ППТО) от расхода и требуемых параметров (особенно температуры) пара, подаваемого на охлаждение ЦВД. При этом весь расход нагреваемой среды теплообменника не работает в части ступеней ЦВД и расход пара из линии горячего промперегрева, подводимый для получения нужной, более высокой чем на выходе из ППТО температуры охлаждающего пара на цилиндр среднего давления (ЦСД), не работает в части ступеней ЦСД.
Заявляемое техническое решение позволяет получать пар необходимых параметров для охлаждения термонапряженных узлов турбины на всех эксплуатационных режимах без постоянного дополнительного регулирования его расхода. В предлагаемой схеме нагреваемая среда проходит всю проточную часть ЦВД, так как отбор выполняется из линии холодного промперегрева. Расход ее определяется требуемым расходом пара нужных параметров на охлаждение ЦВД и нагрев в ППТО может осуществляться до температуры, близкой к температуре пара горячего промперегрева, так как отбор охлаждающего пара на ЦСД производится из коллектора, объединяющего каналы нагреваемой среды в том месте, где будет достигнута ее нужная температура, поэтому подвод пара из линии горячего промперегрева не нужен. Требуемый расход охлаждающего пара как на ЦВД, так и на ЦСД ограничивается дроссельными шайбами, имеющими байпасы с вентилями для первоначальной настройки системы охлаждения на номинальном режиме, с последующей работой системы охлаждения в автоматическом режиме на всех нагрузках, включая пуски и остановы.
Предложена паротурбинная установка, включающая парогенератор, подсоединенную к нему посредством трубопровода свежего пара паровую турбину с цилиндрами высокого и среднего давления, причем последние имеют роторы и статоры, выполненные с полостями, используемыми для охлаждения их высокотемпературных участков, а также паро-паровой теплообменник, соединенный входом по греющей среде с трубопроводом свежего пара, а выходом ее - с полостями для охлаждения цилиндра высокого давления, при этом паро-паровой теплообменник входом нагреваемой среды соединен с паропроводом холодного промперегрева на участке за обратным клапаном, а выходом ее - с паропроводом горячего промперегрева до стопорного клапана, кроме того, в паро-паровом теплообменнике каналы нагреваемой среды объединены между собой коллектором, соединенным с полостями для охлаждения высокотемпературых участков цилиндра среднего давления.
На чертеже представлена паротурбинная установка.
Паротурбинная установка включает парогенератор 1 и паровую турбину с цилиндрами высокого (ЦВД) 2 и среднего (ЦСД) 3 давления. Турбина соединена с парогенератором паропроводом 4 свежего пара и имеет паро-паровой теплообменник (ППТО) 5, соединенный входом по греющей среде паропроводом 6 с трубопроводом свежего пара 4 за блоком регулирующих клапанов 7 ЦВД 2, а выходом ее - паропроводом 8 с полостями для охлаждения 9 ЦВД 2. Входом нагреваемой среды ППТО соединен трубопроводом 10 с паропроводом холодного промперегрева 11 за обратным клапаном 12 по ходу пара, а выходом ее - трубопроводом 13 с паропроводом горячего промперегрева 14 до стопорного клапана 15 ЦСД 3. Коллектор 16 объединяет каналы нагреваемой среды между собой и соединен паропроводом 17 с полостями для охлаждения высокотемпературных участков 18 ЦСД 3. На линиях подачи охлаждающего пара в цилиндры установлены дроссельные шайбы 19 и 20, имеющие байпасы с вентилями 21 и 22.
Паротурбинная установка работает следующим образом.
При работе паротурбинной установки на всех эксплуатационных режимах, включая пусковые, часть свежего пара из паропровода 4 отбирается после блока регулирующих клапанов 7 в паро-паровой теплообменник 5, в котором происходит снижение его температуры за счет отвода тепла паром, подаваемым из линии холодного промперегрева 11. Охлажденный свежий пар по паропроводу 8 подается на охлаждение термонапряженных участков ЦВД 2, снижая их температуру. Пар из линии холодного промперегрева 11, взятый по ходу пара за обратным клапаном 12, после нагрева в теплообменнике 5 сбрасывается в линию горячего промперегрева 14 до стопорного клапана 15 ЦСД 3. Пар на охлаждение термонапряженных участков ЦСД 3 подается по паропроводу 17 из коллектора 16, объединяющего каналы нагреваемой среды между собой. Подбор места установки коллектора 16 по ходу нагреваемой среды, а также диаметров дроссельных шайб 19 и 20, установленных на паропроводах охлаждающего пара 8 и 17 и имеющих байпасы с вентилями 21 и 22, позволяет на всех режимах автоматически иметь требуемые расходы охлаждающего пара определенных параметров.
Паротурбинная установка, включающая парогенератор, подсоединенную к нему посредством трубопровода свежего пара паровую турбину с цилиндрами высокого и среднего давления, причем последние имеют роторы и статоры, выполненные с полостями для охлаждения их высокотемпературных участков, а также паро-паровой теплообменник, соединенный входом по греющей среде с трубопроводом свежего пара, а выходом ее - с полостями для охлаждения цилиндра высокого давления, отличающаяся тем, что паро-паровой теплообменник входом нагреваемой среды соединен с паропроводом холодного промперегрева на участке за обратным клапаном, а выходом ее - с паропроводом горячего промперегрева до стопорного клапана, при этом в паро-паровом теплообменнике каналы нагреваемой среды объединены между собой коллектором, соединенным с полостями для охлаждения высокотемпературных участков цилиндра среднего давления.
