Способ пуска паровой турбины

 

Изобретение относится к теплоэнергетике и позволяет повысить экономичность турбины. К концевым уплотнениям 8-13 цилиндров турбины подается пар. Происходит прогрев ротора и элемента статора. За счет большего прогрева ротора происходит его смещение по отношению к элементу статора и закрепленному в статоре гребню уплотнения . Затем подают рабочий пар в проточную часть турбины и повышают частоту вращения ротора до фиксированного фовня, составляющего 25-30% номинальной величины. При повышении частоты вращения до номинальной с помощью датчика 25 измеряют относительное перемещение ротора. Повышение частоты осуществляют в момент, когда зн,1чение относительного перемещения в сторону удлинения превысит значе-т ние, paiBHoe предварительно определенному сокращению длины ротора. Способ пуска обеспечивает выполнение требований надежности при уменьшенной длине выточек на роторе. 2 ил. (Л 1 СА:) 4 00 о со 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 F 01 Р 19 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4042159/24- )6 (22) 24.03. 86 (46) 07.10.87. Бюл. Ф 37 (7 1) Уральский политехнический институт им. С.11. Кирова (72) В. Л. Похорилер, В. А.Палей и Ф.M.Cóõàðåâ (53) 621.165-57(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1300157, кл. F 01 D 19/00, 1985. (54) СПОСОБ ПУСКА ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ (57) Изобретение относится к теплоэнергетике и позволяет повысить экономичность турбины. К концевым уплотнениям 8-13 цилиндров турбины подается пар. Происходит прогрев ротора и элемента статора. 3а счет большего прогрева ротора происходит его сме„„80„„1.343038 А 1 щение по отношению к элементу статора и закрепленному в статоре гребню уплотнения. Затем подают рабочий пар в проточную часть турбины и повышают частоту вращения ротора до фиксированного уровня, составляющего 25-307 номинальной величины. При повышении частоты вращения до номинальной с помощью датчика 25 измеряют относительное перемешение ротора. Повышение частоты осуществляют в момент, когда значение относительного перемещения в сторону удлинения превысит значе» ние, равное предварительно определенному сокращению длины ротора. Способ пуска обеспечивает выполнение требоф ваний надежности при уменьшенной длине выточек на роторе. 2 ил.

1343038

50 и обретение Относится к теплоэнер гетике и может быть использовано ири организации пуска паровых турбин, в частности турбин с массивными ротораь ми для атомных электрс станций.

Цсггь изобре гения — повышение экономичности турбины.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема паровой турбины, реализующая предлагаемый способ, на фиг.2— схемы, иллюстрирующие взаимное положение выточки ротора и усика уилотне— ния турбины на разных этапах пуска турбинь|. 15

Паровая турбина (фиг . 1) содержит трубопровод 1 подвода свежего пара, на котором установлены органы 2 парораспределения цилиндра 3 высокого 20 давления (ЦВД), выхлоп которого через тракт промежуточного перегревателя 4 соединен с цилиндром 5 среднего дав— пения (ЦСД), связанным перепускной трубой 6 с цилиндром 7 низкого дав- 25 ления (ЦНД), подключенным выхлопом к конденсатору (не показан). Концевые уплотнения 8 и 9 ЦВД 3, концевые уплотнения 10 и 11 ЦСД 5, концевые уплотнения 12 и 13 ЦНД 7 соединены тру- 30 бопроводами 14 с коллектором 15 уплотняюшего пара, подключенным трубопроводом 16 с установленным на нем регу гирующим клапаном 17 к источнику уплотняюшего пара, например, к кол— лектору собственных нужд (не показан).

Фикс-пункт 18 турбины выполнен вблизи оси паровпуска ЦНД 7. Перемещение эя .ментов статора ири тепловом расширении происходит влево от фикс40 пункта 18. При этом корпуса ЦНД 7., ЦСД 5 и ЦВД 3 и корпус 19 упорного подшипника 20 связаны между собой же сткими элементами 21 . Положение ротора относительно корпуса эафиксиро- 45 вано упорным подшипником 20. При удлинении за счет прогрева в зоне А (фиг.1) ротор перемещается в направлении стрелки 22 (от упорного подшипника), при укорочении — за счет ох.паждения или действия центробежных сил — ротор в зоне А перемещается в направлении стрелки 23 (к упорному подшипнику). Относительные перемещения ротора (относительно корпуса) контролируются датчиками относительных расширений: для ЦВД 3 — датчик

24, для ЦСД 5 — датчик 25, для IIHg 7— датчик 26. Контроль частоты вращения ротора осупгествляют с помощью датчика и прибора 27.

Элемент уплотнения (фиг. 2) содержит гребень 28, запоечленный в эле— мент 29 статора, и выточку 30, выполненную на поверхности ротора 31. Схема а иллюстрирует положение гребня

28 относительно выточки при известном решении: длина выточки должна удовС летворять условию " в сг + с +, вот y Y цьс где — максимально допустимое удлиФ нение ротора, максимально допустимое укорочение ротора, укорочение ротора под дейцбс ствием центробежных сил при повьппении его частоть. вращения От нуля до номинальной величины.

Схемы б, в, ъ иллюстрируют положение г ребня 28 относительно выточки уменьшенной длины — d, y d + d которая может быть применена на турбине при использовании предлагаемого способа пуска. При этом схема 6 иллюстрирует положение гребня и выточки ири выставлении зазоров в процессе сборки турбины, схема 6 показывает взаимные перемещения гребня и выточки в процессе пуска по данному способу

1 при исходном (начальном) по;.о -,ении А перед пуском, соответствующем схеме ., схема z показывает взаимные

;геремещения гребня 28 и выточки 30 в проце. се пуска по данному способу в наиболее тяжелом случае — когда исходное (начальное) положение А ротора соответствует его максимально допустимому укорочению 0 . На схемах 6, в, г приняты обозначения: Б — положение ротора при его вращении с частотой, составляющей 25-307. номинальной, при ггуске по данному способу в момент начала повьппения частоты до номинальной,  — то же, сразу же после достижения номинальной частоты вращения.

Пуск турбины по предлагаемому способу производят следующим образом.

Поале выключения валоповоротного устройства и начала набора вакуума в конденсаторе подают пар к концевым уплотнениям 8 и 9 ЦВД 3, концевым уплотнениям 10 и 11 ЦСД 5, концевым уплотнениям 12 и 13 ЦНД 7, пар подается по коллектору 15 и по трубопроводам 14 и 16, а его расход регулируют клапаном 17. При достаточно длительном простое температурное сос3 1343 тояние ро гора 31» элемента 29 стато— ра опинаконо, и их взаимное положение опрепеляется положением A (фиг.2), которое соответствует состоянию при выставлении зазоров в процессе сборки

5 турбины. 3а счет поступления пара к уплотнениям происходит начальный прогрев ротора 31 и элемента 29 статора (фиг.2), но так как ротор прогревает-10 ся больше, происходит некоторое его смещение по отношению к элементу 29 статора и закрепленному в последнем гребню 28 уплотнения. Смещение происходит по стрелке 22 в направлении пе- 16 рехода от положения А к положению Б.

В дальнейшем открытием органов 2 парораспределения подают пар в турбину и устанавливают частоту вращения ротора на уровне 25-30Z номинальной величины. При этой частоте производят выдержку с целью обеспечения прогрева ротора. Центробежные силы, действующие на тело ротора, пропорциональны квадрату частоты вращения, по- yg этому при частоте, составляющей 25307 номинальной частоты величина этих сил, составляет 6-97. от сил, действующих на ротор при номинальной частоте, и, следовательно, укорочение ротора вследствие действия центробежных ин сил составляет примерно 6-97 о ц .

Таким образом, действие центробежных сил на этой частоте не окажет заметного воздействия на величину от35 носительного расширения ротора.

В процессе выдержки происходит прогрев ротора 31 и дальнейшее его смещение по стрелке 22 относительно элемента 29 статора (фиг.2). Величина 4О этого смещения для цилиндра ЦСД 5

:..онтролируется датчиком 25. Когда величина относительного расширения ротора достигает значения, не меньшего (которую предварительно on- 45 ределяют по известным методикам), увеличением подачи пара через органы 2 парораспределения повышают частоту вращения до номинальной величины. В момент, предшествующий началу этого повышения частоты, взаимное положение ротора и статора определяется положением Б на схеме в (фиг.2) . В процессе повышения частоты вращения величина центробежных сил возрастает от

6-9 до 1007 номинальной величины, вследствие действия возрастающей величины центробежных сил происходит растяжение ротора в радиальном на038

4 правлении и сокращение его длины в осевом направлении. При номинальной частоте вращения величина этого сокращения составляет о ц.. . вследствиг чего выточка 30 ротора сместится по отношению к гребню 28 влево по стрелке 23 и их взаимное положение при номинальной частоте определится положением В на схеме в (фиг.2) . Если к моменту начала повышения частоты вращения до номинальной величины относительное расширение ротора равно с то положение В совпадет с положением А. При этом величина относительного расширения ротора ЦСД 5, зафиксированная датчиком 25, станет нулевой и, следовательно, для прогрева ротора при дальнейшем пуске восстановится исходный запас по относительному расширению в сторону удлинения, равный д" .

Пуск определяется исходным одинаковым тепловым состоянием ротора и статора и нулевым начальным относительным расширением ротора. На схе— ме (фиг.2) показаны характерные положения ротора и статора для наиболее сложного случая, когда по тем или иным причинам к моменту начала пусковых операций происходит укорочение ротора и взаимное положение ротора и статора определяется смещением ротора по стрелке 23 на величину с "—

1 положение А. Прогрев за счет подачи пара на концевые уплотнения и в процессе выдержки на частоте, составляющей 25-30Х номинальной, приводит к смещению выточки 30 ротора по стрелке 22 на величину d "ö„, — положение

Б. Последующее повышение частоты вращения до номинальной приводит к смещению выточки 30 ротора в противоположном направлении по стрелке 23 на ту же величину d ц . Следовательно, и в этом случае взаимные перемещения выточки ротора и гребешка уплотнения не выходят за пределы допустимых величин.

Таким образом,-предлагаемый способ пуска обеспечивает выполнение требований надежности при уменьшенной длине выточек на роторе, что упрощает конструкцию турбины. Если же длину зоны уплотнений оставить прежней, то можно увеличить количество уплотняющих гребней, что сокращает утечки пара через уплотнения и повышает кономичность турбины.

1343038 б

Pgy u

Составитель А. Калашников

Техред Л. Сердюкова КоРректор М. Пожо

Редактор А.Козориз

Тираж 481 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 4616/31

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 формул а изобретения

Способ пуска паровой турбины путем подачи пара к концевым уплотнениям цилиндров, прогрева ротора, вращаемого валоповоротным устройством, подачи рабочего пара в проточную часть турбины и повышения частоты вращения ротора до фиксированного уровня, прогрева ротора при этом уровне частоты вращения с контролем значения характерного параметра и последующего повышения частоты вращения до номиналь-, ного значения после достижения характерным параметром заданного значения, 15 о тл ич ающий с я тем, что, с целью повышения экономичности турбины, предварительно определяют сокращение длины ротора под воздействием центробежных сил ир.1 повышении частоты его вращения от фиксированного уровня до номинального значения, в процессе пуска измеряют относительное перемещение ротора, в качестве характерного параметра контролируют эту измеренную величину и осуществляют повышение частоты вращения после того, как значение относительного перемещения в сторону удлинения превысит зна:- ение, равное предварительно определенному сокращению длины ротора.