Паротурбинная установка

 

Использование: в теплоэнергетике, преимущественно в энергоустановках с турбинами, имеющими внутреннее уплотнение ротора и работающими в блоках с прямоточными и барабанными котлами. Сущность изобретения: паротурбинная установка содержит парогенератор, турбину с цилиндрами 3, 4 высокого и среднего давления, подвод пара на охлаждение термонапряженных узлов цилиндра 3 высокого давления, а также паропаровой теплообменник 5. По линии 6 подвода греющей среды последний соединен с паропроводом 2 свежего пара, а по линии 7 отвода этой среды - с подводом пара на охлаждение ротора цилиндра 3 высокого давления. По линии 13 подвода охлаждающей среды паропаровой теплообменник 5 подсоединен к одному из отборов 14 цилиндра высокого давления, а по линии 15 отвода этой среды - к подводу пара на охлаждение термонапряженных узлов цилиндра среднего давления. При этом охлаждающие элементы теплонапряженных узлов цилиндров высокого и среднего давления представляют собой полости 8, 16, 18, выполненные в статорах и роторах указанных цилиндров. 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 двухстенным корпусом, центральным подводом пара и внутренним уплотнением ротора.

В этой установке 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 ЦВД. Кроме того, для уменьшения скорости развития термоусталостных трещин на поверхности ротора, возникающих при переходных режимах, увеличивают продолжительность пусковых режимов, что ухудшает маневренность паротурбинной установки.

Известна также паротурбинная установка, содержащая парогенератор со встроенным сепаратором, турбину с двухстенным корпусом, центральным подводом пара и внутренним уплотнением, проточная часть которой сообщена со встроенным сепаратором подводящим трубопроводом, на котором установлен регулирующий клапан, а к его приводу подключены датчики температуры пара в сепараторе и относительного расширения ротора. В такой установке охлаждающий пар по подводящему трубопроводу и центральному каналу поступает в камеру регулирующей ступени высокого давления, а другой в первую ступень после поворота потока в межкорпусном пространстве.

Отсутствие взаимосвязи между параметрами потока пара, направляемого в проточную часть турбины, и расходом охлаждающего пара, подаваемого к термонапряженным ее узлам, приводит к необходимости постоянного дополнительного регулирования расхода охлаждающего пара, осуществляемого установкой регулирующей арматуры, часть из которой управляется по сигналам от датчиков температуры пара в сепараторе и относительного расширения ротора.

В основу изобретения положена задача получения пара необходимого параметра для охлаждения термонапряженных узлов турбины на всех эксплуатационных режимах без постоянного дополнительного регулирования его расхода.

Поставленная задача решается тем, что паротурбинная установка, включающая парогенератор, подсоединенную к нему посредством трубопровода свежего пара паровую турбину с цилиндрами высокого и среднего давления, причем последние имеют ротор и статор, а цилиндр высокого давления выполнен с паровыми отборами, а также паропаровой теплообменник, соединенный своими входами по греющей и нагреваемой средам соответственно к трубопроводу свежего пара и к одному из паровых отборов цилиндра высокого давления, а выходом нагреваемой среды к цилиндру среднего давления паровой турбины, отличается тем, что статоры и роторы цилиндров высокого и среднего давления паровой турбины выполнены с полостями для охлаждения их высокотемпературных участков, при этом паропаровой теплообменник своим выходом греющей среды соединен с указанными полостями цилиндра высокого давления, а выходом нагреваемой среды с указанными полостями цилиндра среднего давления паровой турбины.

Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает, что в паротурбинных установках известно использование в пусковом режиме дополнительного паропарового теплообменника, установленного в трубопроводе между сепаратором и пароперегревателем, соединенного с паропроводом свежего пара и с регенеративным подогревателем высокого давления турбоустановки для повышения маневренности и экономичности в режиме пуска.

Дополнительный паропаровой теплообменник в заявленной совокупности признаков обеспечивает саморегулирование изменения расхода охлаждающего пара на переменных и стационарных режимах эксплуатации и получение охлаждающего пара требуемых параметров на указанных режимах без постоянного дополнительного регулирования его расхода. Указанный результат явным образом не следует из предшествующего уровня развития в данной области техники и направлен на повышение надежности работы паротурбинной установки при комплексном охлаждении роторов ВД и СД.

На чертеже представлена паротурбинная установка.

Паротурбинная установка содержит парогенератор 1, соединенный с турбиной паропроводом 2 свежего пара. Турбина оборудована цилиндрами высокого 3 (ЦВД) и среднего 4 давления (ЦСД) и имеет паропаровой теплообменник 5, сообщенный по линии 6 подвода греющей среды с паропроводом 2 свежего пара, а по линии 7 отвода этого пара с подводом пара на охлаждение ротора высокого давления с полостью 8, образованной диском 9 регулирующей ступени 10 ЦВД и наружной поверхностью обоймы 11 внутреннего уплотнения 12. По линии 13 подвода охлаждающей среды с одним из отборов 14 ЦВД 3, например, по линии промежуточного перегрева пара, а по линии 15 отвода этой среды с подводом пара на охлаждение термонапряженных узлов ЦСД с полостями 16 в районе думмиса 17 ЦСД 4 и полостью 18, образованной между диском 19 первой ступени 20 ЦСД 4 и диафрагмой 21 второй ступени 22. При этом на паропроводе 2 установлен блок стопорно-регулирующих клапанов 23 ЦВД 3, на линии перепуска вторично перегретого пара 24 в линию подачи пара на охлаждение ЦСД 4 установлена дроссельная шайба 25. Поверхностный паропаровой теплообменник 5 может быть выполнен по типу "труба в трубе".

Паротурбинная установка работает следующим образом.

В период пуска паротурбинной установки и при ее работе на всех эксплуатационных режимах часть свежего пара из трубопровода 2 после стопорно-регулирующего клапана 23 поступает в паропаровой теплообменник 5, в котором происходит снижение его температуры за счет отвода тепла паром, подаваемым из отбора ЦВД 3. Охлажденный свежий пар по трубопроводу 7 подается в полость 8.

При омывании этим паром поверхности диска 9 регулирующей ступени 10 и при прохождении через внутреннее уплотнение 12 происходит съем тепла с термонапряженных элементов ротора ЦВД 3.

Пар из отбора ЦВД после подогрева в теплообменнике 5 подается в полость 16 в районе думмиса 17 ЦСД 4 и полости 18 между диском 19 первой ступени 20 ЦСД 4 и диафрагмой 21 второй ступени 22. Этот пар и производит охлаждение термонапряженных элементов ЦСД. За счет подбора сопротивлений паровых трактов осуществляется автоматическое регулирование (в соответствии с режимом работы ПТУ) параметров и расходов греющего и охлаждаемого потоков пара, поступающих в паропаровой теплообменник 5. Это позволит отказаться от регулирующей арматуры, устанавливаемой на линиях подвода охлаждающего пара в ЦВД и ЦСД.

Первоначальную настройку системы охлаждения ЦСД осуществляют подбором дроссельной шайбы 25.

Таким образом, по сравнению с прототипом, соединение через паропаровой теплообменник источника свежего пара с проточной частью внутреннего уплотнения ротора позволяет на всех режимах получать пар требуемых для охлаждения ротора параметров при отсутствии постоянного дополнительного регулирования его расхода.

Саморегулирование изменения расхода охлаждающего пара на переменных режимах эксплуатации исключает необходимость установления регулирующей арматуры, связанной с системой регулирования.

Формула изобретения

ПАРОТУРБИННАЯ УСТАНОВКА, включающая парогенератор, подсоединенную к нему посредством трубопровода свежего пара паровую турбину с цилиндрами высокого и среднего давления, причем последние имеют ротор и статор, а цилиндр высокого давления выполнен с паровыми отборами, а также паропаровой теплообменник, соединенный своими входами по греющей и нагреваемой средам соответственно с трубопроводом свежего пара и с одним из паровых отборов цилиндра высокого давления, а выходом нагреваемой среды - с цилиндром среднего давления паровой турбины, отличающаяся тем, что статоры и роторы цилиндров высокого и среднего давления паровой турбины выполнены с полостями для охлаждения из высокотемпературных участков, при этом паропаровой теплообменник выходом греющей среды соединен с полостями цилиндра высокого давления, а выходом нагреваемой среды - с полостями цилиндра среднего давления паровой турбины.

РИСУНКИ

Рисунок 1



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к энергосудостроению для преобразования тепловой энергии в электрическую в судовой энергетической установке глубоководных аппаратов

Изобретение относится к теплоэнергетике , может быть использовано на паротурбинных блоках с вспомогательными конденсационными турбинами и позволяет повысить экономичность энергоблока

Изобретение относится к теплоэнергетике и позволяет повысить экономичность установки путем использования теплоты конденсации пара и теплоты конденсата вспомогательных турбин в системе регенерации главной турбины при всех режимах ее работы

Изобретение относится к теплоэнергетике и позволяет повысить экономичность и маневренность работы теплоэлектроцентрали при получении пиковой (дополнительной) мощности

Изобретение относится к энергетике и позволяет повысить экономичность выработки электроэнергии паротурбинной теплофикационной установкой

Изобретение относится к турбостроению и может быть использовано для охлаждения высокотемпературных роторов паровых турбин

Изобретение относится к области энергетики и холодильной техники, в частности к способу повышения выработки электроэнергии

Изобретение относится к энергомашиностроению

Изобретение относится к области теплоэнергетики

Изобретение относится к энергетике. Способ конденсации отработавшего пара турбины включает в себя подачу части отработавшего пара в первичный конденсатор, охлаждаемый оборотной водой, в котором он конденсируется, после которого первичный конденсат по конденсатопроводу рабочим насосом подается в сопла мультиступенчатого эжектора, причем другая часть отработавшего пара подается в приемную камеру первой ступени мультиступенчатого эжектора, причем парожидкостная смесь после мультиступенчатого эжектора поступает во вторичный конденсатор, охлаждаемый воздухом, в котором происходит конденсация всего пара и удаление несконденсированных газов. Также представлено устройство для реализации способа. Изобретение позволяет повысить эффективность конденсации отработавшего пара турбины. 2 н. п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано на тепловых электростанциях и котельных установках, работающих на природном газе для повышения их экономичности. Теплоэнергетическая установка содержит котел, водоподготовительную установку с деаэратором, к которому подключены патрубки исходной и деаэрированной воды, подвода рабочей среды и отвода выпара. Деаэратор включен патрубками подвода рабочей среды и отвода выпара в газопровод перед горелками котла. Изобретение позволяет повысить экономичность теплоэнергетической установки. 1 ил.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано на тепловых электростанциях и котельных установках, работающих на природном газе для повышения их экономичности. Теплоэнергетическая установка, содержит котел, водоподготовительную установку с декарбонизатором, к которому подключены патрубки исходной и декарбонизированной воды, подвода и отвода рабочей среды. Декарбонизатор включен патрубками подвода и отвода рабочей среды в газопровод перед горелками котла. Изобретение позволяет повысить эффективность теплоэнергетической установки. 1 ил.

Изобретение относится к станционной энергетике, конкретнее к энергосбережению при эксплуатации котлов электростанций, содержащих паротурбинные установки (ПТУ). В способе глубокой утилизации осуществляют подачу конденсата ПТУ в водогазовый теплообменник (ВГТ) на выходе из котла и нагрев конденсата за счет тепла продуктов сгорания (ПС), продукты сгорания в (ВГТ) охлаждают до температуры ниже точки росы на (5-10)°C, полученный конденсат (ПС) собирают, подвергают очистке по известной технологии и направляют в конденсатную линию и далее последовательно в подогреватель конденсата, деаэратор и котел. Для реализации способа система глубокой утилизации (ГУ) включает размещенный под водогазовым теплообменником (ВГТ) резервуар для слива конденсата (ПС), баки сбора и запаса конденсата, дренажный и конденсатный насосы, а также участок обработки конденсата, соединенный с конденсатной линией станции. Кроме экономии тепла (топлива) данное решение обеспечивает снижение эмиссии токсичных оксидов NOХ и CO2 за счет подавления водяными парами, уменьшения расхода топлива, получение дополнительной воды, которая может использоваться для подпитки котла и других нужд, устраняет или сводит к минимуму конденсацию в газовом тракте и дымовой трубе, улучшают условия их службы, отпадает необходимость в рециркуляции дымовых газов для предотвращения конденсации. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области теплоэнергетики. Вакуумная деаэрационная установка добавочной питательной воды тепловой электрической станции содержит вакуумный деаэратор с трубопроводом деаэрированной добавочной питательной воды, подключенным к трубопроводу основного конденсата турбины, с трубопроводами исходной воды и греющего агента, в которые включены подогреватели исходной воды и греющего агента с трубопроводами греющей среды, трубопроводом выпара. Изобретение позволяет повысить экономичность работы вакуумной деаэрационной установки добавочной питательной воды тепловой электрической станции и снизить затраты электрической энергии на собственные нужды путем обеспечения технологически необходимого температурного режима деаэрации за счет использования в качестве греющей среды для подогревателей вакуумной деаэрационной установки недорогого теплоносителя с достаточными для деаэрации параметрами. 1 ил.

Изобретение относится к области энергетики. Устройство получения электроэнергии, содержащее воздуховод, первый тепловой коллектор, нагревательные элементы, накопитель-радиатор, турбогенератор, второй тепловой коллектор, блок управления, аккумулятор, электроконвертор, при этом первый выход первого теплового коллектора соединен с нагревательными элементами, выход которых соединен с накопителем-радиатором, выход блока управления соединен с первым входом турбогенератора, первый выход которого является первым выходом устройства, выход аккумулятора соединен с входом электроконвертора, выход которого является вторым выходом устройства. Устройство дополнительно содержит вихревой разделитель теплоносителя, насос, выпрямительно-зарядное устройство. Первый вход устройства соединен с первым входом воздуховода и вторым входом турбогенератора, второй вход устройства соединен с вихревым разделителем теплоносителя, первый выход которого соединен с входом первого теплового коллектора и вторым входом воздуховода, второй выход первого теплового коллектора соединен с первым входом насоса, второй вход которого соединен с выходом блока управления, а выход соединен с входом второго теплового коллектора, первый выход которого соединен с первым выходом воздуховода, вторым выходом вихревого разделителя теплоносителя и является третьим выходом устройства, второй выход второго теплового коллектора соединен с вторым выходом турбогенератора, третьим выходом первого теплового коллектора и входом блока управления, первый выход турбогенератора соединен с входом выпрямительно-зарядного устройства, выход которого соединен с входом аккумулятора, второй выход воздуховода соединен с выходом накопителя-радиатора и является четвертым выходом устройства. Изобретение направлено на получение электроэнергии из тепловой энергии контура охлаждения градирни при использовании градирни в качестве воздуховода. 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

Наверх