Паровая турбина с концевыми уплотнениями в виде дополнительных турбинных ступеней с регенеративными отборами пара

 

Изобретение относится к турбостроению и может быть использовано при проектировании новых турбин. Достигаемым результатом изобретения является повышение эффективности основных и дополнительных турбинных ступеней, а также уменьшение усилий в местах присоединения трубопроводов к корпусу турбины. Указанный результат достигается тем, что в паровой турбине, содержащей регенеративные отборы пара и концевые уплотнения, выполненные в виде дополнительных турбинных ступеней, согласно изобретению по меньшей мере часть указанных отборов подключена к концевым уплотнениям, а проходные сечения проточной части дополнительных турбинных ступеней выбраны из условия пропуска пара, равного его пропуску на регенеративные отборы турбины, подключенные к концевым уплотнениям. 1 ил.

Изобретение относится к турбостроению и может быть использовано при проектировании новых турбин.

В любой паровой турбине часть пара из основного потока теряется в концевых уплотнениях, не производя полезной работы. Например, в турбинах 300 МВт в концевых уплотнениях теряется до 20 т/ч пара различного потенциала. Этот пар мог бы выработать 2-5 МВт дополнительной мощности.

Паровая турбина обычно имеет систему регенерации тепла с подогревателями питательной воды, подключенными по греющей стороне к паровым отборам турбины [1] - аналог. Вместе с тем, присоединение каждого лишнего трубопровода к корпусу турбины нежелательно из-за дополнительных усилий, которые возникают в месте его присоединения к корпусу при нагреве и охлаждении турбины. Кроме того, отбор пара на регенерацию требует увеличения расстояния между ступенями, примыкающими к камере отбора. Это приводит к потере скоростного напора ступени, расположенной до камеры отбора, с соответствующим уменьшением КПД проточной части основных ступеней турбины.

Известна паровая турбина, содержащая регенеративные отборы пара и концевые уплотнения, по меньшей мере одно из которых выполнено в виде по меньшей мере одной дополнительной турбинной ступени [2] - прототип. Недостатки паровой турбины [2] связаны с тем, что из-за крайне малого расхода пара на концевые уплотнения, лопатки проточной части ее дополнительных ступеней должны иметь очень малую высоту. Это приводит к низкой эффективности срабатывания располагаемого теплоперепада на дополнительных турбинных ступенях из-за возрастания доли концевых потерь. Кроме того, в турбине [2] имеются трубопроводы отбора пара на регенерацию и от концевых уплотнений, что увеличивает усилия в месте присоединения соответствующих трубопроводов к корпусу. Имеется также проблема потери скоростного напора в камерах регенерационного отбора пара.

Достигаемым результатом изобретения является повышение эффективности основных и дополнительных турбинных ступеней, а также уменьшение усилий в местах присоединения трубопроводов к корпусу турбины.

Указанный результат достигается тем, что в паровой турбине, содержащей регенеративные отборы пара и концевые уплотнения, по меньшей мере одно из которых выполнено в виде по меньшей мере одной дополнительной турбинной ступени, согласно изобретению по меньшей мере часть указанных отборов подключена к концевым уплотнениям, а проходные сечения проточной части дополнительных турбинных ступеней выбраны из условия пропуска пара, равного его пропуску на регенеративные отборы турбины, подключенные к концевым уплотнениям.

На чертеже в качестве примера схематически изображена одновальная турбина согласно изобретению.

Паровая турбина 1 содержит концевые уплотнения, выполненные в виде двух дополнительных турбинных ступеней 2.1, 2.2. К выхлопу каждой из последних присоединены трубопроводы соответственно 3, 4 отбора пара на регенерацию, причем трубопровод 3 подключен к подогревателю высокого давления (ПВД) 5, а трубопровод 4 - к подогревателю низкого давления (ПНД) 6 системы регенерации. Позициями 7, 8, 9, 10 обозначены соответственно конденсатор, конденсатный насос, питательный насос и трубопровод питательной воды. Проходные сечения проточной части дополнительных турбинных ступеней выбраны из условия пропуска пара, равного его пропуску в регенеративные отборы турбины.

Таким образом, данное изобретение позволяет повысить экономичность паровой турбины в результате выработки дополнительной электроэнергии на дополнительных турбинных ступенях на концевых уплотнениях, а также за счет повышения термодинамической эффективности основных турбинных ступеней. Кроме того, повышается надежность работы турбины за счет уменьшения количества трубопроводов, присоединенных к корпусу основных ступеней турбины.

Источники информации

1. Литвин А.М. Основы теплоэнергетики. Энергия. 1973, с. 114, рис. 6-5. 6-6 (аналог).

2. Патент РФ №2086777, 6 МКИ F 01 D 11/02, 1994 (прототип).

Формула изобретения

Паровая турбина, содержащая регенеративные отборы пара и концевые уплотнения, по меньшей мере одно из которых выполнено в виде по меньшей мере одной дополнительной турбинной ступени, отличающаяся тем, что по меньшей мере часть указанных отборов подключена к концевым уплотнениям, а проходные сечения проточной части дополнительных турбинных ступеней выбраны из условия пропуска пара, равного его пропуску через регенеративные отборы турбины, подключенные к концевым уплотнениям.

РИСУНКИ

Рисунок 1