Паротурбинная установка

Авторы патента:

F01K13/00 - Общая компоновка или общие технологические схемы силовых установок

Владельцы патента RU 2531681:

Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение по исследованию и проектированию энергетического оборудования им. И.И. Ползунова" (ОАО "НПО ЦКТИ") (RU)

Изобретение относится к энергетике. Паротурбинная установка, включающая пароперегреватель котла, главный паропровод, соединяющий пароперегреватель котла с турбиной, содержащая байпасный трубопровод с установленным на нем редукционно-охладительным устройством, соединяющий главный паропровод с входом в конденсатор, паровое пространство которого разделено трубной системой на входную и выходную части. В месте соединения главного и байпасного трубопроводов расположен сепаратор твердых частиц, при этом на байпасном трубопроводе установлен сепаратор избыточной влаги, соединенный с выходной частью конденсатора посредством дренажного трубопровода с отделителем и накопителем шлама. Заявляемое изобретение устраняет возможность попадания избыточной влаги и окалины во входную часть парового пространства конденсатора, исключая влажно-паровую эрозию лопаток последних ступеней турбины, гидроабразивную эрозию стержневого каркаса и трубной системы конденсатора, а также износ насосного оборудования и засорение шламом дренажей и теплообменников ПТУ, повышая тем самым ее надежность и экономичность. 1 ил.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в энергоблоках с паротурбинными установками (ПТУ), имеющими выхлоп в конденсатор.

Недостатком известной ПТУ является проскок твердых частиц окалины из пароперегревателя котла по главному паропроводу в турбину мимо байпаса, что вызывает абразивную эрозию лопаточного аппарата и уплотнений ее первых ступеней, снижая надежность и экономичность ПТУ. Другим недостатком известной ПТУ является попадание во входную часть парового пространства конденсатора избыточной влаги от впрысков редукционно-охладительного устройства (РОУ, БРОУ). Содержащиеся в этой влаге капли засасываются из конденсатора в последние ступени турбины обратными токами пара при пусковых режимах и малых расходах пара, особенно характерных для теплофикационных турбин, что вызывает влажно-паровую эрозию лопаток, еще более снижая надежность и экономичность энергоблока.

Известна паротурбинная установка, включающая пароперегреватель котла, главный паропровод, турбину и конденсатор, паровое пространство которого разделено трубной системой на входную и выходную части, содержащая трубопровод с редукционно-охладительным устройством, байпасирующий турбину, причем в месте соединения главного и байпасного трубопроводов расположен сепаратор твердых частиц. Наличие сепаратора позволяет уловить значительную часть окалины из главного паропровода и уменьшить абразивную эрозию лопаточного аппарата и уплотнений первых ступеней турбины (Малозатратные мероприятия, повышающие надежность и экономичность действующих паровых турбин ТЭС и АЭС / Качуринер Ю.Я., Носовицкий И.А., Орлик В.Г. - Теплоэнергетика, 2012, №9, с.37, рис.1).

По совокупности признаков эта известная паротурбинная установка является наиболее близкой к заявленной и принята за прототип.

Недостатком известного устройства, принятого за прототип, является попадание во входной паровой объем конденсатора через байпасный трубопровод избыточной капельной влаги от впрысков редукционно-охладительного устройства (РОУ, БРОУ). Избыточная влага, имеющая благодаря сепаратору повышенное содержание окалины, попадающей в байпас из пароперегревателя котла, вызывает гидроабразивную эрозию стержневого каркаса и трубной системы конденсатора, износ насосного оборудования и засорение теплообменников и дренажей. Основной же негатив от избытка капельной влаги, увлекаемой из конденсатора обратными токами пара при пусках и при малых расходах пара, особенно характерных для теплофикационных турбин - эрозия лопаток последних ступеней турбины, что еще более снижает надежность и экономичность ПТУ.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, а также выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволили установить, что заявитель не обнаружил технического решения, характеризующегося признаками, тождественными или эквивалентными предлагаемым. При этом предложенное изобретение не вытекает явным образом из известного уровня техники, определенного заявителем.

Определение из выявленных аналогов прототипа как наиболее близкого технического решения по совокупности признаков позволило установить в заявленном устройстве совокупность существенных отличительных признаков по отношению к рассматриваемому заявителем техническому результату, изложенную в нижеприведенной формуле изобретения.

Заявляемое техническое решение позволяет повысить надежность и экономичность энергоблока при малых расходах пара через последние ступени турбины за счет введения в предлагаемую пусковую схему паротурбинной установки следующих элементов, существенно отличающих ее от аналогов и прототипа и устраняющих их эксплуатационные недостатки, а именно: наличие сепаратора избыточной влаги в байпасном трубопроводе, наличие дренажного трубопровода, транспортирующего избыточную влагу с окалиной в выходную часть парового пространства конденсатора, откуда эта влага не может вызвать гидроабразивную эрозию его стержневого каркаса и трубной системы, а главное - не сможет попасть в обратные токи пара и вызвать эрозию лопаток последних ступеней, наличие отделителя и накопителя шлама, устраняющих попадание окалины в основной конденсат, что исключает износ насосного оборудования и засорение теплообменников и дренажей.

Предложена паротурбинная установка, включающая пароперегреватель котла, главный паропровод, соединяющий пароперегреватель котла с турбиной, содержащая байпасный трубопровод с установленным на нем редукционно-охладительным устройством, соединяющий главный паропровод с входом в конденсатор, паровое пространство которого разделено трубной системой на входную и выходную части. В месте соединения главного и байпасного трубопроводов расположен сепаратор твердых частиц, при этом на байпасном трубопроводе установлен сепаратор избыточной влаги, соединенный с выходной частью конденсатора посредством дренажного трубопровода с отделителем и накопителем шлама.

Изобретение иллюстрируется чертежом.

Паротурбинная установка (ПТУ) включает пароперегреватель 1 котла, главный паропровод 2, турбину 3. Главный паропровод 2 соединен с конденсатором 4. Паровое пространство конденсатора 4 разделено трубной системой 5 на входную 6 и выходную 7 части. Главный паропровод 2 соединен с входной частью 6 парового пространства конденсатора 4 трубопроводом 8, байпасирующим турбину 3. На байпасном трубопроводе 8 расположено редукционно-охладительное устройство 9 (например, РОУ или быстродействующее - БРОУ). В месте соединения главного 2 и байпасного 8 трубопроводов расположен сепаратор 10 твердых частиц. Байпасный трубопровод 8 соединен с выходной частью 7 конденсатора 4 посредством дренажного трубопровода 11. В месте соединения байпасного 8 и дренажного 11 трубопроводов установлен сепаратор 12 избыточной влаги, с отделителем 13 и накопителем 14 шлама.

Паротурбинная установка (ПТУ) работает следующим образом.

Твердые частицы окалины, образующейся на внутренних стенках трубок пароперегревателя 1 работающего котла, при пуске ПТУ отделяются от стенок и выносимой паром в главный паропровод 2, но не попадают в турбину 3, так как отделяются сепаратором 10, откуда отводятся байпасом 8 при включении расположенного на нем редукционно-охладительного устройства 9, после которого окалина вместе с избыточной влагой в заявленной ПТУ отделяются сепаратором 12, откуда отводятся дренажным трубопроводом 11 в отделитель 13, направляющий шлам в накопитель 14, а очищенную воду - в выходную часть 7 парового пространства конденсатора 4.

Таким образом, отличительные элементы заявленной паротурбинной установки (11, 12, 13 и 14) устраняют недостатки аналогов и прототипа, т.к. не допускают попадания избыточной влаги и окалины во входную часть 6 парового пространства конденсатора 4, исключая влажно-паровую эрозию лопаток последних ступеней турбины 3, гидроабразивную эрозию стержневого каркаса и трубной системы 5 конденсатора 4, а также износ насосного оборудования и засорение шламом дренажей и теплообменников. Тем самым повышается надежность и экономичность эксплуатации ПТУ.

Паротурбинная установка, включающая пароперегреватель котла, главный паропровод, соединяющий пароперегреватель котла с турбиной, содержащая байпасный трубопровод с установленным на нем редукционно-охладительным устройством, соединяющий главный паропровод с входом в конденсатор, паровое пространство которого разделено трубной системой на входную и выходную части, причем в месте соединения главного и байпасного трубопроводов расположен сепаратор твердых частиц, отличающаяся тем, что на байпасном трубопроводе установлен сепаратор избыточной влаги, соединенный с выходной частью конденсатора посредством дренажного трубопровода с отделителем и накопителем шлама.

Похожие патенты:

Паротурбинная установка // 2517974

Изобретение относится к энергетике. Паротурбинная установка, включающая котел, соединенный паропроводом с турбиной с подсоединенной к ней системой регенерации и конденсатором с конденсатосборником, соединенным трубопроводом с конденсатным насосом, второй котел, соединенный паропроводом со второй турбиной с подсоединенной к ней системой регенерации, причем выхлоп второй турбины соединен посредством трубопровода с установленной на нем задвижкой с бойлером нагрева конденсата, имеющим трубопроводы подвода и выхода воды, и с линией, с установленной на ней задвижкой, отбора пара на собственные и производственные нужды, при этом конденсатный насос соединен линиями с трубопроводом подвода воды к бойлеру второй турбины и с системой регенерации первой турбины, при этом на линии, соединяющей конденсатный насос с трубопроводом подвода конденсата к бойлеру второй турбины в месте соединения ее с системой регенерации первой турбины и на трубопроводе выхода воды из бойлера второй турбины в месте его соединения с трубопроводами системы регенерации первой турбины установлены двухпоточные клапаны, обеспечивающие постоянный расход конденсата в системе регенерации на переходных режимах работы.

Система компоновки узлов машины // 2495257

Два отдельных компрессора - компрессор стороны низкого давления и компрессор стороны высокого давления (11А, 11В) - расположены по обе стороны приводного узла - паровой турбины (10).

Способ интенсификации конденсации пара в конденсаторе паротурбинной установки // 2492332

Изобретение относится к энергетике. .

Энергетическая парогазовая установка // 2488004

Изобретение относится к энергетике, в частности к устройствам для выработки электроэнергии на тепловых электростанциях и автономно на предприятиях. .

Энергетическая установка // 2488003

Парогазовая энергетическая установка // 2482291

Газопаровая энергетическая установка // 2482290

Установка энергетическая // 2482289

Газопаровая установка // 2482288

Энергетическая установка // 2482287

Минитеплоцентраль для выравнивания графика нагрузки в электрических сетях // 2532639

Изобретение относится к электроэнергетике. Минитеплоцентраль содержит замкнутый контур низкокипящего рабочего тела, состоящий из теплообменника, турбины, конденсатора и циркуляционного насоса, причем к его теплообменнику подключен гидравлический теплоаккумулятор, оснащенный теплоэлектронагревателем (ТЭНом), проточным теплонагревателем и двумя теплообменниками, один из которых соединен через электроклапан с магистральной сетью, а второй - с источником тепловой энергии, например, с выходной трубой котла на любом виде топлива, или с трубой сбросного технологического тепла. В зависимости от времени действия дешевого ночного тарифа таймер блока автоматики включает один из ТЭНов для зарядки теплоаккумулятора тепловой энергией. Разрядка его с выработкой электроэнергии осуществляется в дневное время. Изобретение позволяет обеспечить выравнивание графика нагрузки в электрических сетях. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Контур питания паром турбины // 2533596

Изобретение относится к энергетике. Контур питания паром турбины, включающий в себя n основных паровых линий и n' линий подвода пара к турбине, причем количество n' линий подвода пара к турбине точно превышает количество n основных паровых линий, причём он содержит n прямых линий подвода пара к турбине, связывающих n основных паровых линий непосредственно с линиями подвода пара к турбине. Изобретение позволяет увеличить КПД турбины. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 7 ил.

Конденсационная паротурбинная электростанция кочетова // 2539696

Изобретение относится к энергетике. Конденсационная паротурбинная электростанция, содержащая котельную установку, производящую пар высоких параметров, паротурбинную установку, преобразующую теплоту пара в механическую энергию, и электрические устройства, обеспечивающие выработку электроэнергии потребителю, причём ороситель градирни содержит сложенные слоями параллельно друг другу трубчатые элементы из термопластичного материала с решетчатой стенкой, причем диаметр шаров на 5÷10% больше максимального размера ячейки решетчатой стенки трубчатых элементов, или выполнен в виде модуля из слоев полимерных ячеистых труб, трубы выполнены цилиндрическими, размещены во всех слоях параллельно друг другу и сварены по торцам модуля между собой в местах соприкосновения, трубы в модуле расположены наклонно, при этом полости каждой из труб и межтрубное пространство заполнено полыми полимерными шарами, причем диаметр шаров на 5÷10% больше максимального размера ячейки труб. Изобретение позволяет повысить экономичность тепловой электрической станции. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

Система нагрева для водяного контура тепловой электростанции // 2542706

Изобретение относится к энергетике. Система нагрева для водяного контура тепловой электростанции, содержащая: систему отбора для отбора воды из конденсатора, первый комплект теплообменников, содержащий, по меньшей мере, один теплообменник, вход для воды, упоминаемый как вход для воды, отобранной для нагрева, питаемый первой фракцией потока отобранной воды, поступающей из системы отбора, и, по меньшей мере, один вход для пара, предназначенного для нагрева отобранной воды, и второй комплект теплообменников, содержащий один теплообменник, смонтированный последовательно относительно входа для отобранной воды первого комплекта теплообменников, и один вход для пара, предназначенного для нагрева отобранной воды. Система нагрева дополнительно содержит охладитель конденсата. Также представлена тепловая электростанция, содержащая систему нагрева согласно изобретению. Изобретение позволяет оптимизировать энергетический баланс и в то же время гарантировать максимальный уровень безопасности для турбины, минимальный уровень обслуживания и возможность обеспечения наилучшего химического качества питательной воды. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Парогазовая установка // 2547197

Изобретение относится к энергетике, в частности к установкам для выработки электроэнергии на тепловых электростанциях и для автономного энергоснабжения различных объектов. Парогазовая установка содержит высоконапорную камеру сгорания (8), условно разделенную на парогазовую полость (9) с перегородками, образующими ряд камер (10), и жидкостную полость (11) с регенератором (12). Корпус парогазовой установки выполен цилиндрической формы и установлен на амортизаторы (13). Также корпус имеет демпферные полости (15), образованные между двояковыгнутыми стенками его крышки (16) и днища (17), которые полой стойкой(19) с компенсатором связаны и сообщены между собой. Демпферные полости (15) через компенсирующее окно (20) во внутренней стенке крышки (16) сообщены с парогазовой полостью (9). Также парогазовая установка содержит компрессор (1), электрогенератор (2), турбину (3), экономайзер (4), конденсатор (5), питательный насос (6) и устройство топливоподачи (7). Корпус высоконапорной камеры сгорания (8) выполнен с возможностью амортизации и установлен в каркасе (14) на амортизаторах (13). Двояковыгнутые стенки крышки (16) и днища (17) корпуса, внутри демпферных полостей (15) выполнены тягой (18) с компенсатором температурных расширений, связанными между собой. Изобретение позволяет повысить надежность, безотказность и эффективность установки в эксплуатации. 1 ил.

Термодинамический цикл насыщенного пара для турбины и связанная с ним установка // 2555917

Изобретение относится к энергетике. Термодинамический цикл насыщенного пара или слабо перегретого пара для электростанции, содержащей по меньшей мере один ядерный источник энергии и турбину, имеющую один модуль высокого давления, один модуль среднего давления и один модуль низкого давления, при этом пар протекает последовательно через модули высокого давления, среднего давления и низкого давления. Пар подвергается воздействию первого цикла осушения и перегрева между модулями высокого давления и среднего давления, а также второго цикла, содержащего один процесс осушения между модулем среднего давления и модулем низкого давления. Также представлена электростанция для осуществления термодинамического цикла согласно изобретению. Изобретение позволяет оптимизировать термодинамический цикл насыщенного пара или слабо перегретого пара. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

Солнечная энергетическая установка // 2559093

Изобретение относится к области энергетики, а именно к области использования солнечной энергии, и может быть применено при генерировании электрического тока с использованием энергии солнечного излучения в качестве источника теплового излучения. Солнечная энергетическая установка включает, по меньшей мере, один коллектор, теплоакуммулятор кратковременного хранения тепловой энергии, парогенератор, паровую турбину, конденсатор, причем теплоакуммулятор кратковременного хранения тепловой энергии заполнен высокотемпературной жидкостью, при этом установка включает первый замкнутый циркуляционный контур с высокотемпературным теплоносителем, в который последовательно включены коллектор и теплоакуммулятор кратковременного хранения тепловой энергии, причем первый контур содержит теплообменник, расположенный в теплоакуммуляторе кратковременного хранения тепловой энергии, второй замкнутый циркуляционный контур с высокотемпературной жидкостью, в который последовательно включены теплоакуммулятор кратковременного хранения тепловой энергии и парогенератор, причем второй контур содержит два теплообменника, расположенные, соответственно, в теплоакуммуляторе кратковременного хранения тепловой энергии и в парогенераторе, заполненном высокотемпературной жидкостью, третий замкнутый циркуляционный контур с низкокипящим рабочим веществом. Техническим результатом изобретения является увеличение эффективности преобразования солнечной энергии. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

Интегрирование тепла при захвате со2 // 2575519

Изобретение относится к способам выработки электроэнергии. Способ выработки электроэнергии путем сжигания углеродосодержащих топлив и захвата CO2, в котором рециркулируемую охлаждающую воду из охладителя прямого контакта в трубе (16) рециркуляции охлаждают в теплообменнике (17), который расположен в трубе (16) рециркуляции. В трубу (16) подают охлаждающую воду и отводят соответственно через трубы (70, 70') рециркуляции воды, соединенные с теплообменником (17). Воду, отводимую из теплообменника (17) через линию (70') рециркуляции, дросселируют через клапан (73) дросселирования и расширительный бак (74). Воду из расширительного бака (74) отводят через линию (78) для рециркуляции воды в качестве промывочной воды в охладитель прямого контакта отгоночной колонны (66). Пар в отгоночном баке вводят в качестве дополнительного отгоночного пара испарения в отгоночную колонну через линию (77) для пара, соединенную с расширительным баком (74). Технический результат заключается в обеспечении максимального вывода тепла. 1 з.п. ф-лы, 5 ил., 2 табл.

Конденсационная паротурбинная электростанция кочетова // 2576698

Изобретение относится к энергетике. Конденсационная паротурбинная электростанция, содержащая котельную установку, производящую пар высоких параметров, паротурбинную установку, преобразующую теплоту пара в механическую энергию, и электрические устройства, обеспечивающие выработку электроэнергии потребителю, причём ороситель градирни содержит сложенные слоями параллельно друг другу трубчатые элементы из термопластичного материала с решетчатой стенкой, причем диаметр шаров на 5-10% больше максимального размера ячейки решетчатой стенки трубчатых элементов, или выполнен в виде модуля из слоев полимерных ячеистых труб, трубы выполнены цилиндрическими, размещены во всех слоях параллельно друг другу и сварены по торцам модуля между собой в местах соприкосновения, трубы в модуле расположены наклонно, при этом полости каждой из труб и межтрубное пространство заполнено полыми полимерными шарами, причем диаметр шаров на 5-10% больше максимального размера ячейки труб. Изобретение позволяет повысить экономичность тепловой электрической станции. 3 з.п. ф-лы, 7 ил.

Высокотемпературная паросиловая установка докритического давления и высокотемпературный прямоточный котел докритического давления, работающий при переменном давлении // 2584745

Изобретение относится к энергетике. Высокотемпературная паросиловая установка докритического давления содержит систему топочного котла, генераторную систему паровой турбины и систему конденсата и питательной воды, причем параметры пара, вырабатываемого в системе котла и подаваемого в генераторную систему паровой турбины, являются докритическим давлением и высокой температурой - температура на входе турбины 593°С или выше. Также представлен работающий при переменном давлении высокотемпературный прямоточный котел докритического давления для использования в теплосиловой установке. Изобретение позволяет улучшить эффективность теплосиловой установки. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 7 ил.