Часть низкого давления паровой турбины


 


Владельцы патента RU 2532086:

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

Изобретение относится к энергетике. Часть низкого давления паровой турбины, включающая регулирующий орган на входе, группу ступеней с промежуточными камерами и выхлопной патрубок, соединенный с конденсатором, разделенным трубной системой на входной и выходной объемы, при этом выходной объем конденсатора соединен с промежуточной камерой, например, перед последней ступенью, посредством перепускной трубы с клапаном. Заявляемое техническое решение основано на особенности работы последней ступени низкого давления при малых расходах пара, когда ее рабочее колесо не вырабатывает мощности, а получает ее от ротора, затрачивая на перекачку пара в сторону выхлопа. При таком «компрессорном» режиме работы давление перед последней ступенью оказывается ниже, чем в конденсаторе. Это позволяет направить в камеру перед последней ступенью пар, охлажденный трубной системой конденсатора при протекании из его входного объема в выходной объем. Заявленное изобретение позволяет повысить надежность и экономичность паровой турбины при малых расходах пара через группу ступеней части низкого давления за счет снижения вентиляционного нагрева проточной части и устранения его последствий без использования охлаждающих впрысков влаги, усиливающих эрозию, и без увеличения расхода рабочего пара, сокращающего отпуск тепла и электроэнергии. 1 ил.

 

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано на ТЭС с конденсационными турбинами, в том числе имеющими отбор на отопление.

Известны части низкого давления паровой турбины, включающие регулирующий орган на входе, группу ступеней с промежуточными камерами и выхлопной патрубок, соединенный с конденсатором, разделенным трубной системой на входной и выходной объемы. (Трухний А.Д., Стационарные паровые турбины. - М.: Энергоатомиздат, 1990, с.382, рис. 7.18, с. 385, рис. 7.22).

Недостатком известных частей низкого давления паровой турбины является возникающий при малых расходах пара вентиляционный нагрев ступеней, снижающий надежность из-за температурных расцентровок турбинных деталей и из-за обрыва припаянных к лопаткам противоэрозионных стеллитных пластинок.

Известна часть низкого давления паровой турбины, включающая регулирующий орган на входе, группу ступеней с промежуточными камерами, выхлопной патрубок, соединенный с конденсатором, разделенным трубной системой на входной и выходной объемы, причем выходной объем конденсатора соединен перепускной трубой (через клапан) с входом в группу, что позволяет снизить вентиляционный нагрев ступеней за счет рециркуляции выхлопного пара, охлаждаемого в конденсаторе (журнал «Энергетик», 2011, №3, с. 18, рис. 2).

По совокупности признаков эта известная часть низкого давления наиболее близка к заявленной и принята за прототип.

Недостатком устройства, принятого за прототип, является большое сопротивление контура рециркуляции из-за включения в него всех ступеней части низкого давления, что ограничивает расход пара через последнюю ступень и ее охлаждение, а также способствует сохранению упомянутых обратных токов в выхлопном патрубке, транспортирующих из конденсатора капельную влагу, эрозионно-опасную для рабочих лопаток.

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 паровой турбины при малых расходах пара через группу ступеней части низкого давления за счет снижения вентиляционного нагрева проточной части и устранения его последствий без использования охлаждающих впрысков влаги, усиливающих эрозию, и без увеличения расхода рабочего пара, сокращающего отпуск тепла и электроэнергии. Заявляемое техническое решение основано на особенности работы последней ступени низкого давления при малых расходах пара, когда ее рабочее колесо не вырабатывает мощности, а получает ее от ротора, затрачивая на перекачку пара в сторону выхлопа. При таком «компрессорном» режиме работы давление перед последней ступенью оказывается ниже, чем за нею, т.е. ниже, чем в конденсаторе. Это позволяет направить в камеру перед последней ступенью пар, охлажденный трубной системой конденсатора при протекании из его входного объема в выходной объем.

Предложена часть низкого давления паровой турбины, включающая регулирующий орган на входе, группу ступеней с промежуточными камерами, выхлопной патрубок, соединенный с конденсатором, разделенным трубной системой на входной и выходной объемы, при этом выходной объем конденсатора соединен с промежуточной камерой, например, перед последней ступенью, посредством перепускной трубы с клапаном. Клапан может быть запорным или обратным.

Изобретение иллюстрируется чертежом.

Часть низкого давления паровой турбины включает регулирующий орган 1 на входе 2, группу ступеней с промежуточными камерами 3, 4, 5, 6, выхлопной патрубок 7, соединенный с конденсатором 8. Трубная система 9 делит конденсатор 8 на входной 10 и выходной 11 объемы. Выходной объем 11 конденсатора 8 соединен с промежуточной камерой, например 6, перед последней ступенью, посредством перепускной трубы 12 с запорным или обратным клапаном 13.

Часть низкого давления паровой турбины работает следующим образом. Для максимального снижения электрической или для максимального увеличения тепловой нагрузки турбины закрывают регулирующий орган 1 на входе 2 в группу ступеней части низкого давления паровой турбины. Затем открывают клапан 13 на перепускной трубе 12, соединяющей выходной объем 11 конденсатора 8 с промежуточной камерой 6 перед последней ступенью части низкого давления. Если клапан 13 - обратный, то его открытие происходит автоматически. Расход пара через часть низкого давления прекращается, последняя из группы ступеней переходит в компрессорный режим работы, что вызывает глубокое разрежение в промежуточной камере 6, давление в ней становится ниже, чем в конденсаторе 8. Благодаря этому начинается рециркуляция пара, охлаждаемого при проходе его через трубную систему 9 конденсатора 8 и попадающего в последнюю ступень через промежуточную камеру 6. Таким образом предотвращается вентиляционный разогрев рабочих лопаток последней из группы ступеней низкого давления. Тем самым устраняется опасность ослабления паяных соединений и обрыва стеллитных пластинок, защищающих лопатки от эрозии, без применения известных методов охлаждения, снижающих надежность и экономичность турбины.

Часть низкого давления паровой турбины, включающая регулирующий орган на входе, группу ступеней с промежуточными камерами и выхлопной патрубок, соединенный с конденсатором, разделенным трубной системой на входной и выходной объемы, отличающаяся тем, что выходной объем конденсатора соединен с промежуточной камерой непосредственно перед последней ступенью, посредством перепускной трубы с клапаном.



 

Похожие патенты:

Выпускной патрубок для использования с турбиной, включающей множество ступеней, выполнен с возможностью направления пара из турбины в конденсатор и содержит опорный конус, окружающий ротор турбины, направляющую и колпак направляющей.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в выхлопном тракте газоперекачивающего агрегата или газотурбинной электростанции. Диффузор выхлопного тракта газотурбинной установки содержит обечайку с фланцами, кожух, охватывающий обечайку и звукоизоляцию, размещенную между обечайкой и кожухом.

Изобретение относится к выхлопным устройствам и может использоваться в составе газоперекачивающего агрегата с газотурбинной установкой. Выхлопное устройство содержит диффузор, переходник с разделяющими поток ребрами и шумоглушитель кассетного типа, размещенный под углом 30-60° к оси переходника.

Изобретение относится к конструкции опорных или установочных устройств выходного устройства турбины. Выходное устройство турбины содержит полые аэродинамические профилированные стойки, размещенные за рабочим колесом последней ступени турбины, а также аэродинамические профилированные контура.

Выхлопное устройство турбомашины содержит корпус с входным отверстием, расположенным вокруг оси вращения турбины, диффузор, расположенное в наружной стенке корпуса выходное отверстие и дополнительную перегородку.

Изобретение относится к области энергетики, преимущественно для сбросных систем пара тепловых электрических станций, например, выбросам пара при срабатывании главных предохранительных клапанов котлов, продувок пароперегревателей, растолок котлов и котлов-утилизаторов при расходах сбрасываемого пара более 30 т/ч и степени нерасчетности недорасширенной струи пара n=pa/pc>1, где pa - давление атмосферного воздуха, pc - статическое давление пара на срезе выхлопного трубопровода.

Изобретение относится к конструктивным элементам турбины, взаимосвязям между корпусом турбины и ее внутренними элементами, в частности, к конструкции опорных или установочных устройств выходного устройства турбины.

Изобретение относится к турбомашиностроению, а именно, к устройствам для предотвращения утечек рабочего тела, и может быть использовано в авиационных газотурбинных двигателях (ГТД).

Изобретение относится к области авиационных газотурбинных двигателей, в частности к узлу, расположенному между турбиной высокого давления и турбиной низкого давления внутреннего контура двухконтурного авиационного двигателя.

Выпускное устройство (400) для двухпоточной паровой турбины (401) обеспечивает отдельный внешний выпускной канал (320) из верхней части (316) выпускного отверстия (315) первой секции (305) турбины и отдельный внешний выпускной канал (325) из нижней части (317) выпускного отверстия первой секции (305) турбины, ведущие к первому конденсатору (330). Также предусмотрен отдельный внешний выпускной канал (420) из верхней части (416) выпускного отверстия (415) второй секции (405) турбины и отдельный внешний выпускной канал (425) из нижней части (417) выпускного отверстия (415) второй секции (405) турбины. Достигается создание отдельных внешних каналов диффузора для верхней половины и нижней половины кольцевого выпускного отверстия для выпуска пара из турбины, таким образом обеспечивая благоприятное распределение отдельно верхней и нижней половины выпуска турбины по внешним выпускным каналам, не ограниченным традиционным выхлопным патрубком, и, кроме того, обеспечивая выход из внешних выпускных каналов к нескольким конденсаторам. 8 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано на тепловых электростанциях (ТЭС) с конденсационными паровыми турбинами, в том числе имеющими отбор на теплофикацию. Предложена часть низкого давления паровой турбины, включающая входной трубопровод с регулирующим органом и группы ступеней низкого давления с промежуточными камерами, расположенные в отдельных цилиндрах и соединенные выхлопными патрубками с конденсатором. Промежуточные камеры перед последними ступенями одного цилиндра соединены с выхлопным патрубком соседнего цилиндра посредством трубопровода с клапаном. Заявляемое техническое решение позволяет повысить надежность и экономичность паровой турбины при малых расходах пара в цилиндре низкого давления за счет снижения вентиляционного нагрева его проточной части и устранения негативных последствий этого нагрева. 1 ил.

Изобретение относится к энергетическим установкам, предназначенным для выработки механической, тепловой или электрической энергии. Выхлопное устройство энергетической установки содержит корпус, преобразующий горизонтальное движение потока выхлопных газов в вертикальное. Устройство содержит вертикальную цилиндрическую шахту и шумоглушитель, установленный в ней. Шумоглушитель выполнен в виде установленных радиально кассет, содержащих пустотелый корпус, стенки которого перфорированы отверстиями. Полость кассет частично заполнена катализатором, при этом кассеты установлены под углом. Техническим результатом изобретения является обеспечение качественной очистки выхлопных газов, снижение шума и повышение КПД. 8 з.п. ф-лы, 25 ил.

Выпускное устройство (100) осевой паровой турбины содержит внутренний корпус (116) турбины и конденсатор (140) турбины, установленный ниже выпускного кожуха (121). Выпускной кожух (121) содержит верхний выпускной кожух (122) и нижний выпускной кожух (123) и обеспечивает двойной выпускной тракт (180, 190) к конденсатору (140) турбины. Опорный раструб (145) и кольцевые направляющие (140) для пара ограничивают указанный двойной выпускной тракт (180, 190). Первый выпускной тракт (180) проходит через нижнюю секцию (151) диффузора к нижнему выпускному кожуху (123), а затем, по существу, вниз к конденсатору (140). Верхний выпускной кожух (122) проточно сообщается с верхней секцией (152) диффузора. Радиальный канал (170) выпускного кожуха (121) проточно сообщается с верхним выпускным кожухом (122) и с расположенным ниже конденсатором (140) турбины. Второй выпускной тракт (190) проходит через верхнюю секцию (152) диффузора в верхний выпускной кожух (122), далее в осевом направлении в радиальный канал (170), имеющий верхнее пространство (171), расположенное между разделительной стенкой (165) выпускного кожуха (121) и торцевой стенкой (172) диффузора, а затем вниз через радиальный канал (170) к конденсатору (140) турбины. Достигается снижение завихрения потока в верхнем выпускном кожухе, что улучшает эксплуатационные качества кожуха. 9 з.п. ф-лы, 9 ил.

Выпускной патрубок (110) паровой турбины (10) содержит нижний выпускной патрубок (105), направляющую (24) для пара, отверстие (26) конденсатора, пластину (200) выпускного патрубка и внутренний канал (215). Нижний выпускной патрубок (105) присоединен к паровой турбине (10). Направляющая (24) для пара расположена в нижнем выпускном патрубке (105) и предназначена для направления потока (35) отработанного пара от лопаток (14) последней ступени корпуса паровой турбины (10). Отверстие (26) конденсатора расположено под нижним выпускным патрубком (105) и предназначено для приема потока (35) отработанного пара из указанного патрубка (105). Пластина (200) выпускного патрубка установлена в нижнем выпускном патрубке (105) и предназначена для направления потока (35) отработанного пара от осевого направления к радиальному направлению к отверстию (26) конденсатора. Внутренний канал (215) расположен в пластине (200) выпускного патрубка и предназначен для направления потока теплоносителя внутри нее, а также для охлаждения и конденсации потока (35) отработанного пара вблизи пластины (200). Повышаются характеристики турбины за счёт того, что конденсация в области с низкими скоростями около пластины (200) выпускного патрубка обеспечивает уменьшение пограничного слоя и улучшение потока, проходящего через указанный патрубок. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

Устройство выпуска отработавшего пара для модуля паровой турбины снабжено каналом (4а, 4b) для выпуска пара, ограниченным поверхностью (8а, 8b) диффузора (5а, 5b), направляющей пар, а также нижней стенкой (7а, 7b). Устройство выпуска отработавшего пара содержит жесткую обечайку (13а, 13b) одной из круглой и полукруглой формы, на которой неподвижно закреплены: диффузор (5а, 5b) и жесткое крепежное устройство (6а, 6b), предназначенное для поддержки устройства выпуска отработавшего пара на жесткой раме (20а, 20b). Жесткое крепежное устройство содержит множество жестких штанг (6а, 6b), проходящих через канал для выпуска пара (4а, 4b), причем первый торец каждой штанги (6а, 6b) установлен на обечайке (13а, 13b). Второй торец каждой штанги неподвижно закреплен в указанной нижней стенке (7а, 7b) устройства выпуска отработавшего пара для поддержки указанной жесткой рамой (20а, 20b). Достигается уменьшение веса выпускного устройства примерно на 30%, внутренняя конструкция выпускного устройства становится более прочной, процесс изготовления позволяет легко адаптировать конструкцию для предотвращения резонанса, стоимость получаемого узла ниже, чем у литого диффузора. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 6 ил.

Выхлопной диффузор (10) для газовой турбины имеет расширяющийся в направлении выхода (20) диффузора проточный канал (22), в центре которого предусмотрен распространяющийся в осевом направлении направляющий аппарат (14). Направляющий аппарат 14 по меньшей мере на одном осевом участке своей продольной протяженности имеет несколько распределенных по периметру, расположенных между направляющими элементами (32) углублений (30). Вдоль продольной протяженности направляющего аппарата (14) каждый направляющий элемент (32) проходит по спиральной линии. Позволяет получить дополнительно укороченный выхлопной диффузор, направляющий аппарат которого обладает особенно высокой прочностью и склонность которого к вибрации, обусловленной потоком, снижена. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 3 ил.

Диффузор (20), в частности, для осевого компрессора, предпочтительно стационарной газотурбинной установки. В диффузоре (20) кольцевой канал (17), имеющий первую площадь поперечного сечения, переходит в выходное пространство (21), имеющее вторую, большую площадь поперечного сечения вдоль оси (31) машины. Переход осуществлен в несколько ступеней (22а-с). Диффузор (20a) содержит внешний корпус (23) и внутренний корпус (24), между которыми через диффузор (20a) перемещается рабочая среда. Ступени (22a-c) в площади поперечного сечения образованы ступенями диаметра внутреннего корпуса (24) Достигается улучшенная эффективность диффузора и повышение общего КПД газотурбинной установки. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

Концевые бандажи (411) на лопатках (419) последней ступени конденсационной паровой турбины (410) могут создавать значительное препятствие и образовывать завихрение у стенки паронаправляющей (423, 424) диффузора (300), что приводит к отрыву потока пара от указанной стенки паронаправляющей. Образование завихрения уменьшает проходное сечение для распространения оставшейся текучей среды, что приводит к недостаточному восстановлению давления. Предложен направленный внутрь радиальный выступ (425), который имеет заданную высоту и расстояние вдоль внутренней стенки (480) паронаправляющих (423, 424) и слегка отклоняет потоки концевой протечки в направлении вниз, уменьшая эффект блокирования, создаваемый бандажом. 9 з.п. ф-лы, 9 ил.

Глушитель предназначен для снижения шума выхлопной струи пара. Глушитель состоит из верхней и нижней ступеней. Глушитель содержит корпус, звукопоглощающую внутреннюю облицовку, крышу, дренажное устройство, выхлопной трубопровод. Звукопоглощающая внутренняя облицовка установлена с зазором по отношению к внутренней боковой поверхности корпуса и выполнена из мультипористого поглотителя, сплетенного из пористых нитей, работающего по принципу резонатора Гельмгольца. Верхняя ступень представляет собой звукопоглощающий диссипативный блок и состоит из комплекта звукопоглощающих элементов толщиной Н, установленных с зазором S между ними, при этом эффективность шумопоглощения зависит от соотношения H/S, а ниже крышки глушителя, выполненной в виде конуса с теплоизолированной звукопоглощающей облицовкой, расположена защитная сетка. Звукопоглощающие элементы глушителя могут быть выполнены в виде цилиндрических перфорированных кассет, зажатых между параллельными горизонтальными тарелками со сквозными отверстиями, количество и расположение которых соответствует количеству и расположению цилиндрических перфорированных кассет, при этом шумопоглощающий волокнистый материал размещен между цилиндрами и намотан на внешнюю поверхность цилиндров, для укрепления и предотвращения его сползания зажимается хомутами, при этом струя пара направляется внутрь перфорированных цилиндров, являющихся газоходами. Технический результат - снижение уровня шума выхлопной струи пара. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 8 ил.
Наверх