Способ монтажа и эксплуатации конденсатора турбоагрегата

Авторы патента:

F28B1/00 - Конденсаторы, в которых водяной пар или иные пары отделены от охлаждающей среды стенками, например поверхностные холодильники

F01K9/00 - Установки с конденсаторами, приспособленными для совместной работы с двигателями (с конденсаторами, конструктивно объединенными с двигателями F01K 11/00; конденсаторы пара как таковые F28B)

F01D25/00 - Конструктивные элементы и вспомогательные устройства, не отнесенные к другим группам или представляющие интерес независимо от них

Владельцы патента RU 2788028:

Акционерное общество "Уральский турбинный завод" (RU)

Изобретение относится к области энергомашиностроения, а именно к турбостроению, и может быть использовано при монтаже конденсаторов, работающих в составе паротурбинных установок (ПТУ) на электростанции. Технической проблемой, на решение которой направлено изобретение, является нагрузка верхнего опорного пояса фундамента турбоагрегата с передачей вертикальной нагрузки, полученной от реакций пружинных блоков, на цилиндр низкого давления. Проблема решается за счет заявленного способа монтажа и эксплуатации конденсатора турбоагрегата, заключающегося в том, что устанавливают конденсатор 4 на опорные пружинные блоки 5, приваривают переходный патрубок конденсатора к выхлопной части ЦНД, при котором нагрузка на верхний опорный пояс фундамента 1 турбоагрегата от части массы воды в водяном пространстве конденсатора передается на нижнюю фундаментную плиту 7 через опорные фундаментные стойки 6 и пружинные блоки 5 конденсатора 4, отличающегося тем, что передача вертикальной нагрузки на выхлопной патрубок 2 турбины при отключении потоков охлаждающей воды воспринимается анкерными связями 12. Положительным эффектом от использования данного изобретения является снижение нагрузки на верхний опорный пояс фундамента турбоагрегата без передачи вертикальной нагрузки, полученной от пружинных блоков на цилиндр низкого давления. 2 ил.

Изобретение относится к области энергомашиностроения, а именно к турбостроению, и может быть использовано при монтаже конденсаторов, работающих в составе паротурбинных установок (ПТУ) на электростанции. Изобретение может использоваться как при монтаже нового конденсатора, так и в период ремонтов действующего оборудования.

Почти во всех конструкциях турбин отечественных заводов распространен вариант подвально-поперечного расположения конденсатора и установки его под турбиной на нижней фундаментной плите. При этом существуют два основных способа присоединения конденсатора к выхлопному патрубку турбины. Жесткое соединение, полученное за счет установки конденсатора на опорные пружинные блоки с последующей приваркой переходного патрубка конденсатора к выхлопной части цилиндра низкого давления (ЦНД) («Сварные конструкции паровых и газовых турбин», В.Н. Земзин, Л.Д. Френкель, М, 1962 г, стр. 205). При таком присоединении конденсатора к ЦНД турбины нагрузка от воды в заполненных водяных камерах и присоединенных циркуляционных трубопроводах конденсатора передается на выхлопной патрубок турбины, нагружая ЦНД и фундаментные рамы. Это приводит к необходимости увеличения их массо-габаритных характеристик и, как следствие, к удорожанию стоимости.

Второй способ - эластичное соединение, представляющее собой соединение горловины переходного патрубка конденсатора с выхлопным патрубком турбины через линзовый компенсатор (Патент №2151887 «Конденсатор паротурбинной установки», опубл. 27.06.2000). Данный способ не получил широкого применения на практике для конденсаторов ПТУ, т.к. из-за разрежения в конденсаторе возникает дополнительная вертикальная нагрузка на верхнем опорном поясе фундамента от атмосферного давления снаружи ЦНД. А так же из-за малой надежности и низкой ремонтопригодности узла компенсатора конденсатора в отличие от жесткого соединения.

Известен способ монтажа конденсатора паровой турбины, включающий в себя сборку, предварительную выверку, сварку соединительных патрубков и фиксацию в пространстве с помощью калибруемых установочных планок под пружинами при котором, после работы турбоагрегата под нагрузкой выполняется корректировка положения конденсатора в пространстве посредством разъединения выхлопных патрубков турбины и конденсатора, заполнением конденсатора водой, установкой вставок между верхними и нижними патрубками и последующим соединением патрубков турбины и конденсатора (Патент РФ №2280170 С2, изобретение "Способ монтажа конденсатора", F01K 11/02, опубл. 20.07.2006 Бюллетень №20). Недостатком является то, что после частичного отключения потоков охлаждающей воды (частичном опорожнении водяного пространства), например, в ремонтный период или для осмотра или глушения поврежденных (дефектных) труб поверхности теплообмена, на ЦНД будет воздействовать «вредная» (обратного знака) вертикальная нагрузка от пружин, равная весу воды, залитой в паровое пространство конденсатора при его монтаже. Данное явление негативно скажется на центровке валопровода ввиду возможных деформаций корпуса цилиндра и, как следствие, возможности появления вибрации.

При этом следует учесть, что в конструкциях опорных пружинных блоков конденсаторов отечественных заводов, в том числе и в опорах конденсаторов производства АО "Уральский турбинный завод", широкое распространение получили «жесткие» пружины. Например, для установки вставок (сменных модулей), для конденсатора К-14000 в составе турбин семейства Т-250, на выхлопной патрубок ЦНД возникнет усилие, расчет которого выполняется по следующей формуле:

где - усилие от пружин, воздействующее на выхлопной патрубок ЦНД, тс;

К - жесткость пружины, применяемой в конструкции конденсатора К-14000, тс/мм;

h - минимально возможная высота вставок (сменных модулей), мм;

n - кол-во пружин, установленных в одном пружинном блоке, шт;

m - кол-во пружинных опорных блоков, шт;

Восприятие выхлопной частью ЦНД вертикальной нагрузки такой величины не только негативно скажется на центровке валопровода, но и в межремонтный период при демонтированном валопроводе может привести к отрыву опорных лап нижней половины цилиндра турбины от стула подшипника.

Также следует отметить, что недостатками являются технологическая сложность изготовления вставок (сменных модулей) между переходным патрубком конденсатора и выхлопным патрубком, возникающая из-за коробления полок горловины переходного патрубка конденсатора по всему периметру после их огневой резки для отсоединения от выхлопной части ЦНД.

Технической проблемой, на решение которой направлено изобретение, является назгрузка верхнего опорного пояса фундамента турбоагрегата с передачей вышеуказанной вертикальной нагрузки, полученной от реакций пружинных блоков, на цилиндр низкого давления.

Техническим результатом заявленного изобретения является восприятие части нагрузки от веса охлаждающей воды в водяном пространстве конденсатора нижней фундаментной плитой без передачи вертикальной нагрузки на выхлопной патрубок турбины, возникающей при отключении потоков охлаждающей воды (при опорожнении водяного пространства) конденсатора.

Сущность заявленного изобретения поясняется следующими фигурами:

Фиг. 1 - установка конденсатора на блоки пружинные опорные;

Фиг. 2 - блок пружинный опорный.

Технический результат достигается за счет заявленного способа монтажа и эксплуатации конденсатора турбоагрегата, заключающегося в том, что устанавливают конденсатор 4 на опорные пружинные блоки 5, приваривают переходный патрубок конденсатора к выхлопной части ЦНД, при котором нагрузка на верхний опорный пояс фундамента 1 турбоагрегата от части массы воды в водяном пространстве конденсатора передается на нижнюю фундаментную плиту 7 через опорные фундаментные стойки 6 и пружинные блоки 5 конденсатора 4, отличающийся тем, что передача вертикальной нагрузки на выхлопной патрубок 2 турбины при отключении потоков охлаждающей воды воспринимается анкерными связями 12.

Осуществление заявленного изобретения показано на примере монтажа конденсатора К-9500 для турбины ПТ-150/160-12,8.

После установки конденсатора 4 на пружинные блоки 5 водяное пространство конденсатора 4 заполняют пресной водой через водяные камеры 3. Объем воды, залитый в водяное пространство, должен соответствовать весу, на который необходимо разгрузить верхний опорный пояс фундамента 1. Отличительный существенный признак изобретения заключается в том, что передача вертикальной нагрузки на выхлопной патрубок 2 турбины при отключении потоков охлаждающей воды воспринимается анкерными связями 12, установленными в верхнюю опорную плиту 10. После заполнения водой водяного пространства восприятие усилия происходит за счет фиксации сжатия пружин 11, набранных в пружинных блоках 5. Сжатие пружин 11 фиксируется от суммарного веса металла конденсатора и воды в водяном пространстве, за счет закручивания ограничительных гаек 14, установленных на анкерных связях 12 до соприкосновения с нижними плоскостями опорных плит 13. Таким образом, вертикальная нагрузка пружин 11 от веса воды в водяном пространстве воспринимается анкерными связями 12, расчет которых выполняется по следующей формуле:

где - допускаемое напряжение материала анкерных связей при растяжении, кгс/см²;

- вес воды в водяном пространстве конденсатора, кгс;

- площадь сечения анкерной связи по внутреннему диаметру резьбы, см²;

n - кол-во анкерных связей, шт;

m - кол-во пружинных опорных блоков, шт;

Сливают воду из водяного пространства. Поднимают опорожненный конденсатор 4 вместе с опорными пружинными блоками 5 до стыка с выхлопным патрубком 2 турбины гидравлическими домкратами 9, установленными в нишах опорных фундаментных стоек 6, обеспечив равномерный сварочный зазор по всему периметру стыка. Выполняют приварку конденсатора 4 к выхлопному патрубку 2 турбины. Устанавливают под опорными пружинными блоками 5 постоянные планки 8, обработанные по высоте, и удаляют домкраты 9.

После пуска циркуляционной системы конденсатора 4 и полного заполнения его водяного пространства расфиксируется сжатие пружин 11 за счет откручивания ограничительных гаек 14 вниз от нижних опорных плоскостей опорных плит 13 для обеспечения возможности тепловых перемещений при нагреве конденсатора 4 в период работы турбины. При этом верхний опорный пояс фундамента 1 турбоагрегата будет разгружен на величину равной весу воды, залитой в водяное пространство при монтаже конденсатора 4.

Перед отключением одного из потоков охлаждающей воды для чистки, осмотра или глушения поврежденных (дефектных) труб, а также при останове турбины, перед прекращением подачи циркуляционной воды в конденсатор 4, для исключения передачи вертикальной нагрузки на выхлопной патрубок 2 турбины фиксируют сжатие пружин 11 от суммарного веса металла конденсатора 4 и воды в водяном пространстве. Фиксируют сжатие пружин 11 на все время отключения потоков воды. После включения отключаемых потоков и полного заполнения его водой, проводят расфиксацию сжатия пружин 11 путем откручивания ограничительных гаек 14 вниз.

В ходе проведения патентно-информационного поиска было выявлено аналогичное решение, обладающее недостатками, которые устраняются заявляемым изобретением. Однако решений, совпадающих с отличительными признаками заявленного изобретения, не выявлено, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию патентоспособности «новизна».

Заявленное изобретение, направленное на решение технической проблемы, указанной в настоящем описании, не очевидно для специалиста, имеющего доступ ко всему уровню техники и обладающего общими знаниями в данной области техники, и соответствует критерию «изобретательский уровень».

Заявленный способ был использован при монтаже конденсатора турбины ПТ-150/160-12,8, что соответствует критерию «Промышленная применимость».

Положительным эффектом от использования данного изобретения является снижение нагрузки на верхний опорный пояс фундамента турбоагрегата без передачи вертикальной нагрузки, полученной от пружинных блоков на цилиндр низкого давления.

Способ монтажа и эксплуатации конденсатора турбоагрегата, заключающийся в том, что устанавливают конденсатор (4) на опорные пружинные блоки (5), приваривают переходный патрубок конденсатора к выхлопной части ЦНД, при котором нагрузка на верхний опорный пояс фундамента (1) турбоагрегата от части массы воды в водяном пространстве конденсатора передается на нижнюю фундаментную плиту (7) через опорные фундаментные стойки (6) и пружинные блоки (5) конденсатора (4), отличающийся тем, что передача вертикальной нагрузки на выхлопной патрубок турбины (2) при отключении потоков охлаждающей воды воспринимается анкерными связями (12).

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в нефтегазоперерабатывающей, химической и других отраслях промышленности на любых предприятиях, использующих водяной пар в качестве теплового агента. Согласно предлагаемому способу осуществляют рекуперативный теплообмен конденсата водяного пара низкого давления и/или конденсата водяного пара высокого давления, подаваемого в паровое пространство поверхностного теплообменного аппарата, и теплоносителя, подаваемого на нагрев в трубный пучок ниже уровня зоны затопления конденсатом трубного пучка, после чего выводят нагретый теплоноситель из трубного пучка выше уровня зоны затопления конденсатом трубного пучка.

Многослойный кожухотрубчатый капиллярный конденсатор // 2738749

Предлагаемое изобретение относится к энергомашиностроению, а именно к теплообменной аппаратуре, и может быть использовано для конденсации отработанного пара без использования хладагента. В многослойном кожухотрубном капиллярном конденсаторе, содержащем корпус с верхней и нижней крышками, образующими паровоздушную и камеру сбора конденсата, снабженный патрубками входа пара и выхода конденсата, воздушным патрубком, в котором в отверстия верхней и нижней трубных решеток вставлены вертикальные многослойные перфорированные трубы, образующие конденсационные камеры, межтрубное пространство между которыми образует паровую камеру, сообщающуюся с полостью камеры сбора конденсата через перфорацию в нижней трубной решетке, причем конденсационные камеры представляют собой вставленные друг в друга n вертикальных перфорированных труб, с зазором между собой, равным Δ, изготовленных из гидрофильного материала или покрытых его слоем, причем внутренняя поверхность каждой трубы снабжена вертикальными транспортными канавками, верхний торец центральной трубы в каждой конденсационной камере сообщается с полостью паровоздушной камеры, нижние торцы всех вертикальных перфорированных труб и полостей зазоров сообщаются с полостью камеры сбора конденсата, перфорация в стенках вертикальных труб и в нижней трубной решетке выполнена в виде конических капилляров, расположенных таким образом, что их большие отверстия обращены в сторону паровой камеры, малые отверстия - в полость конденсационных камер и камеру сбора конденсата.

Разъемное соединение выхлопного патрубка паровой турбины и конденсатора // 2689234

Изобретение относится к энергомашиностроению и может быть использовано в паровых турбинах для соединения выхлопного патрубка паровой турбины и приемного патрубка (горловины) конденсатора при проведении стендовых испытаний паровых турбин. Разъемное соединение выхлопного патрубка паровой турбины и конденсатора включает соединяемые между собой выхлопной патрубок паровой турбины и патрубок конденсатора и стяжки.

Способ обработки жидкостей и устройство для его осуществления // 2612290

Изобретение относится к способам и устройствам вихревой термической дистилляции жидкостей, вод океанов и морей, засоленных подземных вод, для эффективного низко затратного получения требуемых объемов опресненной воды для сельских, коммунальных, промышленных и иных нужд жизнедеятельности индивидов. Способ обработки жидкостей заключается в том, что сначала исходную жидкость подают в вихревой парогенератор, где ее подвергают принудительному вихревому вращению, посредством которого из центральной части вращающейся жидкости выделяют пар, затем пар подают в центральную часть вихревого пароконденсатора, подвергая его вращению посредством завихрителей, при этом в указанную центральную часть пароконденсатора одновременно с паром подают из приемной емкости струю конденсата, который под действием вращающейся массы пара распадается, оседая на стенках вихревого пароконденсатора, после чего обработанную жидкость отводят в приемную емкость, а часть ее возвращают в центральную часть вихревого пароконденсатора.

Секционный конденсатор с капиллярной насадкой // 2578773

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано для конденсации отработанного пара. Секционный конденсатор с капиллярной насадкой включает корпус с верхней и нижней крышками, снабженный патрубками входа отработанного пара и выхода конденсата, воздушным патрубком, внутри которого на опорной решетке размещена насадка, представляющая собой перфорированные колпачки, уложенные рядами друг на друга в шахматном порядке, поверхность которых покрыта слоем гидрофильного материала или изготовленные из него, перфорация в которых выполнена в виде конических капилляров, расположенных по нормали к поверхности колпачков таким образом, что их малые отверстия находятся на наружной поверхности колпачка, а большие отверстия - на внутренней.

Устройство для капиллярной конденсации отработавшего пара турбин // 2525999

Изобретение относится к энергетике. Устройство для капиллярной конденсации отработавшего пара турбины, содержащее конденсатор первой ступени, соединенный паропроводом отработавшего пара с турбиной, паропроводом остаточного пара и конденсатопроводом с рабочим насосом через мультиступенчатый эжектор с конденсатором второй ступени, поддон конденсатора второй ступени соединен через конденсатный насос с системой подготовки подпиточной воды, причем конденсаторы первой и второй ступени представляют собой конденсаторы с капиллярной насадкой, состоящей из перфорированных колпачков, изготовленных из гидрофильного материала, уложенных рядами друг на друга в шахматном порядке, перфорация которых выполнена в виде конических капилляров, при этом на наружной поверхности колпачков выполнены вертикальные каналы слива конденсата, расположенные между вертикальными рядами малых отверстий конических капилляров.

Конденсатор // 2505768

Изобретение относится к энергетике, преимущественно к технике конденсации пара, отработанного в паровой турбине АЭС или ТЭС. В конденсаторе в качестве средства охлаждения отработанного пара использованы теплообменные трубы, выполненные из термостойкого и теплоизолирующего материала, в которые вмонтированы термобатареи, холодные спаи которых обращены внутрь трубы, а горячие - наружу.

Теплообменный аппарат для ожижения смешанных паров // 2474778

Изобретение относится к конструкциям теплообменных аппаратов для ожижения паров смешанных - многокомпонентных продуктов при их охлаждении холодоносителем через промежуточные стенки труб. .

Конденсатор с капиллярной насадкой // 2465529

Изобретение относится к энергомашиностроению, а именно к теплообменной аппаратуре, и может быть использовано для конденсации отработанного пара без использования хладоагента. .

Вертикальный кожухотрубчатый конденсатор // 2437045

Изобретение относится к области анаэробной энергетики, а именно к воздухонезависимым энергоустановкам (ЭУ), использующим углеводородное горючее и кислород для получения энергии. .

Главный конденсатор // 2697073

Изобретение относится к системам энергетических атомных установок и может быть использовано в судостроении. Главный конденсатор состоит из приемной водяной камеры с крышкой, приемного водяного патрубка, отливной водяной камеры с крышкой, отливного водяного патрубка и корпуса.