Способ охлаждения выхлопного патрубка паровой турбины

 

1 ттр т;

1и1769035

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 07.07.78 (21) 2643589/24-06 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.10.80. Бюллетень № 37 (45) Дата опубликования описания 07.10.80 (51) М, Кл.з

F 01 D 25/30

F 01 D 5/28

Государственный комитет (53) УДК 621.165 (088.8) ло делам изобретений н открытий (72) Авторы изобретения

В, П. Лагун, Л. Л. Симою, Г. А. Шапиро, P. М, Бессмертный, Ю. В. Захаров, Ю. В. Нахман и В. А. Пахомов

Всесоюзный дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехнический научно-исследовательский институт им. Ф. Э. Дзержинского, Кировский политехнический институт и Производственное объединение турбостроения

«Ленинградский металлический завод» (71) Заявители (54) СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ ВЫХЛОП НОГО ПАТРУБКА

ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при эксплуатации конденсационных паров турбин на режимах холостого хода и пониженных нагрузок и теплофиксационных турбин на режимах полной тепловой нагрузки, т. е, при малых пропусках пара в часть низкого давления.

Известен способ охлаждения выхлопного патрубка паровой турбины путем подачи конденсата через распыливающее устройство в паровое пространство патрубка.

Конденсат при этом отбирают после конденсатных насосов или после охладителя эжекторов, и его температура близка к температуре насыщения при давлении в конденсаторе. Прн этом количество конденсата, подаваемое на охлаждение, не регулируется и остается постоянным, что является недостатком данного способа, так как не позволяет поддерживать необходимое тепловое -состояние выхлопной части турбины.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является известный способ охлаждения выхлопного патрубк а паровой

2 турбины, заключающийся в распылении охлаждающей воды через установленные в патрубке распылительные устройства, При этом температуру пара в выхлопном па5 трубке автоматически регулируют путем включения и отключения подачи воды к форсункам в зависимости от нагрузки турбины и вакуума, что позволяет избежать перегрева в части низкого давления. Ох10 лаждение пара и конструктивных элементов выхлопа происходит за счет испарения воды.

Недостатком данного способа является то, что неиспарившиеся капли воды, по15 падая на выходные кромки рабочих лопаток турбины, вызывают их эрозию, что может привести к поломкам лопаток и снижает надежность работы турбины.

Целью изобретения является повышение

20 надежности турбины путем увеличения дисперсности распыливаемой воды.

Для достижения этой цели охлаждающую воду подают в распылительные устройства с температурой не менее чем на

25 30 С превышающей температуру насыщения водяного пара при давлении в выхлопном патрубке. При этом расход охлажда769035 ющей воды регулируют в зависимости от температуры металла выхлопного патрубка.

На чертеже схематически изображена паротурбинная установка, в которой осуществлен описываемый способ.

В выхлопном патрубке 1 паровой турбины 2 установлены распылительные устройства 3, одно из которых размещено за последней рабочей лопаткой части низкого давления турбины 2, а второе — черед конденсатором 4. Трубопровод 5 подвода воды к распылительным устройствам 3 имеет регулирующий клапан 6 и подключен к водяной магистрали после теплообменника 7, в качестве которого может быть использован один из регенеративных или сетевых подогревателей. При этом целесоабразно выбрать такой подогреватель, на выходе из которого на всех режимах работы турбины температура воды будет выше температуры насыщения для максимально допустимого давления в конденсаторе на величину не менее 30 С.

В выхлопном патрубке 1 и конденсаторе

4 имеются датчики 8, 9 измерения соответственно давления пара и температуры металла выхлопного патрубка.

Способ осуществляют следующим образом.

Измеряют с помощью датчика 8 давление в конденсаторе 4 и определяют температуру насыщения водяного пара, соответствующую этому давлению. В теплообменнике 7 нагревают воду до температуры, превышающей температуру насыщения не менее чем на 30 С, и подают эту воду по трубопроводу 5 через регулирующий клапан 6 к распыливающим устройствам 3. С помощью датчика 9 измеряют температуру металла выхлопного патрубка 1 и регулируют, воздействуя на клапан 6, расход подводимой воды до получения допустимой температуры металла при минимальном расходе охлаждающей воды.

Нагрев воды до температуры, превышающей температуру насыщения, обусловлен тем, что при истечении из форсунок или сопл перегретой воды происходит резкое дробление капель до образования тумана вследствие превышения внутренней энергии капель (теплосодержания) энергии, соответствующей равновесному состоянию при

5 давлении среды, в которую происходит истечение. Этот эффект начинает проявляться уже при температуре охлаждающей воды, превышающей температуру насыщения, соответствующую давлению в конденсато10 ре, на Л/ =30 С, а с ростом At интенсивность дробления увеличивается. Максимально допустимая величина перегрева определяется температурой охлаждающей воды, значение которой во избежание вски15 пания не должно превышать температуру насыщения, соответствующую давлению воды в подводящем тракте.

Таким образом, благодаря перегреву охлаждающей воды не менее чем на 30 С

20 выше температуры насыщения при давлении в конденсаторе, охлаждение выхлопного патрубка производят влажным паром с мел кодисперсной влагой при отсутствии крупных капель, причем основная часть

25 влаги испаряется при тепло- и массообмене с горячим паром, что устраняет эрозионное повреждение выходных кромок рабочих лопаток последней ступени и, следовательно, увеличивает надежность турбины

30 в работе.

Формула изобретения

1. Способ охлаждения выхлопного патрубка паровой турбины путем распылеЗ5 ния охлаждающей воды через установленные в патрубке распылительные устройства, отлич а ющи и ся тем, что, с целью повышения надежности турбины путем увеличения дисперсности распыливаемой

40 воды, последнюю подают в распылительные устройства с температурой не менее чем на 30 С превышающей температуру насыщения водяного пара при давлении в выхлопном патрубке.

45 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что расход охлаждающей воды регупируют в зависимости от температуры металла выхлопного патрубка.

769035

Составитель Л. Тугарев

Техред И. Пенчко

Корректор А. Галахова

Редактор Т. Загребельная

Типография, пр. Сапунова, 2 аказ 2710/2 Изд. М 600 Тираж 583 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5