Способ работы двухвальной паротур-бинной установки

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОИ:КОМУ СВИДИТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<>817277 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 0506.78 (21)2624146/24-06

/ с присоединением заявки ¹ (51) M. Кл.

F 01 К 13/02

F 01 0 21/06

Государственный комитет

СССР но дедам изобретений и открытий (23) Приоритет (53) УДК621. 165 (088. 8) Опубликовано З(ц) 3,81 . Бюллетень Н9 12

Дата опубликования описания 300381

Г.A.Øàïêðî, В.Ф. Гуторов и Е И.Эфрос !

1

Всесоюзный дважды ордена Трудового Красного Знамени: теплотехнический научно-исследовательский институт им. Ф.Э.Дзержинского и Кировский полйтехническнй институт (72) Авторы изобретения (71) Заявители (54) СПОСОБ РАБОТЫ.ДВУХВАЛЬНОИ ПАРОТУРБИННОИ

УСТАНОВКИ

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано на тепловых электрических станциях, (ТЭС) с.двухвальными турбинами в период пониженных объемных расходов пара через цилиндры низкого давления (ЦНД)..

Известен способ работы паросило-. вых установок в режимах сниженных электрических нагрузок (объемных расходов пара) путем автоматического отключения (разъема муфты) цНд от цилиндра высокого давления (цВд) в зависимости от положения перепускного клапана между ЦВД и ЦНД или от величины вращающего момента ЦНД при достижении расхода пара в ЦНД меньше, чем требуется для покрытия потерь при холостом ходе (1) . недостатком такого способа явля- 2() ется длительная работа .ЦНД с номинальным числом оборотов на .низ.коэкоиомичном режиме, при котором снижается КПД проточной части иэза неоптимального отношения скоростей25

u/c, поскольку окружная скорость остается постоянной, а абсолютная скорость входа паба на., рабочие лопат. ки c уменьшается из-за уменьшения располагаемого теплоперепада. 3() Известен также способ работы двухвальной паротурбинной установкй на режимах сниженной нагрузки путем отключения генератора переменного тока от второго вала при снижении расхода пара до 0,3-0,5 от номинального (2) .

К недостаткам указанного способа следует отнести длительную работу до отключения генератора на ниэкоэкономичном режиме работы при неоптимальном отношении и/с, невозможность получать дополнительную полезную электрическую энергию цри малых объемных расходах пара в ЦНД, несмотря на наличие-значительного располагаемого теплового перепада, так как из-за неблагоприятного обтекаиия профиля лопаток КПД может стать отрицательным и генератор потребляет мощность из сети.

Цель изобретения — повышение экономичности

Укаэанная цель достигается тем, что после отключения генератора ко второму валу подключают дополнительный нагрузочный механизм с изменя- емым числом оборотов, например генератор постоянного тока.

817277

На фиг. 1 изображена схема установки для реализации предлагаемого способа на конденсацконной паротурбинной установке; на фиг. 2 — то же, на теплофиксационной паротурбинной установке. 5

Указанный способ реализуется на паротурбинных установках, содержащих генератор 1 второго вала с ЦНД

2, генератор 3 первого вала c расположенными на нем ЦВД и ЦСД 4 и ЦНД

5. ЦВД и ЦСД 4 сообщены с ЦНД 2 через регулирующий клапан 6. На втором валу размещен дополнительный нагрузочный механизм 7 с изменяемым числом оборотов, подключенный к управляющему,устройству 8. ЦНД 2 и ЦНД 5 сообщены с конденсатором 9.

Способ на конденсационной паротурбинной установке (фиг. 1) осуществляется следующим образом.

При достижении суммарной электри- 20 ческой нагрузки. генератора 1 второга вайа с ЦНД 2 и генератора 3 первого нала меньше 0,3-0,5 от номинальной (при уменьшении объемного расхода пара ниже 0,3-0,5 номиналь- >S ного) прикрытием клапана 6 снижают нагрузку генератора 1 второго вала до нуля и отключают генератор 1.

После этого к валу с ЦНД 2 подключают дополнительный нагруэочный 3() механизм 7 с изменяемым числом оборотов, например генератор постоянного тока.

В качестве нагрузочного механизма 7 с изменяемым числом оборотов может быть использован насос, осевой компрессор и др. Таким образом, возможно перераспределение расхода пара с ЦНД 2 на ЦНД 5 при пропуске цара с расходом, холостого хода в

ЦНД 2, где он вырабатывает полезную 40 мощность а ЦНД 5 работает на режиме, близком к оптимальному. При увеличении суммарной нагрузки больme 0,3-0,5 часть пара свыше номинальной для ЦНД 5 поступает в ЦНД 2. Для 4 включения иагрузочного механизма 7 и отключения генератора 1 используется управляющее устройство 8, наприьяр аналоговая вычислительная машина, связанная с исполнительными механизмами клапана 6 и генератора 1.

Управляющее устройство 8 поддерживает оптимальное значение u/ñ путем изменения мощности нагруэочного механизма 7, числа оборотов второго вала и отношения давления перед ЦНЦ 2 к давлению в конденсаторе 9, суммирует эффект изменения

u/c с механическими потерями и потерями в генераторе 1, поддерживая d0 максимальную полезную мощность второго вала.

Способ на теплофикационной паротурбинной установке (фиг. 2) осуществляется следующим образом. 65

При переводе установки на работу по тепловому графику закрываются клапаны (регулирующие диафрагмы) 6, обеспечивая вентиляционный пропуск пара в ЦНД 2. После закрытия клапанов 6 отключается генератор 1 н подключается нагрузочный механизм 7.

При необходимости пропуска в ЦНД

2 объемного расхода пара больше вентиляционного до 0,3-0,5 номинального открываются клапаны 6, обеспе-, чйвая оптимальное отношение u/сс. и максимальную полезную мощность второго вала. Получению полезной мощности способствует и улучшение вакуума.

Прн работе теплофикационной паротурбинной установки с ухудшенным ваку. умом (подогрев сетевой или технологической воды в конденсаторе) по мере уменьшения объемного расхода пара в ЦНД 2 прикрываются регулирующие клапаны 6,I а при достижении объемного расхода пара меньше 0,3-0,5 номинального отключается генератор 1, подключается нагрузочный механизм 7 и ЦНД 2 переводится на скользящее число оборотов. Оптимальная работа обеспечивается управляющим устройством 8. Наряду с оптимальным обтеканием в проточной части ЦНД 2 обеспечивается и оптимальный подогрев технологической воды в конденсаторе, чем достигается повышение экономичности паротурбинной установки. Кроме того, исключаются вентиляционные потери и, следовательно, разогрев лопаток последних ступеней, а также динамические напряжения в лопатках, связанные с явлениями корневого отрыва и вихреобразования, имеющих место при нерасчетных u/ñ, что повышает экономичность и надежность работы паротурбинной установки.

Таким образом, отключение генератора второго вала при объемных расходах пара через ЦНД меньше 0,3-0,5 номинального (зона наиболЬшего умень, шения отношения u/ñ ) и перевод второго вала на скользящее число оборотов с подключением дополнительного нагрузочного механизма позволяет поддерживать оптимальное или близкое к нему отношение u/ñ, а следовательно, и

КПД и тем самым получить максимальную полезную мощность второго вала, снимаемую дополнительным нагруэочным механизмом. Предлагаемый способ может быть использован на двухвальных паросиловых установках даже с цилиндрами среднего и низкого давления на втором валу при условии размещения этих же цилиндров на первом валу, Наибольшая эффективность достигается при размещении на втором валу ЦНД . в теплофикационных установках при работе с.подогревом воды в конденсагоре.

817277

Формула изобретения

Р 1

Составитель В.Гуторов

Редактор М.Митровка Техред T.Маточка Корректор Е. Рошко

Заказ 12 76/43 Тираж 553 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент,r.Ужгород, ул.Проектная, 4

Способ работы двухвальной паротурбинной установки на режимах сниженной нагрузки путем отключения генератора переменного тока от второго вала при снижении расхода пара до 0,3-0,5 от номинального, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения экономичности, после отключения генератора ко второму

-валу подключают дополнительный нагрузочный механизм с изменяемым числом оборотов, например, генератор постоянного тока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Германии 9 395965, кл. 14 С 17/02, опублик. 1924.

2. Патент Японки 9 50-12523, кл. 50 В О, опублик. 1975.