Устройство для прогрева паровой турбины

 

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

«>909235 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 23.11.79 (21) 2841953/24-06 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

F 01 D 25/10

Гасударственный камятет (53) УДК 621.165. .7-136 (088.8) Опубликовано 28.02.82. Бюллетень № 8

Дата опубликования описания 05.03.82 йо делам нэобретеннй и аткрмтий (72) Авторы изобретения

А. И. Тугов, В. Ф. Гуторов и Г. И.

Всесоюзный дважды ордена Трудового Кр теплотехнический научно-исследовательс им. Ф. Э. Дзержинского (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРЕВА ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ

Изобретение относится к энергомашиностроению и может быть использовано при изготовлении роторов и эксплуатации паровых турбин.

Известно устройство для прогрева паровой турбины, содержащее электрический обогреватель с переменным по длине сопротивлением и датчики температуры, установленные на статоре, подключенные к источнику питания через регулятор (1).

Недостатком такого устройства является соединение его только с датчиком температуры металла статора, что исключает возможность учета деформации элементов турбины. При последующем пуске, перед которым проводился нагрев статора, из-за перераспределения зазоров в проточной части турбины может произойти задевание ротора о статор, что снижает надежность работы турбины, приводит к уменьшению зазоров и снижению экономичности.

Цель изобретения — повышение надежности прогрева элементов в переходных режимах.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено дополнительным датчиком температуры, установленным на роторе и датчиком относительного расширения ротора, размещенным на статоре, подключенным к регулятору, а нагреватель расположен в роторе.

На чертеже изображено устройство, про5 дольный разрез.

В роторе 1 с рабочими дисками 2 имеется центральное сверление 3, которое с одного. торца ограничено заглушкой 4, а с другого — пробкой 5 с отверстием 6. В объеме, ограниченном внутренней поверхностью

7 ротора и цилиндрической оболочкой 8 установлен электрический нагреватель 9, который от внутренней поверхности 7 ротора 1 изолирован слоем 10 теплопроводящего диэлетрика. Этот же объем заполнен

15 частицами 11 сыпучего теплопроводящего диэлектрика, изолирующими части электрического нагревателя 9 друг от друга.

Концы электрического нагревателя 9 подключены к контактам 12 щеточного типа, которые через регулятор 13 соединены с источником питания 14. Регулятор 13 соединен с дополнительным датчиком 15 температуры металла ротора 1, датчиком 16 температуры металла статора 17 и датчиком

18 относительного расширения ротора 1.

909235

При этом датчик 15 установлен непосредственно на внутренней и наружной поверхностях 7 и 19 ротора 1 или выполнен в виде механической или математической (аналоговой) модели устройства контроля за прогревом ротора 1, которая предусматривает измерение температур на поверхностях

7 и 19 ротора 1 и разности температур между этими поверхностями.

Мощность электрического нагревателя

9 выбрана таким образом, чтобы при включении его в работу обеспечить распределе- 1а ние температур на внутренней поверхности 7 ротора 1 аналогичное распределению температур на его наружной поверхности 19, начиная с сечения крепления первого рабочего диска 2 она уменьшается, причем в сечениях крепления рабочих дисков 2 выделяемая мощность больше, чем на участках между ними. Такое распределение мощности электрического нагревателя 9 достигается изменением их электрического сопротивления по длине ротора 1. ъо

В период пуска, останова и простоя турбины в резерве, когда прогрев и охлаждение ротора 1 и статора 17 различны, для уменьшения разности температур по толщине стенки ротора 1, а,следовательно, и возникающих в нем термических напряжений, а также для уменьшения относительного расширения между ротором 1 и статором 17 включают источник 14 питания, напряжение которого, в зависимости от скорости изменения температуры рабочей среды (при щ пуске и останове с расхолаживанием), поступающей в турбину, а также в зависимости от величины относительного расширения ротора 1 изменяют регулятором 13. Через контакты 12 ток поступает в электрический нагреватель 9, тепло которого через частицы 11 и слой 10 теплопроводящего диэлектрика передается на внутреннюю поверхност

7 и далее, посредством теплопро водности, всей массе ротора 1.

В период простоя турбины и переходных

40 режимах при достижении величины относительного расширения ротора 1 близкой к предельной (по укорочению ротора) поступает сигнал от датчика 18 относительного расширения ротора 1 на регулятор 13 для включения электрического нагревателя 9.

При достижении безопасной величины относительного расширения ротора 1 мощность электрического нагревателя 9 регулируется регуляторам 13 по сигналу от датчиков 15 . и 16. Такая последовательность регулирования определяется необходимо стью обеспечения высокой надежности. При превышении предельно допустимой величины относительного расширения ротора 1 происходит задевание элементов ротора 1 о статор 17, что приводит к аварии, поэтому регулирование по относительному расширению ротора 1 является первоочередным и обеспечивается автоматическим управлением устройства.

Таким образом, связь регулятора обогрева с датчиком относительного расширения ротора позволяет повысить надежность работы турбины во всех переходных режимах за счет исключения задеваний в проточной части турбины, что исключит разрушение проточной части, износ уплотнений и повысит экономичность работы турбины.

Кроме того, ротор в совокупности с внутренним регулируемым электронагревателем, связанным с датчиком относительного расширения, представляет собой качественно новую конструкцию, которая дает возможность уменьшить осевые зазоры в проточной части турбины и сократить расстояние между рабочими дисками и диафрагмами, т. е. длина и прогиб ротора могут быть уменьшены.

Формула изобретения

Устройство для прогрева паровой турбины, содержащее электрический нагреватель с переменным по длине сопротивлением и датчики температуры, установленные на статоре, подключенные к источнику питания через регулятор, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, устройство снабжено дополнительным датчиком температуры, установленным на роторе, и датчиком относительного расширения ротора, размещенным на статоре, подключенным к регулятору, а нагреватель расположен в роторе.

ИсточНики информации, п ринятые во внимание при экспертизе

1. Begriff in technik, США, 1971, 26, Хо 720, с. 355 — 357 (прототип).

909235

Составитель В. Гуторов

Редактор Ю. Середа Техред А. Бойкас Корректор Л. Бокшан

Заказ 836/49 Тираж 537 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4