Система охлаждения масла

ПИСАНИЕ ИЗОБРЕВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 359616/25-083.11.813.04.83. Бюл., Н. Казанскийральский филиалрдена Трудовоготехнического научститута им. Ф, Э21.89 (088.8)(72) В (71) У ды о тепло го ин (53) 6 (56) 1 систем Всесоюзно Красногоно-исследовДзержинск дважнамени ельско. Монтаж масляных М Энергия, 1969,7.ССРпрототип),(54)(57) МАСЛА д но парово ратора, со с трубопр основную давления насосом, ром разда ным к об масляную с промеж ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИСИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ ля турбомашины, преимущественй турбины и электрического гене- держащая главный масляный бак оводом аварийного опорожнения, масляную магистраль низкого с последовательно включенными водяным охладителем и коллекточи потока к узлам, нечувствительводйенному маслу, обособленную матйстраль высокого давления уточной емкостью, гидравлически,ВО 101 З 700 А связани о й с охладителем и коллектором раздачи потока к узлам, чувствительным к обводненному маслу, с насосом и буферным баком газомасляных уплотнений электрического генератора, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности и расширения эксплуатационных возможностей, промежуточная емкость снабжена автономным охладителем, который полостями для холодного теплоносителя подсоединен в основной масляной магистрали на участке между водяным охладителем и коллектором раздачи потока.2. Система по п. 1; отличающаяся тем, что к промежуточной емкости подсоединены вспомогательные устройства для охлаждения масла, представляющие собой масловоздушный тейловой экран буферного бака и трубопровод аварийного опорожнения главного масляного бака.3. Система по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что на основной масляной магистрали установлен регулирующий клапан, байпасирующий полости для холодного теплоносителя автономного охладителя.4. Система по пп. 1 - 3, отличающаяся тем, что обособленная магистраль подключена к участку основной магистрали между насосом и водяным охладителем.Изобретение относится к теплоэнергетике, конкретно к системам централизованного маслоснабжения турбинного оборудования мощных энергетических блоков на тепловых и атомных электростанциях и может быть использовано преимущественно для охлаждения нового турбинного масла ТпСУ с повышенным содержанием серы.Известна традиционная система охлаждения турбинного масла в схеме централизованного маслоснабжения турбомашины с использованием в контуре низкого давления (на смазывание подшипников) и в контуре высокого давления (на уплотнение вала электрогенератора с водородным охлаждением) водяных кожухотрубных охладителей, в которых давление масла поддерживается выше давления воды 11.Эта система обеспечивает надежную и экономическую работу турбинного оборудования, но с экологической точки зрения она несовершенна: при нарушении плотности трубных пучков водяных охладителей сточные и циркуляционные воды загрязняются маслом.Известна также и усовершенствованная система охлаждения масла, содержащая маслобак, насосы подачи масла в узлы смазывания, водяные охладители, сливную линию избыточного масла от регулятора давления и соединенную с ней всасывающую линию насоса газомасляных уплотнений. В этой системе давление масла поддерживается уже ниже давления воды, что обеспечивает надежную защиту водоемов от загрязнения маслом. Отсутствие же автономных высоконапорных водяных охладителей в контуре подачи масла к уплотнениям вала электрогенератора обеспечивает умеренные годовые эксплуатационные расходы и сниженные капитальные затраты 12.Однако при нарушении плотности трубного пучка водяного охладителя вода одинаково будет поступать и к подшипникам, малочувствительным к обводненному маслу и к уплотнениям, весьма чувствительным к обводненному маслу. Это снижает надежность такой системы.Наиболее близким к предлагаемому является система охлаждения масла, содержащая главный масляный бак с трубопроводом аварийного опорожнения, основную магистраль низкого давления с последовательно включенными насосом, водяным охладителем, коллектором раздачи потока к узлам, нечувствительным к обводненному маслу, обособленную масляную магистраль высокого давления с промежуточной емкостью, связанной гидравлически с охладителем, насосом, коллектором раздачи потока к узлам турбомашины, чувствительным к обводненному маслу и буферным бакам газомасляных уплотнений электрогенератора 13 .В этой системе при внезапной разгерметизации охладителя вода (с давлением выше 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 давления масла) будет поступать только к подшипникам жидкостного трения, нечувствительным к эмульгированному маслу, специальная сепарационная система отделяет грубодиспергированную воду из кольцевого пристенного потока охлажденного масла, а локальный фильтр-влагоотделитель окончательно очищает от воды только тот поток масла, который направляется по обособленной магистрали.Однако, как показал опыт эксплуатации известной системы охлаждения, специальная сепарационная система оказывается работоспособной только для несернистых сортов нефтяного турбинного масла Тп, Т, а также огнестойкого ОМТИ. В связи с истощением запасов высококачественной нефти в последнее время вынуждены использовать турбинное масло ТпСУ, изготовленное по ТУ 38,101821-80 из нефти с повышенным содержанием серы и измененным углеводородным составом. Новое масло ТпСУ, несмотря на введенную присадку ДПК, будучи охлажденным до 40 С, обладает неудовлетворительными деэмульгирующими свойствами (которые, однако, заметно улучшаются при нагреве масла до 55 С и выше).Таким образом, известная система охлаждения масла не обладает необходимым технологическим резервом и может отказать при замене марки масла.Целью изобретения является повышение надежности и расширение эксплуатационных возможностей системы.Эта цель достигается тем, что в системе охлаждения масла для турбомашин, содержащей главный масляный бак с трубопроводом аварийного опорожнения, основную масляную магистраль низкого давления с последовательно включенными насосом, водяным охладителем и коллектором раздачи потока к узлам, нечувствительным к обводненному маслу, обособленную масляную магистраль высокого давления с промежуточной емкостью, гидравлически связанной с охладителем, насосом, коллектором раздачи потока к узлам, чувствительным к обводненному маслу и буферным бакам газо- масляных уплотнений электрического генератора, промежуточная емкость снабжена автономным охладителем, который полостями для холодного теплоносителя подсоединен в основной масляной магистрали на участке между водяным охладителем и коллектором раздачи потока. Кроме того, к промежуточному баку подсоединены вспомогательные устройства для охлаждения масла, представляющие собой масловоздушный тепловой экран буферного бака и трубопровод аварийного опорожнения главного масляного бака.Для регулирования теплообмена на основной масляной магистрали установлен101300 50 55 3регулирующий клапан, байпасирующий полости холодного теплоносителя автономногоохладителя.Для систем, использующих масла с высокими деэмульгирующими свойствами,обособленная магистраль подключена кучастку основной магистрали между насосоми водяным охладителем.На фиг, 1 показана принципиальнаясхема охлаждения масла; на фиг. 2 - участок схемы с вариантом установки насосов; 10на фиг. 3 - участок схемы с вариантомподключения обособленной магистрали косновной.К главному масляному баку 1, снабженному трубопроводом аварийного опорожнения 2, подключена основная масляная магистраль низкого давления с последовательно включенными насосом 3, водяным охладителем 4, коллектором 5 раздачи, потокак подшипниковым узлам, нечувствительнымк обводненному маслу.20В главном масляном баке выгороженспециальный отсек 6 для обезвоженногомасла, к которому подключена обособленная масляная магистраль высокого давленияс последовательно включенными насосами 7,автономным охладителем 8, промежуточной 25емкостью 9, коллектором 10 раздачи потокак узлам, чувствительным к обводненномумаслу по линии 11 с отпайкой к буферномубаку 12 - к газомасляным уплотнениямэлектрогенератора, по линии 13 к зубчатымредукторам и к валоповоротному устройству,к подшипникам качения и др., по линии 14слив избыточного масла в отсек 6.Автономный охладитель 8 входным 15и выходным 16 трубопроводамй для холодного теплоносителя подсоединен в рассечкуосновной масляной магистрали на участкемежду водяным охладителем 4 и коллектором 5. На линии, байпасирующей трубопроводы 15 и 16, установлен регулирующийклапан 17. Система содержит вспомогательные устройства для охлаждения масла, однако, исключающие его обводнение: масловоздушный тепловой экран 18 буферногобака 12, гидравлически связанный с насосом 7 (на участке до охладителя 8) и промежуточной емкостью 9, трубопровод 2 аварийного опорожнения, играющий косвенную 45.роль охладителя масла,Инжектор 19 служит для подачи масла из трубопровода 2 в напорную промежу. точную емкость 9. Отработанное масло от подшипниковых узлов сливается в бак по линии 20, а от газомасляных уплотнений электрогенератора и др. узлов контура высокого давления - по линии 21 в обособленный отсек 6,Система предусматривает возможность установки инжектора 19 (фиг. 2) перед автономным охладителем 8 и размещением насоса 7 непосредственно перед буферным баком 12, возможность подключения автономного охладителя 8 и масловоздушного экрана 18 непосредственно к участку основной магистрали между насосом 3 и водяным охладителем 4 (фиг. 3) и аннулированием отсека 6 в главном маслобаке.Система охлаждения масла работает следующим образом.Из главного бака 1 масло насосом низкого давления 3 подается через водяной охладитель 4 в коллектор 5 и далее - к подшипниковым узлам смазывания. Насосом высокого давления 7 масло из отсека 6 подается к автономному охладителю 8 и масловоздушному тепловому экрану 18 и транспортируется далее в промежуточную емкость 9, куда инжектор 19 направляет поток холодного масла из трубопровода 2. Из емкости 9 масло поступает в коллектор 10 для раздачи потока к газомасляным уплотнениям электрогенератора (линия 11 с тупиковым буферным баком 12) и по линии 13 к другим узлам, чувствительным к обводненному маслу: Избыточное масло по линии 14 сливается в отсек 9 главного масло- бака.Для отвода тепла используются следующие холодные теплоносители: в охладителе 4 - циркуляционная вода с давлением выше, чем давление масла, в автономном охладителе 8 - масло, отдавшее ранее тепло в охладителе 4 и циркулирующее (по трубопроводам 15, 16 и соответствующим полостям для холодного теплоносителя в охладителе 8) с давлением ниже, чем давление горячего масла, в масловоздушном тепловом экране 18 - окружающий воздух и масло в буферном баке 12, в трубопроводе аварийного опорожнения 2 - окружающий воздух,Отработанное масло возвращается в бак по сливным трубопроводам 20 и 21 соответственно в отсеки 1 и 6.При внезапной разгерметизации охладителя 4 вода будет поступать только в основную магистраль, т. е. к узлам, нечувствительным к обводненному маслу.При внезапной разгерметизации охладителя 8 масло из обособленного контура будет перетекать в основной, т. е, без каких-либо осложнений, связанных с обводнением. Разгерметизация масловоздушного экрана 18 и трубопровода 2 также не приводит к попаданию в контур воды, Таким образом, в обособленном контуре, образованном элементами 21, 6, 7 (8, 8, 2) 9, 10 и 14, постоянно циркулирует масло без воды.Разгерметизированные охладители выводятся в ремонт. Если в системе имеются узлы, чувствительные к обводненному маслу, но не требующие столь высокого давления, как это необходимо, например, для газо- масляных уплотнений, то обособленный контур может быть собран по схеме (фиг. 2) с использованием инжектора 22, хотя и создающего в охладителе 8 и у потребителей 13давление масла выше,чем в основном контуре, однако ниже, чем в линии 11 после насоса высокого давления 7.В тех случаях, когда нагретое масло обладает высокими деэмульгирующими свойствами, обеспечивающими полное обезвоживание в баке 1, выгораживание отсека 6 оказывается излишним, обособленная магистраль может подключиться к основной по схеме (фиг. 3) с использованием насоса 3 основной магистрали. Здесь так же, как и в предыдущих вариантах, давление горячего теплоносителя в автономном охладителе 8 превышает давление холодного теплоносителя (т. е. масла после водяного охладителя 4), что гарантирует отсутствие воды в обособленном контуре при разгерметизации водяного охладителя 4.Для удобства монтажа и эксплуатации автономный маслоохладитель 8 может встраиваться непосредственно в трубопровод основной магистрали, тогда входной 15 и выходной 16 трубопроводы для холодного теплоносителя аннулируются. Для управления процессом теплообмена в охладителе 8 используется байпасный регулирующий клапан 17, перепускающий часть потока помимо теплообменника. Изобретение обладает более простым 1 О конструктивным оформлением, меньшей зависимостью от климатических и погодных условий, большими эксплуатационными возможностями, малыми капитальными затратами и годовыми эксплуатационными расходами. Кроме того, изобретение обеспечивает снижение затрат тяжелого ручного и непривлекательного труда на очистку коммуникаций, большие возможности для использования автоматических устройств.Составитель В. ГришкТехред И. ВересТираж 62+арственного комитетазобретений и откры- 35, Раушская нат, г. Ужгород, ул. Редактор А.ШандорЗаказ 2981/45ВНИИ ПИ Госудделам иМосква, ЖП Патен вКорректор Подписное СССР ий енко