Цилиндр паровой турбины

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 5 Ц РО и обоймамикамер устарно-регулируи парорас.- с отверстий с я тем, надежности и снабжен рассти камер бъединен адский ме ром с запорнона входе итрубами стора распоа парораспреовлены эквиверхности на- ф ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ Н АВТОРСКОМУ(71) Производственное оие турбостроения ЛенингрВ таллический завод(56) 1. Авторское свидетельство СССР В 166930, Р 01 0 25/26,1964.2. Авторское свидетельство СССР У 140808, Р 01 Р 25/10, 1961. (54)(57) 1. ЦИЛИНДР ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ, содержащий внутренний и наружный корпусы с Фланцами горизонтального разъема, камеры между корпусами и,8011260 между наружным корпусом при этом в нижней части новлен коллектор с запо ющей арматурой на входе пределительными трубами ями, о т л и ч а ю щ и что, с целью повышения экономичности цилиндр положенным в верхней ча дополнительным коллекто регулирующей арматурой парораспределительными отверстиями, оба коллек ложены вдоль цилиндра, делительные трубы устан дистантно внутренней по ружного корпуса,1126027 ми 2 1 2, Цилиндр по п.1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что парораспределительные трубы в зоне фланцев снабжены дополнительными отверстиями. Изобретение относится к области паротурбиностроения и может быть использовано, преимущественно, в цилиндрах высокого и среднего давления.Известен цилиндр паровой турбины, в котором для выравнивания температуры верхней и нижней половины наружного корпуса цилиндра в кольцевых камерах отбора в плоскости, перпендикулярной оси турбины, установленыэжекторы Г 1 3.Недостатками этого цилиндра является то, что эжекторы можно использовать только после остановки турбины при вращении ротора валоповоротным устройством ВПУ), но невозможно использовать на работающей турбине из-за непосредственного отсоса из проточной части цилиндра основного пара эжекторами и, соответственно, непроизводительных потерь рабочего пара. С помощью эжекторов невозможно регулировать температурное состояние наружного корпуса и относительных удлинений ротора и корпуса цилиндра при переходных режимах работы турбины.Известен также цилиндр паровой турбины, содержащий внутренний и наружный корпусы с фланцами горизонтального разъема, камеры между корпусами и наружным корпусом и обоймами, при этом в нижней части камер установлен коллектор с запорно-регулирующей арматурой на входе и парораспределительными трубами с отверстияНедостатком этой конструкции является невозможность прогрева верхней половины корпуса для создания равномерного температурного поля по диаметру и окружности последнего в случаях, когда температура нижней его половины больше верхней. 3. Цилиндр по пп.1 и 2, о т лич а ю щ и й с я тем, что отверстиявыполнены по нормали к внутреннейповерхности наружного корпуса. 2Отсутствует также возможность принудительного охлаждения цилиндратурбины, когда температура металланижней половины корпуса меньше темпе 5 ратуры верхней его половины из-за того, что подача более холодного рабочего тела через коллектор нижней половины корпуса увеличивает температурный перепад между верхней и ниж 10неи половинами корпуса и приводит кдеформации и прогибу наружного корпуса, задеванию элементов ротора о детали статора и его прогибу.Кроме того, в таком цилиндре не15 обеспечивается необходимая скоростьпрогрева корпуса из-за недостаточной интенсивности теплообмена, т.к.подача теплоносителя ограниченаконструктивными особенностями в свя 20зи с ограниченным по условию надежности обойм количеством парораспрецелительных труб - необходимо сверлить большое количество отверстий в25обоймах для установки труб, а такжеиз-за отсутствия направленной подачи на обогреваемую поверхность корпуса, в результате чего увеличивается время пуска и остановки турбины,Коллектор размещен вне зоны гори 30 зонтального разъема корпуса, отсутствует непосредственная и направленная подача греющего пара на указанную зону, в результате чего неосуществимо выравнивание температурЗ 5 между фланцами горизонтального разъема и стенками наружного корпуса, чтоприводит к возникновению значительных температурных напряжений в указанных элементах, а также и к короб 40 пению корпуса и раскрытию фланцев горизонтального разъема,Цель настоящего изобретения состоит в повышении надежности и экономичности турбины.45Указанная цель достигается тем,что цилиндр паровой турбины, содер35 Выполнение дополнительных отверстий позволяет увеличить интенсивность прогрева корпуса в зоне фланцев горизонтального разъема за счет направленной подачи теплоносителя в эту зону, что снижает разность температур и уровень термонапряжений в 11260ний относительных расширений ротораи статора, в результате чего обеспечивается быстрое и надежное проведение пуска турбины.При пуске турбины для исключенияразности температур между верхней инижней половинами 17 и 18 наружногокорпуса 1, пар через коллекторы 7и 12, парораспределительные трубы8 и 13 и отверстия 9,14 и 15 пода. ется на внутреннюю поверхность 1 Ообеих половин 17 и 18 корпуса 1,при этом более холодная половина 17или 18 корпуса 1 вслепствие большей разности между температурами .15пара и металла прогревается быстрее чем горячая половина, в результате чего происходит выравниваниетемператур между ними.При наличии во время пуска отрицательной разности температур между верхней и нижней половинами 17и 18 наружного корпуса 1, когда ниж-няя половина 18 горячее верхней половины 17, для регулирования прогревом половин 17 и 18 корпуса 1 производится подвод с температуройбольше температуры металла верхнейполовины 17 по трубе 16 к коллектору 12, парораспределительным трубам З 013, и через отверстия 14 и 15 - навнутреннюю поверхность 10 верхнейполовины 17 наружного корпуса 1.Этот процесс обеспечивает прогревметалла верхней половины 17 доуровня температур нижней половины18 или до другого допустимого поусловиям надежности турбин уровня,при котором. прогиб корпуса 1 не вызывает задеваний о него ротора. 40При обратной разности температур,когда нижняя половина 18 холоднееверхней, подается пар с температурой, большей чем температура металла нижней половины 18 к коллектору 7,45парораспределительным трубам 8 и,наружного корпуса 1.При охлаждении цилиндра основным 50. паром с температурой ниже температуры металла цилиндра происходит более быстрое по сравнению с корпусами 1 и 3 охлаждение ротора.Для проведения режима и охлаждения корпусов 1 и 3 после рстановкитурбины при вращении ротора ВПУ потрубам 16, коллекторам 7 и 12 и па 27 6рораспределительным трубам 8 и 13в камеры 5 корпуса 1 подается парили другой теплоноситель, напримервоздух, с температурой ниже температуры металла наружного корпуса 1,при этом выбор величины температурытеплоносителя определяется обеспечением необходимых критериев надеж-ности, допустимой скоростью изменения температуры металла корпуса 1,величиной относительных расширенийротора и корпуса 1 и др,Таким образом, данная конструкция цилиндра в режиме пуска обеспечивает регулируемый прогрев как нижней, так и верхней половины корпуса,а из-за большего по интенсивностипрогрева корпуса возможно удерживатьв заданных пределах или при необходимости в процессе пуска уменьшать удлинения роторов относительно цилиндров, или осуществлять более быстрое выравнивание температуры металлаверхней и нижнейполовин цилиндра.Указанные преимущества позволяютпри обеспечении надежности сократитьвремя пуска турбин и тем самым улучшить их маневренные качества, а засчет снижения расхода топлива на пусковых режимах повысить их экономичность,За счет обеспечения регулированияпрогрева корпуса при любой разницетемператур между верхней и нижнейполовинами корпуса на рмямах нагружения и номинальной нагрузки, когданаблюдается отрицательная разницатемператур,.в зависимости от поставленной задачи обеспечивается либоисключение разности температур металла верха и низа цилиндра, либо снижение указанной разности температур.до допустимого уровня, при которомпрогиб корпуса цилиндра не представляет опасности, что повышает надежность турбины и сокращает время проведения переходных эксплуатационныхрежимов. Последнее обуславливает повышение экономичности турбины за счетсокращения расхода топлива на этихрежимах.з 1жит внутренний и наружный корпусыс фланцами горизонтального разъема,камеры между корпусами и межцунаружным корпусом и обоймами, приэтом в нижней части камер установлен коллектор с запорно-регулирующей арматурой на входе и парораспределительными трубами с отверстиями.Цилиндр снабжен расположенным вверхней части камер дополнительнымколлектором с запорно-регулирующейарматурой на входе и парораспреде-лительными трубами с отверстиями,оба коллектора расположены вдольцилиндра, а парораспрецелительныетрубы установлены эквидистантновнутренней поверхности наружногокорпуса, при этом в зоне фланцевпарораспределительные трубы снабжены дополнительными отверстиями ивсе отверстия выполнены по нормалик внутренней поверхности наружногокорпуса,На фиг, изображен продольныйразрез цилиндра; на фиг.2 - поперечный разрез цилиндра.Цилиндр паровой турбины содержитнаружный корпус 1 с фланцами 2 горизонтального разъема, внутреннийкорпус 3, обоймы 4 диафрагмы, камера 5 между корпусами 1,3 и междунаружным корпусом 1 и обоймами 4,В нижней части 6 камер 5 ( цилиндра ) установлен коллектор 7 с запорно-регулирующей арматурой на входе(на чертеже не показана ) и с парораспределелительными трубами 8,снабженными отверстиями 9 для душирования внутренней поверхности10 наружного корпуса 1. В верхнейчасти 11 камер 5 между наружным ивнутренним корпусами 1,3 и между наружным корпусом 1 и обоймами 4 установлен дополнительный коллектор 12с запорно-регулирующей арматурой навходе (на чертеже не показана ) ис парораспределительными трубами 13,имеющими отверстия 14. Коллекторы7 и 12 размещены по длине цилиндра,а все парораспределительные трубы8 и 13 коллектор 7 и 12 установленыэквидистантнс внутренней поверхности 10 наружного корпуса 1, включаязону фланцев 2. В зоне фланцев 2 горизонтального разъема парораспределительные трубы 8 и 13 снабжены дополнительными16027 10 25 35 40 45 50 55 отверстиями 15. Например, может бытьвыполнено два дополнительных ряда отверстий 15, смещенных по дуге окружности парораспределительных труб 8и 13 на 40 от основного ряда отверстий 9 и 14.В парораспределительных трубах8 и 13 все отверстия 9,14 и 15 выполнены со стороны внутренней поверхности .10 наружного корпуса 1 и понормали к ней и к каждому коллектору 7 и 12 подключен индивидуальныйподвод пара по трубам 16 с запорнорегулирующей арматурой,Наружный и внутренний корпусы 1и 3 состоят из верхней и нижней половин 17,18,19 и 20, которые имеют фланцы 2 и 21 и стенки 22 и 23.Цилиндр работает следующим образом,В начальный период пуска из-замалой интенсивности прогрева элементов наружного корпуса 1 цилиндра с-внутренним корпусом 3 образуются значительные удлинения ротора ( на чертеже не показан ) относительно цилиндра, а также значительные перепады температур между фланцем 2 горизон- тального разъема и стенкой 22 наружного корпуса 1 цилиндра, между верхней и нижней половинами 17 и 18 наружного корпуса 1. Указанные явления приводят к задержке при пуске и увеличивают время нагрузки.Для интенсификации и регулирования прогрева наружного корпуса 1 пар по трубам 16 подается от собственного блока или от общестанционного парового коллектора с температурой, превышающей температуру металла наружного корпуса 1, в коллекторы 7 и 12, парораспределительные трубы 8 и 13. Через отверстия 9,14 и 15 пар истекает с большой скоростью по нормали на внутреннюю поверхность 1 О наружного корпуса 1 цилиндра. Подвод пара по нормали к внутренней поверхности 10 наружного корпуса 1 обеспечивает ( даже при небольших расходах его) интенсивный теплообмен на. внутренней поверхности 10 корпуса 1 и высокие скорости его прогрева, В результате этого, а также регулирования температуры и расхода пара, подаваемого в коллекторы 7 и 1, достигается быстрое выравнивание температур в стенках 22 и фланцах 2, а также быстрое приведение до нормальных значе11126027 г.2 оставитель В.Гутаровехред,Ж.Кастелевич Корректор В.Бутяга дактор В.Зивтынь аказ 446 Тираж 497НИИПИ Государственного комипо делам изобретений и отк3035, Москва, -35, Раушс Подписноетета СССРытийая наб., д.4/ илиал ППП "Патент",г.ужгород, ул.Проект цилиндре, тем самым повышая надежность работы турбины. Подача пара или другого теплоносителя на внутреннюю поверхность 5 позволяет интенсифицировать режим охлаждения цилиндров за счет применения принудительного расхолаживания остановленной турбины при вращенииее ротора ВПУ ) паром от постороннегоисточника ( коллектора собственныхнужд ), после расхолаживания рабочимпаром под нагрузкой, в результатечего значительно сокращается времяпростоя турбины, связанного с ремонтом.