Способ расхолаживания паровой турбины

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИН 10 00 9) З(59 р 1/О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК А ОМУ ВУ СВИДЕТЕЛЬСТ ВТОРСК ИВАНИЯ бщениндине ний й и на вытройство евыеи регули пор ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ(71) Уральский ордена Трудового Красго Знамени политехнический институтим. С.М.Кирова(56) 1. Авторское свидетельство СССРЖ 401814, кл, Г 01 0 21/00, 1971.2. Авторское свидетельство СССР(54)(57) СПОСОБ РАСХОЛАЖ ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ путем соо проточной части и фланцевых сое цилиндров на входе с атмосферо ходе с воэдухоотсасывающим у отключения подачи пара на конц уплотнения с камерами отсоса рова ния расхода охлаждающего, воздуха в зависимости от отклонения величины текущего значения относительных перемещений роторов от их нижней и верхней границ интервала допустимых значений относительных перемещений роторов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью сокращения продолжительности расхолажи вания и повышения надежности, после отключения подачи пара на концевые уцло тнения и при достижении нижней границы интервала допустимых значений относ)ь тельных перемещений роторов подают охлаждающий воздух в проточную часть, регулируя его расход пропорционально величине отклонения текущего значения относительного перемещения ротора от указанной нижней границы интервала приддержании равенства давлений в камеах отсоса концевых уплотнений и в проочной части охлаждаемых цилиндров,1010300 Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для ускорения остывания остановленных турбин.Известен способ принудительного расхолаживания паротурбинной установки путем сообщения внутренней полости высокотемпературных цилиндров с одной стороны с атмосферой, а с другой - с конденсатором, в котором поддерживают вакуум, а одновременно на концевые уплотнения турбины подают пар, температуру которого изменяют в соответствии с температурой металла цилиндра ЯНедостатком этого способа является необходимость подачи пара на концевые уплотнения охлажааемых цилиндров с целью предотвращения поступления через эти уплотнения больших расходов воздуха, которые приводят к ускоренному охлаждению роторов в зоне концевых уплотнений и возникновению повышенных относительных укорочений роторов. Пар, подавэмый на уплотнения охлаждаемых цилиндров, поступает в выхлопной катру бок цилиндра низкого давления и разогревает его и последние ступени цилиндра, так как расхолаживание проводится при низком разрежении в конденсаторе. Во избежание этого увеличивают разрежение в конденсаторе путем ограничения расхода воздуха через охлаждаемые цилиндры, что приводит к снижению темпа расхолаживания и увеличению его продолжительности.Кроме того, подача пара на уплотнения усложняет схему расходаживания и увеличивает число элементов оборудованиятребуемого для обеспечения надежности процесса. Так, для обеспечения конденсации пара, подаваемоге на уплотнения и поступающего затем в конденсатор, необходимо, чтобы в процессе расхолаживания работала конденсационная установка. Разогрев конденсатора и выхлопного патрубка приводит к дополнительным затратам времени, связанным с остыванием этих элементов после окончания расхолаживания, что увеличивает общую продолжительность, простоя турбины до начала ремонтных работ.Известен также способ расхолаживания паровой турбины путем сообщения проточной части и фланцевь 1 х соединений цилиндров на входе с атмосферой и на выходе с воздухоотсасываюшим устройством, отключения подачи кара на концевые уплотнения с камерами отсоса и регулирования расхода охлаждающего воздуха в зависимости от отклонения велищения ротора от указанной нижней границы интервала при поддержании равенств,",давлений в камерах отсоса концевыхуплотнений и в проточной части охлаждаемых цилиндров.,На фиг, 1 представлена принципиальная схема паротурбинной установки дляосуществления способа; на фиг, 2 - вачины текущего значения относительных перемещений роторов от нижней и верхней границ интервала допустимых значений относительных перемещений роторов 2.Возможность прекращения подачиуплотняюшего пара на уплотнения достигается за счет отсутствия подачи охла ждающего воздуха в проточную частьтурбины до тех пор, пока текущее значение относительного перемещения ротора не приблизится к верхней границе интервала допустимых значений и пода чи ограниченного расхода охлаждающеговоздуха в проточную часть на следую щем этапе, когда значение относительного перемещения поддерживается вблизи верхней границы, Малые расходы воздуха о через проточную часть охлаждаемых:цилиндров снижают темп их остывания и увеличивают общую продолжительность процесса расхолаживания турбины, и снижается надежность, обусловленная необхор 5 димостью подачи уплотняющего пара наначальном этапе процесса расхолаживания.Целью изобретения является сокращение продолжительности расхолаживания паровой турбины и повышение надежности ее работы в процессе расхолаживания,Указанная цель достигается тем, чтосогласно способу расхолаживания паровой турбины путем сообщения проточной час- ти и фланцевых соединенчй цилиндров на 35входе с атмосферой и на выходе с воздухоотсасываюшим устройством, отключения подачи пара на концевые уплотнения с камерами отсоса и регулирования расхода охлаждающего воздуха в зависимости от отклонения величины текущего значенияотносительных перемещений роторов от нижней и верхней границ интервала допустимых значений относительных перемещений роторов, после отключения подачи на концевые уплотнения и при дости 45женин нижней границы интервала допусти мых значений относительных перемещений роторов подают охлаждающий воздух в проточную часть, регулируя его расход пропорционально величине отклонения текущего значения относительного переме3 Я 0 риант схемы реализации способа для одного цилиндра или одноцилиндровой турбины.Паротурбинная установка (фнг, 1) содержит последовательно соединенные по пару цилиндр высокого давления (ЦВД) 1, цилиндр среднего давления (ЦСД) 2, цилиндр низкого давления (ЦНД) 3 и конденсатор 4, а тахже системы концевых . уплотнений 5 и 6 ЦВД 1, 7 и 8, ЦСД 2, 3, 9 и 10, ЦНД 3, перепускные паропроводы 11 ЦВД 1 и промежуточный пароперегреватель 1 2. Перепускные трубопроводы 11 ЦВД 1 связаны трубопроводом 13 с эжектором 14, Перед эжектором 1 14 установлена задвижка (клапан) 15.Система концевых уплотнений каждого из цилиндров 1 - 3 включает в себя камеры 16, связанные трубопроводами 17 22 с общим коллектором 23, который в своюО очередь соединений линией 24 с эжектором 25 системы концевых уплотнений.На линии 24 установлен регулирующий клапан (задвижка) 26, а .на трубопроводах 17 - 22 - запорные задвижки 27 - 32. 25Концевые уплотнения всех цилиндров включают также камеры 33, связанные трубопроводами 34 - 39 .с источником (не показан) уплотняющего пара. Кроме того, в передние концевые уплотнения З 0 5 ЦВД 1 входят камеры 40 - 42 отсоса, пара, а задние концевые уплотнения 6 ЦВД 1 и передние хонцевые уплотнения 7 ЦСД,2 содержат камеры 40 и 41 отсоса пара, которые соединены с трубопроводами 43 - 45 системы реге 3 нерации турбины (не показана).Давление в проточной части охлаждаемых цилиндров 1- 3 измеряется с помощью датчиков 46 и 47, давление в камерах 16 - с помощью датчиков 4840 51. Относительное укорочение ротора (не показан) ЦВД 1 измеряется датчиком 52, а относительное укорочение ротора ЦСД 2 измеряется датчиком 53, Давление воздуха перед эжекторамн 1 4 и 25 измеряется датчихами 54 н 55.Для забора воздуха и атмосферы используются устройства 56, подключенные между ЦНД 3 и конденсатором 4, Корпуса ЦВД 1 и ЦСД 2 могут быть оборудованы системой обогрева фланцевы х соединений (не показаны)Эти системы имеют линии, позволяющие соединить их с эжектором 14 и .с атмосферой. Под-.ключение эжектора 14 может быть произведено не тольхо к перепускным трубопроводам 11 ЦВД 1. При наличии запорной задвижки на трубопроводе 57 между 300 фЦСД 2 и ЦНД 3 подключение может быть произведено к этому трубопроводу 57 перед задвижкой со стороны ЦСД 2. Возможна также схема подхлючения эжехтора 14 к конденсатору 4 или к растопочному расширителю котла,( не показаны), гюдхлюченному к его пароводяев 4 у тракту Давление в общем коллекторе 23 измеряется датчиком 58. Установка содержит также задвижки 5 б - 61 на линиях 62 - 64.На схеме (фиг. 2) представлен вариант реализации способа для одного цилиндра 1 или одноцилиндровой турбины, например турбины с противодавлением, особенностью которых является объединение эжекторов 14; и 26 в одну общую группу, обеспечивающую отсос воздуха ках иэ проточной части цилиндра 1 и его внутренних полостей, тах и из камер 16 ;концевых уплотнений 5 и 6.Способ расхолаживания паровой турбины осуществляется следующим образом.После остановки турбины прекращают подачу уплотняющего пара по трубопроводам 34 - 39 в камеры 33 концевых уплотнений 5 - 10 всех цилиндров 1 - 3 турбины и открытием устройств 56 подают воздух в конденсатор 4 турбины, одновременно отключив воздухоудаляющиеустройства (не показаны) конденсатора 4(фиг. 1), Закрывают задвижки 31 и 32 на трубопроводах 21 и 22, связывающих .камеры 16 ЦНД 3 с общвм коллектором 23, и задвижки 59 - 61 на линиях 62 - 64 связи камер 40 - 42 концевых уплотнений 5 и 6 ЦВД 1 и 7 ЦСД 2 с трубо.проводами 43 - 45 системы регенерации турбины. Задвижки 27 - 30 на трубопроводах 17 - 20 оставляют открытыми.Прн наличии систем обогрева фпанце- вых соединений корпусов ЦВД 1 и ЦСД 2 в начале процесса расхолаживания организуют подачу воздуха только в эту систему, обеспечивая максимально возможный расход воздуха через нее. Для этого. соединяют систему с атмосферой и с эжектором 14 расхолаживания, открывают полностью арматуру на линиях, связывающих систему с атмосферой и эжектором, и вхлючают в работу эжектор 14 расхолаживания. Значительный расход воздуха через систему фланцевых соединений обеспечивает более быстрое остывание корпусов, чем роторов, поэтому относительные перемещения В роторов изменяются. При достижении нижней граниды интервала допустюлых значений относительных перемещений (- ц ) в сторону укорочения организуют движение воздуха через40 5 10103 проточную часть цилиндров 1 - 3 открытием задвижки 15 при работающем эжекторе 14. При этом воздух из атмосферы через устройства 16 поступает в ЦНД 3, затем в ЦСД 2 и через промежуточный 5 пароперегреватель 12 - в ЦВД 1, а оттуда по перепускному трубопроводу 11 через задвижку 15 - к эжектору 14.. Одновременно включают в работу эжектор 25, приоткрывают регулирующий клапан 26 и начинают отсасывать воздух из камер 16 концевых уплотнений 5 - 8 ЦВД 1 и ЦСД 2. При этом контролируют давление в камерах 16 ЦВД 1 и ЦСД 2 и воздействием на положение регулирующего клапана 25 устанавлива ют его равным давлению в проточной части ЦВД 1 и ЦСД 2. Так как обычно разница в сопротивлениях трубопроводов 27 - 30 при расходах воздуха, устанав 20 ливаемых в процессе расхолаживания, незначительна, то давление во всех камерах 16 практически одинаково и его можно контролировать с помощью датчика 58. 25 То же относится и к сопротивлению трубопроводов промежуточного пароперегревателя 12 между ЦВД 1 и ЦСД 2, поэтому давление в проточной части 30 , БВД 1 и ЦСД 2 можно контролировать с помощью одного из датчиков - 46 или 47. В тех же случаях, когда влияние сопротивления значительно, производят регулирование системы. С этой цельюустанавливают,в какой из камер 16 дав ление будет наибольшим (.раэрежение - наименьшим) и, контролируя это давление воздействием на регулирующий клапан 26, устанавливают его примерно равным давлению в ЦСД 2. Затем прикрытием задвижек, например 27 - 29 на трубопроводах 17 - 19, связывающих остальные камеры 16 с общим коллектором 23, устанавливают давление в каждой из них примерно равным давлению в проточной части соответствующего цилиндра, После выполнения указанной операции давление во всех камерах 16 будет примерно равно давлению в проточной части соответствующего цилиндра, В дальнейшем положение задвижек 27 - 30 не изменяют. Определяют разность давлений между коллектооом 23 (или линией 24) и проточной частью ЦСД 2 и в дальнейшем используют показания датчика 58 с учетом полученной поправки для управления работой эжектора 25. ОО бПримерное равенство рассматриваемых давлений исключает перетоки охлаждающего воздуха вдоль тела ротора в зоне концевых уплотнений 5 - 8 охлаждаемых цилиндров 1, 2 и предотвращает опережающее охлаждение ротора по сравнению с корпусом и связанное с этим приближение к предельно допустимым значениям относительных укорочений роторов. Текущее значение относительных перемещений роторов ЦВД 1 и ЦСД 2 контролируют с помощью датчиков 52 и 53, При увеличении разности между текущим значением относительного перемещения ротора 8 и нижней границей интервала его допустимых значений - 3 1 расход воздуха через проточную часть увеличивают пропорционально этой разности; при уменьшении - снижают. Когда разность становится нулевой, пс дачу охлаждающего воздуха в проточную часть прекращают. Регулирование расхода воздуха, отсасываемого эжектором, осуществляют задвижкой (клапаном) 15, а расход отсасываемого воздуха контролируют по показаниям датчика (манометра) 55, используя характеристику эжек- . тора 25 Расход, воздуха - давление на всасе". При изменении расхода воздуха через проточную часть цилиндров в соответствии с характеристикой эжектора и сопротивлением тракта изменяется и давление в проточной части охлаждаемых цилиндров. Для исключения перетоков воздуха вдоль тела ротора в зоне концевых уплотнений 5 - 8 воздействием на регулирующий клапан 26 изменяют величину расхода воздуха, отсасываемого эжектором 25, поддерживая равенство давлений в камерах 16 концевых уплотнений 5 - 8 и в проточной части БВД 1.При реализации способа на установке (фиг. 2), операции производят в той же последовательности. Отличия связаны только с тем, что оба эжектора 14 и 25 работают параллельно, отсасывая воздух и из проточной части цилиндра 1, и иэ камер 16 уплотнений 5 и 6. Равенство давлений в камерах 16 и внутри проточной части поддерживается степенью открытия регулирующего клапана 26, а расход воздуха, отсасываемого иэ проточной части цилиндра 1 - степенью открытия задвижки (клапана) 15.Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает оптимизацию процесса расхолаживания высокотемпературных цилиндров паровой турбины за счет обеспечения максимально допустимых расходов охлаж7 1010300 8дающего воздуха через проточную часть не значений относнтельаюх укорочений ро цнлнндров на всех этапах расхолажива- торов н, следовательно, дополннтельйо ння, вследствие чего цродолжительность увеличить. скорость расхолаживация турпроцесса сокращается. Регулирование рао- бины. Кроме етого, полностью исклеяахода воздуха, отсасываемого вз уплотне- % ется необходимость лодачи пара на кое ннй эжектором скстемы уплотнений, ио- цевые уплотнення турбины, что повышает ключает перетокн охлаждающего воздуха надежность ее работы в ражие расхола вдоль тела ротора в зоне концевых жнвания, исключает необходимость, рабоуплотненнй, что позволяет увеличть рао- ты конденсайнонной устанжан турбины ход воздуха через проточную часть охла-ф и предотвращает разогрев цнлиндрв ниэждаемых цилиндров прн одинаковом урон кого давлення.1010300 Составитель В. ГуторовТехред М.Костик едактор О. Полови рректор Г. Огар сное Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Филиал 436/22 Тираж 533 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, итета СССР открытийушская набд. 4/5