ПАРОТУРБИННАЯ УСТАНОВКА
STEAM TURBINE PLANT

Изобретение относится к области энергомашиностроения и может быть использовано в турбинах, имеющих внутреннее уплотнение ротора и работающих в блоках с прямоточными и барабанными котлами.
Известна паротурбинная установка, содержащая парогенератор со встроенным сепаратором и турбину с двустенным корпусом, центральным подводом пара и внутренним уплотнением ротора (Рыжков В.К. и др. Паровая турбина К-1200-240-3 ЛМЗ-Теплоэнергетика, 1976, №5, с.4).
Недостатком известной установки является то, что ротор в зоне промежуточного уплотнения омывается смесью свежего пара и пара, поступающего из камеры регулирующей ступени, что снижает экономичность турбоустановки, так как этот пар не работает в первом потоке цилиндра высокого давления (ЦВД). Кроме того, для уменьшения скорости развития термоусталостных трещин на поверхности ротора, возникающих на переходных режимах, увеличивают продолжительность пусковых неэкономичных режимов, что ухудшает маневренность паротурбинной установки и снижает ее экономические показатели.
Известна также паротурбинная установка, включающая парогенератор, подсоединенную к нему посредством трубопровода свежего пара паровую турбину с цилиндрами высокого и среднего давления, причем последние имеют роторы и статоры, выполненные с полостями для охлаждения их высокотемпературных участков, а также паро-паровой теплообменник, соединенный входом по греющей среде с трубопроводом свежего пара, а выходом ее - с полостями для охлаждения цилиндра высокого давления. Входом нагреваемой среды паро-паровой теплообменник соединен с одним из паровых отборов цилиндра высокого давления, а выходом ее - с полостями цилиндра среднего давления паровой турбины (RU 2053377, МПК: F01K 17/04, опубликован 27.01.96).
Недостатком этой схемы является прямая зависимость требуемого расхода пара из отбора ЦВД на паро-паровой теплообменник (ППТО) от расхода и требуемых параметров (особенно t°) пара, подаваемого на охлаждение ЦВД. При этом весь расход нагреваемой среды теплообменника не работает в части ступеней ЦВД, и расход пара из линии горячего промперегрева, подводимый для получения нужной температуры охлаждающего пара на цилиндр среднего давления (ЦСД), не работает в части ступеней ЦСД.
Кроме того, примененный в схеме паро-паровой теплообменник имеет высокую стоимость из-за сложности его изготовления и большой металлоемкости.
Заявляемое техническое решение позволяет получать пар необходимых параметров для охлаждения термонапряженных узлов турбины на всех эксплуатационных режимах без постоянного дополнительного регулирования его расхода. При этом существенно упрощается конструкция системы охлаждения, что приводит к повышению ее надежности, снижению металлоемкости и стоимости.
Предложена паротурбинная установка, включающая парогенератор, подсоединенную к нему посредством трубопровода свежего пара паровую турбину с цилиндрами высокого и среднего давления, причем последние имеют отборы, а также роторы и статоры, выполненные с полостями для охлаждения их высокотемпературных участков, при этом на линиях подвода охлаждающего пара в полости цилиндров высокого и среднего давления установлены эжекторы, соединенные по входу рабочего пара эжекторов с трубопроводом свежего пара, а по всасу эжекторов - с трубопроводами отборов турбины.
На чертеже представлена паротурбинная установка.
Паротурбинная установка включает парогенератор 1 и паровую турбину с цилиндрами высокого (ЦВД) 2 и среднего (ЦСД) 3 давления. Турбина соединена с парогенератором паропроводом 4 свежего пара и имеет эжекторы 5 и 6, подключенные через сопла 7 рабочего пара и трубопровод 8 к паропроводу 4 за блоком стопорно-регулирующих клапанов 9. Всасы 10 обоих эжекторов 5 и 6 соединены трубопроводом 11 с паропроводом холодного промперегрева 12 за обратным клапаном 13. Выхлоп эжектора 5 трубопроводом 14 соединен с полостями для охлаждения 15 ЦВД 2, а выхлоп эжектора 6 трубопроводом 16 - с полостями 17 ЦСД 3. На трубопроводах подачи рабочего пара к эжекторам 5 и 6, трубопроводах всаса и подачи охлаждающего пара от эжекторов 5 и 6 установлены дроссельные шайбы 18, имеющие байпасы с вентилями 19.
Паротурбинная установка работает следующим образом. При работе паротурбиной установки на всех эксплуатационных режимах, включая пусковые, часть свежего пара из паропровода 4 отбирается после блока стопорно-регулирующих клапанов 9 и поступает в качестве рабочего пара в сопла 7 эжекторов 5 и 6. На всасы эжекторов 5 и 6 подается пар из линии холодного промперегрева 12, взятый по ходу пара за обратным клапаном 13.
В эжекторах 5 и 6 происходит нагрев пара холодного промперегрева до требуемых температур, после чего охлаждающий пар поступает в полости охлаждения ЦВД 2 и ЦСДЗ.
Выбор «коэффициента эжекции» и соотношения конструктивных размеров эжекторов 5 и 6 зависит от требуемых расходов и параметров охлаждающего пара. Для повышение давления охлаждающего пара на подаче эжектора 6 используется его диффузорная часть. Дроссельные шайбы 18, установленные на всех паропроводах подачи и отвода пара эжекторов 5 и 6, ограничивают требуемые расходы пара и их соотношение, а имеющиеся на них байпасы и вентили 19 используются для первоначальной настройки системы охлаждения на номинальном режиме. Последующая работа системы охлаждения ведется в автоматическом режиме на всех нагрузках, включая пуски и остановы. Для оценки работы системы охлаждения и ее эффективности предусматривается установка термопар в местах, отражающих охлаждающий эффект системы, например в соответствующих камерах уплотнений (не показаны). Вместо двух эжекторов может быть установлен один двухступенчатый эжектор, рабочим паром второй ступени которого может служить тот же свежий пар либо пар с выхлопа первой ступени.