СИСТЕМА РЕГЕНЕРАЦИИ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ

Полезная модель относится к области теплоэнергетики и может быть использована в системах регенерации высокого давления паровых турбин на атомных, тепловых электростанциях, а также в системах, где используются подогреватели высокого давления (ПВД).
Известна система регенерации высокого давления паровой турбины, включающая один или несколько подогревателей высокого давления камерного типа с нижним расположением водяной камеры, снабженных дренажными штуцерами (труды ЦКТИ, №288, 2002 г., стр.26, 43, 99, 101).
Недостатком данной системы является отсутствие системы прогрева толстостенных элементов конструкции, вследствие чего возникновение значительных напряжений в толстостенных элементах подогревателя, как при пуске ПВД из холодного состояния, так и после ремонта на работающей турбоустановке. Причиной этого является большой перепад температуры между подводимым теплоносителем и металлом, что снижает ресурс подогревателя.
Известна система регенерации высокого давления паровой турбины, включающая два или три подогревателя высокого давления спирально-коллекторного типа, соединенных по питательной воде с впускным и обратным клапанами и снабженных в верхней части трубной системы штуцерами с вентилем для отвода воздуха при заполнении трубной системы водой. (Отраслевой каталог «Теплообменное оборудование паротурбинных установок», Москва, 1989 г., часть 2, 20-89-09, стр.8-29).
Недостатком данной системы является наличие гидроударов при пусковом прогреве аппаратов теплоносителем из деаэратора.
Известна система прогрева трубного пучка спирально-коллекторных ПВД теплоносителем из деаэратора. Непрерывный прогрев паром корпуса ПВД осуществляется одновременно с прогревом турбины (при включении группы ПВД с пуском турбины). При включении группы ПВД во время работы турбины прогрев паром производится в несколько этапов путем открытия байпасов паровых задвижек, где они имеются, а затем частичного открытия задвижек. (Методические указания по эксплуатации поверхностных подогревателей турбоустановок ТЭС и АС РД 34.40.508-85, стр.21 п.2.2.6).
По совокупности признаков это известное техническое решение является наиболее близким к заявляемому и принято за прототип.
Недостатком данной системы является то, что ее возможно применить лишь для прогрева подогревателей спирально-коллекторного типа, она не подходит для подогревателей с толстостенными элементами, как по скорости прогрева, так и по возникающим при этом напряжениям в элементах конструкции.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, а также выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленной полезной модели позволил установить, что заявитель не обнаружил технического решения, характеризующегося признаками, тождественными или эквивалентными предлагаемым. При этом предлагаемое техническое решение не вытекает явным для специалиста образом из известного уровня техники и определенного заявителем.
Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого технического решения по совокупности признаков, позволило выявить в заявленном устройстве совокупность существенных отличительных признаков по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату, изложенную в нижеприведенной формуле полезной модели.
Заявляемое решение позволяет сделать систему регенерации высокого давления, в которой используются подогреватели с толстостенными элементами, более надежной, маневренной и обеспечить требуемый срок службы подогревателей. Прогрев ПВД осуществляется по полностью автономному, не зависящему от других операций на блоке, контуру. Он может быть выполнен в любой удобный момент времени. Также заявляемое решение является оптимальным по условию прочности и ресурса для подогревателей высокого давления. Предлагаемое решение служит для прогрева подогревателей высокого давления камерного типа и может быть использовано для существующих систем регенерации и вновь разрабатываемых.
Предложена система регенерации высокого давления паровой турбины, включающая один или несколько камерных подогревателей с патрубками подвода и отвода воды и трубной доской, с патрубком подвода пара от отборов турбины и с водяной камерой, снабженной дренажными патрубками, при этом она снабжена циркуляционным контуром прогрева подогревателя с теплообменником, соединенным с трубопроводами подвода и отвода воды в подогреватели, причем на трубопроводе, соединяющем теплообменник с патрубком отвода воды из подогревателей, установлен циркуляционный насос с арматурой, кроме того теплообменник соединен с источником тепла, например, пар (вода) от деаэратора, и с резервуаром отвода охлажденного теплоносителя, например, конденсатором.
Полезная модель иллюстрируется чертежом, где изображена система регенерации высокого давления.
Система регенерации высокого давления паровой турбины включает подогреватель высокого давления камерного типа 1 с П-образной трубной системой 2, трубной доской 3 с патрубками подвода 4 и отвода 5 воды, с патрубком подвода пара 6 от отборов турбины, водяной камерой 7, снабженной дренажными патрубками 8. Подогреватель 1 соединен с впускным клапаном 9 с байпасной линией 10 и с подогревателем 11. Подогреватель 11 включает П-образную трубную систему 12, трубную доску 13 с патрубками подвода 14 и отвода 15 воды, с патрубками подвода пара высокого давления 16 от отборов турбины, водяную камеру 17, снабженную дренажными патрубками 18. Подогреватель 11 соединен с обратным клапаном 19. Циркуляционный контур прогрева подогревателя подключен между впускным клапаном 9 и входным патрубком 4 и между обратным клапаном 9 и выходным патрубком 15. Циркуляционный контур включает теплообменник 20, циркуляционный насос 21, отключающую арматуру 22, 23, 24, 25, 26, 27 и трубопровод подвода воды 28 в контур прогрева. Теплообменник 20 соединен с источником тепла в виде пара, например, с деаэратором 29 через трубопровод 30, либо с источником тепла в виде воды, например, пускорезервным электронасосом 31 через трубопровод 32. Теплообменник 20 соединен по воде с циркуляционным контуром через входной патрубок 33 и выходной патрубок 34 и через трубопровод отвода дренажа греющего пара или охлажденной воды 35 с резервуаром отвода охлажденного теплоносителя, например, с конденсатором 36. На паропроводе 30 установлен регулирующий клапан 37 и на трубопроводе 32 установлен регулятор 38. Входной патрубок 33 соединен через трубопровод 39 с циркуляционным насосом 21. Трубопровод подвода воды 28 подсоединяется в циркуляционный контур между насосом 21 и арматурой 27. Помимо отключающей арматуры 26 на трубопроводе 28 установлен обратный клапан 40. На толстостенных элементах подогревателей 1 и 11 установлены датчики температуры 41 для регулирования скорости прогрева ПВД.
Система регенерации высокого давления паровой турбины работает следующим образом.
Циркуляционный контур заполняется водой путем открытия задвижки 26, вода через трубопровод 28 от источника воды заполняет насос 21, теплообменник 20, водяные камеры подогревателей 7, 17 и трубные системы ПВД 2, 12. Далее включается в работу насос 21, он осуществляет циркуляцию воды по контуру прогрева, а также создает необходимое давление. Для нагрева воды в теплообменнике 20 подается пар по трубопроводу 30 от источника пара 29. В теплообменнике 20 пар нагревает воду, которая циркулирует по контуру прогрева. Конденсат греющего пара из теплообменника 20 через трубопровод 35 направляется в резервуар 36 для слива охлажденного теплоносителя. В качестве греющей среды можно использовать воду из трубопровода на всасе резервного питательного насоса 31, которая подается по трубопроводу 32 путем открытия задвижек 23 и сливается из теплообменника 20 в резервуар 36. Температура прогрева толстостенных элементов ПВД определяется по штатным датчикам 41, сигнал от них выводится на щит управления. Скорость прогрева регулируется расходом пара (воды) на теплообменник 20 регулятором 37 или регулируется расходом воды с помощью регулятора 38. После требуемого прогрева ПВД контур прогрева отключается и производится подключение ПВД по питательной воде, опрессовка и дальнейшее повышение температуры.