СИСТЕМА РЕГЕНЕРАЦИИ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в системах регенерации высокого давления паровых турбин на атомных, тепловых электростанциях, а также в системах, где используются подогреватели высокого давления (далее по тексту - 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 возникают значительные напряжения в толстостенных элементах подогревателя, как при пуске ПВД из холодного состояния, так и после ремонта на работающей турбоустановке. Причиной этого является большая разница 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).
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 и частичного открытия задвижек. (Методические указания по эксплуатации поверхностных подогревателей турбоустановок ТЭС и АС РД 34.40.508-85, стр.21 п.2.2.6 - прототип).
По совокупности признаков это известное техническое решение является наиболее близким к заявляемому и принято за прототип.
Недостатком данной схемы является то, что ее возможно применить лишь для прогрева подогревателей спирально-коллекторного типа, она не подходит для подогревателей с толстостенными элементами по скорости прогрева 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 позволит 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.
Данная полезная модель служит для прогрева подогревателей высокого давления камерного типа. Полезную модель можно применить для существующих систем регенерации и вновь разрабатываемых.
Заявляемое решение позволяет сделать систему регенерации высокого давления, в которой используются подогреватели высокого давления с толстостенными элементами, более надежной, маневренной и обеспечит требуемый срок службы подогревателей. Прогрев может быть выполнен в любой удобный момент времени работы блока. Также заявляемое решение является оптимальным по изменению в схеме регенерации высокого давления, то есть ее легко выполнить для существующей системы.
Предложена система регенерации высокого давления паровой турбины (вариант 1), включающая один или несколько камерных подогревателей с патрубками подвода и отвода воды и трубной доской, с нижней водяной камерой, снабженной дренажными патрубками, при этом первый из подогревателей соединен с впускным быстродействующим защитным клапаном с байпасной линией, а последний - с обратным быстродействующим защитным клапаном, причем на байпасной линии впускного быстродействующего защитного клапана установлено дроссельное устройство.
Предложена система регенерации высокого давления паровой турбины (вариант 2), включающая один или несколько камерных подогревателей с патрубками подвода и отвода воды и трубной доской, с нижней водяной камерой, снабженной дренажными патрубками, при этом первый из подогревателей соединен со входной основной защитной задвижкой с байпасной линией, а последний - с выходной основной защитной задвижкой, причем на байпасной линии входной основной защитной задвижки установлено дроссельное устройство.
Полезная модель иллюстрируется чертежом, где на фиг.1 изображена система регенерации высокого давления вариант №1, на фиг.2 - вариант №2.
Система регенерации высокого давления паровой турбины (вариант 1) включает камерный подогреватель высокого давления 1 с П-образной трубной системой 2, трубной доской 3, с патрубками подвода 4 и отвода 5 воды, нижней водяной камерой 6, снабженной дренажными патрубками 7. Подогреватель 1 соединен с впускным быстродействующим защитным клапаном 8 с байпасной линией 9, на которой установлено дроссельное устройство 10 и ручная задвижка 11, и с камерным подогревателем высокого давления 12, включающим П-образную трубную систему 13, трубную доску 14, патрубки подвода 15 и отвода 16 воды, нижнюю водяную камеру 17, снабженной дренажными патрубками 18. Подогреватель 12 соединен с обратным клапаном 19. Дренажные патрубки 7 и 18 через гидрозатвор соединены с баком 20. На толстостенных элементах подогревателя 1 и 12, установлены датчики температуры 21, от них сигнал поступает на щит управления 22.
Система регенерации высокого давления паровой турбины (вариант 2) включает в себя камерный подогреватель высокого давления 1 с П-образной трубной системой 2, трубной доской 3, с патрубками подвода 4 и отвода 5 воды, нижней водяной камерой 6, снабженной дренажными патрубками 7. Подогреватель 1 соединен с входной основной защитной задвижкой 8 с байпасной линией 9, на которой установлено дроссельное устройство 10 и ручная задвижка 11, и с камерным подогревателем высокого давления 12, включающим П-образную трубную систему 13, трубную доску 14, патрубки подвода 15 и отвода 16 воды, нижнюю водяную камеру 17, снабженной дренажными патрубками 18. Подогреватель 12 соединен с выходной основной защитной задвижкой 19. Дренажные патрубки 7 и 18 через гидрозатвор соединены с баком 20. На толстостенных элементах подогревателя 1 и 12, установлены датчики температуры 21, от них сигнал поступает на щит управления 22.
Система регенерации высокого давления паровой турбины (вариант 1) работает следующим образом.
При пуске ПВД из холодного состояния, вода с температурой ~100°С и давлением более 1 атм. заполняет байпасную линию 9 впускного быстродействующего защитного клапана 8 проходит через ручную задвижку 11 и попадает в дроссельное устройство 10. Дроссельное устройство 10 обеспечивает снижение давления до атмосферного. Вода заполняет водяное пространство ПВД 1 и ПВД 12 и прогревает их. Температуру прогрева трубной доски 3 и 14 и водяной камеры 6 и 17 подогревателя высокого давления 1 и 12 контролируют через датчики температуры 21. После требуемого прогрева ПВД 1 и ПВД 12, производится подключение по питательной воде, опрессовка и дальнейшее повышение температуры.
При подключении ПВД на работающей турбине вода с температурой более 100°С и давлением более 1 атм. заполняет байпасную линию 9 впускного быстродействующего защитного клапана 8 проходит через ручную задвижку 11 и попадает в дроссельное устройство 10. Дроссельное устройство 10 обеспечивает снижение давления до атмосферного, со вскипанием воды. При этом образуется пар, пароводяная смесь с температурой насыщения при данном давлении. Вода самотеком отводится через первый по ходу воды дренажный трубопровод 7. Пар поднимается вверх и прогревает ПВД 1 и ПВД 12 по водяной стороне, при этом пар конденсируется на элементах ПВД 1 и ПВД 12 и стекает через дренажные трубопроводы 7 и 18 в бак 20. Температуру прогрева трубной доски 3 и 14 и водяной камеры 6 и 17 подогревателя высокого давления 1 и 12 контролируют через датчики температуры 21. После требуемого прогрева ПВД 1 и ПВД 12, производится подключение по питательной воде, опрессовка и дальнейшее повышение температуры.
Система регенерации высокого давления паровой турбины (вариант 2) работает аналогичным образом.