УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПУСКА ЭНЕРГОБЛОКА

Предлагаемое техническое решение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано при создании средств для пуска энергоблоков, имеющих более высокую эксплуатационную надежность.
Аналогичные технические решения известны, см., например, описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №395604, которое содержит:
- паровой котел с промежуточным пароперегревателем;
- сепаратор, подсоединенный своим входом к выходу парового котла, своим первым выходом к внутренней полости выходного паропровода парового котла и своим вторым выходом к паропроводу системы промежуточного перегрева пара;
- растопочный расширитель, подсоединенный своим входом к второму выходу сепаратора, и своим первым выходом к конденсатору турбины;
- эжектор, подсоединенный своим первым входом к второму выходу растопочного расширителя и своим выходом к коллектору собственных нужд;
- система промперегрева пара, подсоединенная своим выходом к второму входу эжектора;
- первая редукционно-охладительная установка, подсоединенная своим входом к внутренней полости выходного патрубка парового котла и своим выходом к соответствующему входу конденсатора турбины;
- вторая редукционно-охладительная установка, подсоединенная своим входом к внутренней полости выходного патрубка парового котла и своим выходом к входу системы промежуточного перегрева пара;
- турбина, подсоединенная внутренней полостью своего первого цилиндра высокого давления к выходу выходного патрубка парового котла и к входу системы промежуточного перегрева пара, подсоединенной к внутренней полости второго цилиндра низкого давления и к соответствующему входу конденсатора турбины. Общими признаками предлагаемого технического решения и выше охарактеризованного технического решения являются:
- паровой котел с промежуточным пароперегревателем;
- турбина, присоединенная внутренней полостью своего (первого) цилиндра высокого давления к выходу выходного паропровода парового котла и к входу системы промежуточного перегрева пара, присоединенной к внутренней полости второго цилиндра низкого давления и к соответствующему входу конденсатора турбины. Известно также аналогичное техническое решение см., описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №450023, которое содержит:
- «N» - паровых котлов, подсоединенных своими входами к общему коллектору свежего пара;
- дополнительный коллектор, соединенный с общим коллектором свежего пара посредством трубопровода;
- «N» - турбин, подсоединенных своими внутренними полостями цилиндров через «N» трубопроводов к соответствующим выходам дополнительного коллектора;
- «N» - главных паровых задвижек, каждая из которых установлена на соответствующем участке внутри каждого из «N» - трубопроводов «N» - турбин;
- редукционно-охладительная установка, подсоединенная своим первым и вторым входами к соответствующим внутренним полостям общего коллектора свежего пара и своим третьим входом к выходу датчика давления пара, установленного своим входом во внутренней полости общего коллектора свежего пара, своим первым выходом к циркводоводу, и своим вторым выходом к соответствующему входу конденсатора.
Общими признаками предлагаемого технического решения и технического решения, охарактеризованного в описании к авторскогму свидетельству СССР №450023 являются:
- как минимум один, паровой котел, подсоединенный через пароводяной тракт к выходу регулирующего питательного клапана;
- как минимум, одна турбина;
- как минимум, одна главная паровая задвижка, установленная на соответствующем участке внутри входного паропровода, как минимум, одной турбины;
- редукционно-охладительная установка подсоединенная своим первым и вторым входами к соответствующим внутренним полостям выходного паропровода, как минимум, одного парового котла, своим третьим входом к выходу первого датчика давления пара, своим первым выходом к циркводоводу и своим вторым выходом к второму входу конденсатора, подсоединенного своим первым входом к выходу цилиндра низкого давления, как минимум, одной турбины.
- Известно так же аналогическое техническое решение (Трухний А.Д. и др. «Теплофикационные паровые турбины и турбоустановки» - М. издательство МЭИ, 2002, с.387-388, рис.13.6), которое выбрано в качестве ближайшего аналога, прототипа и которое содержит нижеследующую совокупность существенных признаков:
- -как минимум, один котел;
- -как минимум, одну главную паровую задвижку, установленную на соответствующем участке трубопровода, как минимум, одного парового котла;
- -байпас, подсоединенный своими выводами параллельно выводам, как минимум, одной главной паровой задвижки;
- -как минимум, одну турбину, содержащую цилиндр низкого давления, цилиндр среднего давления, подсоединенный своей внутренней полостью к внутренней полости цилиндра низкого давления и через первый стопорный клапан к выходу промежуточного пароперегревателя, как минимум, одного парового котла, и цилиндр высокого давления, подсоединенный своей внутренней полостью к выходу второго стопорного клапана, включенного в разрыв входного паропровода, как минимум, одной турбины и к входу промежуточного пароперегревателя, как минимум, одного парового котла;
- -редукционно-охладительную установку, подсоединенную своим первым и вторым входами к соответствующим внутренним полостям входного паропровода, как минимум, одного парового котла, своим первым выходом к циркводоводу и своим вторым выходом к соответствующему первому входу конденсатора, подсоединенного своим соответствующим (вторым) входом к внутренней полости цилиндра низкого давления, как минимум, одной турбины.
- Общими признаками предполагаемого технического решения и прототипа являются все вышеперечисленные признаки, охарактеризованного ближайшего аналога, прототипа.
Технический результат, который невозможно достичь ни одним из аналогичных технических решений заключается в обеспечении плавной подачи пара с выхода стопорного клапана первичного пара в турбину, обеспечивающего снижение количества образующихся микротрещин и разрывов внутренних металлических поверхностей турбины.
Причиной невозможного достижения вышеуказанного технического результата является то, что вопросам создания более эффективных условий запуска турбин, - обеспечивающих оптимальные пусковые значения параметров пара, должного внимания в настоящее время не уделяется.
Учитывая характеристику и анализ известных аналогичных технических решений, можно сделать вывод, что задача создания средств для пуска турбин, имеющих более высокую эксплуатационную надежность за счет обеспечения оптимальных пусковых значений параметров пара, обеспечивающих снижение количества образующих микротрещин и разрывов на внутренних металлических поверхностях турбин, является актуальной на сегодняшний день.
Технической результат, указанный выше достигается тем, что устройство для пуска энергоблока, содержащее, как минимум, один паровой котел, как минимум, одну главную паровую задвижку, установленную на соответствующем участке внутри выходного паропровода, как минимум, - одного парового котла, байпас, присоединенный своими выводами параллельно выводам, как минимум, одной главной паровой задвижки, как минимум, одну турбину, содержащую цилиндр низкого давления, цилиндр среднего давления, подсоединенный своей внутренней полостью к внутренней полости цилиндра низкого давления и через первый стопорный клапан к выходу промежуточного пароперегревателя, как минимум, одного парового котла, и цилиндр высокого давления, подсоединенный к своей внутренней полостью к выходу второго стопорного клапана, включенного в разрыв входного паропровода, как минимум, одной турбины и к входу промежуточного пароперегревателя, как минимум, одного парового котла и редукционно-охладительную установку, подсоединенную своим первым и вторым входами к соответствующим внутренним полостям выходного паропровода, как минимум, одного парового котла, своим третьим входом к выходу первого датчика давления пара, установленного своим входом во внутренней полости выходного паропровода, как минимум, одного парового котла, своим первым выходом к циркводоводу и своим вторым выходом к первому входу конденсатора, подсоединенного своим вторым входом к внутренней полости цилиндра низкого давления, как минимум, одной турбины, при этом устройство для пуска энергоблока снабженного регулятором давления, установленного своим входом во внутренней полости входного паропровода, как минимум, одной турбины и своим выходом к управляющему входу дроссельно-регулирующего клапана байпаса.
Введение регулятора давления и его подсоединения, как указано выше позволяет, используя редукционно-охладительную установку, осуществлять холодную и горячую промывку выходного паропровода, как минимум одного парового котла. По завершению которых, обеспечить пусковые значения параметров пара, путем формирования регулятором давления соответствующих управляющих сигналов и подачи их на управляющий вход дроссельно-регулирующего клапана байпаса, который при открытом положении своей задвижки обеспечивает на входе второго стопорного клапана первичного (острого) пара требуемое значение давления пара и необходимую температуру и плавное последующее поступление пара при открытом втором стопорном клапане первичного пара в цилиндр высокого давления, из цилиндра высокого давления, через промежуточный пароперегреватель и первый стопорный клапан горячего промперегрева пара в цилиндр среднего давления из него в цилиндр низкого давления, как минимум, одной турбины и из цилиндра низкого давления в конденсатор. При этом поступление пара, с заранее подготовленными пусковыми параметрами пара, поступающего во внутренние полости, как минимум одной турбины, предотвращает образование микротрещин и разрывов внутри металлических поверхностей, как минимум, одной турбины, в чем и проявляется достижение вышеуказанного технического результата.
Предлагаемое устройство для пуска энергоблока поясняет нижеследующим описанием и чертежом, на котором представлена функциональная схема устройства для пуска энергоблока, которая содержит:
- Как минимум один паровой котел - 1 с промежуточным пароперегревателем - 2, подсоединенный через пароводяной тракт - 3 к выходу регулирующего питательного клапана - 4;
- редукционно-охладительную установку - 5, выполненную, например, в виде первого управляемого двухпозиционного клапана - 6, подсоединенного своим первым входом (первый вход редукционно-охладительной установки - 5) к соответствующему участку внутренней полости выходного паропровода - 7 как минимум одного парового котла - 1, редуктора - 8, подсоединенного своим входом к выходу первого управляемого двухпозиционного клапана - 6, охладителя - 9, подсоединенного своим входом к выходу редуктора -8 и своим выходом, являющимся первым выходом редукционно-охладительной установки - 5 к циркводоводу - 10, первого регулятора - 11 положения управляющего (рабочего) органа первого управляемого двухпозиционного клапана - 6, выполненного в виде схемы сравнения - 12 заданного значения давления пара, поступающего с выхода источника - 13 сигналов задания давления на первый вход схемы. сравнения - 12 и измеряемого значения давления пара, поступающего на второй вход схемы - 12 сравнения с выхода первого датчика - 14 давления пара (третий вход редукционно-охладительной установки -5), установленного своим входом во внутренней полости соответствующего участка выходного паропровода - 7 как минимум одного парового котла - 1 и подсоединенной своим выходом к второму входу первого управляемого двухпозиционного клапана - 6, а также выполненную например, в виде второго управляемого клапана - 15, подсоединенного своим первым входом (второй вход редукционно-охладительной установки - 5) к соответствующему участку внутренней полости выходного паропровода - 7 как минимум одного парового котла - 1, редуктора - 16, подсоединенного своим входом к выходу управляемого клапана - 15, охладителя - 17, подсоединенного своим входом к выходу редуктора - 16, при этом выход охладителя - 17 является вторым выходом редукционно-охладительной установки - 5, и второго регулятора - 18 положения управляющего клапана -15,выполненного в виде схемы - 19 сравнения заданного значения давления пара, поступающего с выхода источника - 20 сигналов задания давления пара на первый вход схемы - 19 сравнения и измеряемого значения давления пара, поступающего на третий вход редукционно-охладительной установки - 5 (на второй вход схемы - 19 сравнения, с выхода первого датчика - 14 давления пара, установленного своим входом во внутренней полости соответствующего участка выходного паропровода - 7 как минимум одного парового котла - 1, и подсоединенной своим выходом к второму входу второго управляемого клапана - 15;
- как минимум одну главную паровую задвижку -21, установленную на соответствующем участке внутри входного паропровода - 22, как минимум, одной турбины - 23;
- байпас - 24 с задвижкой - 25 и с дроссельно-регулирующим клапаном
- 26, подсоединенный своими выводами параллельно выводам главной паровой задвижки -21;
- второй стопорный клапан - 27 первичного (острого) пара, включенный в разрыв входного паропровода - 22, как минимум одной турбины - 23;
- регулятор - 28 давления, выполненный например, в виде схемы - 29 сравнения заданного значения сигналов давления, поступающих на первый вход схемы - 29 сравнения с выхода источника - ЗОзаданных значений сигналов давления на входе второго стопорного клапана - 27 первичного пара и измеряемых значений давления пара, поступающих с выхода второго датчика - 31 давления пара, установленного на входе второго стопорного клапана - 27 на второй вход схемы - 29 сравнения и подсоединенной своим выходом (выход схемы - 29 сравнения) к управляющему входу дроссельно-регулирующего клапана - 26 байпаса -24;
- как минимум, одну турбину - 23, подсоединенная входом своего цилиндра высокого давления к выходу второго стопорного клапана -27 первичного пара и выходом своего цилиндра высокого давления к в ходу промежуточного пароперегревателя -2, как минимум одного парового котла -1, внутренней полостью цилиндра среднего давления через первый стопорный клапан -32 горячего пара промперегрева к выходу промежуточного пароперегревателя -2, как минимум одного парового котла -1 и внутренней полости цилиндра низкого давления, присоединенного своим выходом к второму входу конденсатора -32,подсоединенного своим первым входом к второму выходу редукционно-охладительной установки -5. Предлагаемое устройство для пуска энергоблока функционирует следующим образом.
Открывают регулирующий питательный клапан - 4 и через пароводяной тракт - 3 устанавливают растопочный расход воды (не более 30% от номинального) и при закрытых положениях главной паровой задвижки - 21, задвижки - 25 байпаса - 24 и второго управляемого клапана -15 редукционно-охладительной установки - 5 осуществляют холодную промывку выходного паропровода как минимум одного парового котла - 1, путем сравнения заданного значения давления пара, поступающего на первый вход схемы - 12 сравнения первого регулятора - 11 давления с выхода источника - 13 сигналов задания давления пара и фактического давления пара, поступающего на второй вход схемы - 12 сравнения (третий вход редукционно-охладительной установки - 5) с выхода первого датчика -14 давления, установленного своим входом во внутренней полости соответствующего участка выходного паропровода как минимум одного и подачи их разности на второй управляющий вход первого управляющего двухпозиционного клапана - 6, установленного своим первым входом (первый вход редукционно-охладительной установки - 5) во внутренней полости соответствующего участка паропровода - 7, обеспечивающей открытие первого управляемого двухпозиционного клапана - 6, прохождение отходов холодной промывки через редуктор - 8 на вход охладителя - 9 и с его выхода (первый выход редукционно-охладительной установки - 5) в циркводовод - 10.
После завершения холодной промывки, растапливают, как минимум один паровой котел - 1, используя мазут или газ, и обеспечивают температуру за пароперегревателем - 2 достаточную для проведения горячей промывки.
Оставляя открытым канал двухпозиционного управляемого клапана -6, поддерживающего номинальное значение давления горячей воды, осуществляют горячую отмывку выходного паропровода - 7, как минимум, одного прямоточного парового котла -1, путем сравнения заданного значения давления пара, поступающего на первый вход схемы - 19 сравнения второго регулятора давления - 18, с выхода источника - 20 сигналов задания давления пара и фактического давления пара, поступающего на второй вход схемы - 19 сравнения (третий вход редукционно-охладительной установки -5) с выхода первого датчика - 14 давления, установленного своим выходом во внутренней полости соответствующего участка выходного паропровода -7 и подачи их разности на второй управляющий вход второго управляемого клапана - 15, обеспечивающей открытие второго управляемого клапана - 15 и прохождение результатов горячей промывки через третий вход редукционно-охладительной установки - 5, на первый вход второго управляемого клапана - 15, и с его выхода через редуктор - 16 на вход охладителя - 17 и с его выхода (второй выход редукционно-охладительной установки - 5) на второй вход конденсатора - 33.
2
2
После завершения холодной и горячей промывок обеспечивают пусковые значение параметров пара, и при достижении в паропроводе - 7, как минимум, одного парового котла - 1 температуры нагреваемого пара равной ≈400°С, при закрытом положении главной паровой задвижки - 21 и стопорного клапана - 27 первичного пара, давление пара на входе. стопорного клапана - 27 первичного пара увеличивается и становится больше номинального (≈240 кг/см) в то время, как для пуска, как минимум, одной турбины - 23 на входе стопорного клапана - 27 первичного пара, давление должно быть равным ≈30 кг/см (толчковое давление на запуск, как минимум, одной турбины - 23), поэтому для обеспечения толчкового давления на запуск, как минимум, одной турбины - 23, осуществляют сравнение заданного (толчкового давления пара), поступающего на первый вход схемы -29 сравнения с выхода источника - 30 сигналов заданного давления пара регулятора - 28 давления и фактического (измеряемого) давления пара, поступающего на второй вход схемы - 29 сравнения с выхода специально установленного своим входом второго датчика - 31 во внутренней полости входного паропровода - 22, как минимум, одной турбины - 23, получения их разности и подачи ее на управляющий вход дроссельно-регулирующего клапана - 26 байпаса - 24, обеспечивающее, при открытом положении задвижки - 25 и дросселировано-регулирующем клапане - 26, регулировку давления пара, проходящего через байпас - 24 и получение пусковых значений необходимых параметров пара (давления и температуры) для плавного пуска, как минимум, одной турбины - 23 и ее последующей эксплуатации, за счет подачи перегретого пара во внутреннюю полость цилиндра высокого давления и из нее в промежуточный пароперегреватель - 2, как минимум, одного парового котла - 1 и с его выхода через стопорный клапан - 32 горячего промперегрева пара во внутреннюю полость цилиндра среднего давления, а затем в цилиндр низкого давления, как минимум, одной турбины - 23 и из его внутренней полости на второй вход конденсатора - 33.
Таким образом предлагаемое устройство для пуска энергоблока за счет плавной подачи пара, обеспечивающего плавный пуск, как минимум одной турбины, предотвращает появление на внутренних металлических поверхностях, как минимум, одной турбины, микротрещин и разрывов, а следовательно повышает и эксплуатационную надежность, как минимум, одной турбины.