CZ296898A3 - Ovládací uspořádání pro přívod páry a způsob přívodu přetěžovací páry do parní turbíny - Google Patents

Description

Vynález se týká ovládacího uspořádání pro přívod páry parní turbíny s hlavní průtokovou dráhou pro páru, přičemž je upraven regulační ventil, prostřednictvím kterého je nastavitelný průtokový průřez hlavní průtokové dráhy. Vynález se dále týká způsobu přívodu přetěžovací páry do parní turbíny, která má více pracovních stupňů turbíny.

Dosavadní_stay_techniky

Parní turbíny s dílčím tokem jsou částečně vytvořeny tak, že mohou přechodně poskytovat výkon, který je větší než jejich vypočtený stanovený výkon. Tento zvýšený výkon se používá u parních turbín, které jsou provozovány s dílčím tokem, jak je to popsáno v knize Dampfturbinen, Einfííhrung in Bau und Betrieb autor Hans-Walter Roemer, nakladatelství ff. Girardet, Essen, 1972, v úseku 1, 7.3 a 7.4. Dílčího vtoku se u parní turbíny dosahuje prostřednictvím více paralelně zapojených, po sobě otevíraných ventilů, takže první řada turbínových rozváděčích lopatek, to je regulační stupen je ovlivňován objemově úměrně ovladatelným proudem čerstvé páry. Ventily jsou spojeny se společným nosníkem. Prostřednictvím tohoto zdvihu se dosahuje postupného otevírání ventilů. Pro dosažení krátkodobého vyššího výkonu je upraven přídavný přetěžovací ventil, který je také spojen s ventilovým nosníkem. Prostřednictvím něj je část čerstvé páry při obejití regulačního stupně bezprostředně zaváděna do po proudu upravených následných zcela naplňovaných pracovních stupňů turbíny. Zesílený průchod páry je zpracováván v méně pracovních stupních turbíny, čímž dojde, i když většinou k nepatrnému, poklesu účinnosti, přičemž se však také dosáhne, a to na podkladě narůstající délky následných pracovních stupňů turbíny, ke zvýšení výkonu.

ata_vvnálezu

Vynález si klade za úkol vytvořit ovládací uspořádání, prostřednictvím kterého by bylo možné připravit dílčí proud páry, zejména pro zavádění přetěžovací páry do parní turbíny. Další úkol vynálezu spočívá ve vytvoření způsobu pro přívod přetěžovací páry do parní turbíny.

Podle vynálezu se řeší úkol zaměřený na ovládací uspořádání prostřednictvím ovládacího uspořádání pro přívod páry parní turbíny tím, že je upravena vedlejší průtoková dráha pro páru, která je při uzavřeném regulačním ventilu uzavřena, která je prostřednictvím regulačního ventilu proudově technicky spojitelná s hlavní průtokovou dráhou a prostřednictvím páry z hlavní průtokové dráhy je odbočitelná. Hlavní. průtoková dráha pro páru má takový průtokový průřez, který je nastavitelný prostřednictvím nejméně jednoho regulačního ventilu, přes který je pro páru určená vedlejší průtoková dráha proudově spojitelná s hlavni průtokovou dráhou.

Tím se dosáhne toho, že je pára z hlavní průtokové dráhy odbočitelná do vedlejší průtokové dráhy. To má tu výhodu, že prostřednictvím ovládacího uspořádání může pára bez přídavných přetěžovacích ventilů odbočovat z proudu Čerstvé páry parní turbíny. Regulační ventil tak splňuje dvojí funkci.

to je regulaci množství páry parní turbíny a zavádění při přetěžování pro zvýšení výkonu turbíny.

S výhodou je vedlejší průtoková dráha zcela otevřena, pokud regulační ventil také úplně uvolní průtokový průřez. Při zcela otevřené hlavní průtokové dráze je tak také s výhodou vedlejší průtoková dráha plně ovlivňována čerstvou parou, takže v tomto případě je dosažitelné trvalé přetížení, to je zvýšení výkonu. To je výhodná zejména u parní turbíny regulované škrcením. Tak se může uskutečnit přívod přetížení. páry do jednoho bubnu parní turbíny, ve kterém je uložen hřídel turbíny s lopatkami.

Pro dosažení přetížení u parní turbíny regulované škrce ním bez zavádění přetížení je možné provést buď zvýšení tlaku čerstvé páry, nebo pokud to není možné, uskutečnit přiškrcení při normálním zatížení. Přetížení o 5 % přitom podminuje přiškrcení také o hodnotě zhruba 5 %, To odpovídá zhoršení specifické spotřeby tepla parní turbíny o zhruba 0,5 % ve srovnání s provozem bez přiškrcení.

Prostřednictvím ovládacího uspořádání, které při úplném otevření hlavní průtokové dráhy, to znamená při úplném působení na turbínové lopatky, se umožní přívod přetěžovací páry do bubnu, čímž se v případě přetížení také nepatrně zhorši spotřeba tepla proti provedení bez působení přetížení, a to zhruba o 0,1 %, ale při normálním zatížení se téměř odstraní zhoršení o 5 % přiškrcené turbíny.

Vedlejší průtoková dráha je při dílčím působení, to zna mená při zcela nebo nejméně částečně uzavřeném, to je přiškrceném průtokovém průřezu, úplně uzavřena. Tím se zajistí, • ·

- 4 »0 že se uskuteční odbočení páry přes vedlejší průtokovou dráhu za účelem zavedení přetížení jen v průběhu přetěžovacího provozu parní turbíny.

U uspořádání podle vynálezu má regulační ventil ventilový píst a ventilovou skříň. Ventilová skříň má od hlavní průtokové dráhy odbočující a k ventilovému pístu vedené vstupní potrubí a od ventilového pístu do vedlejší průtoková dráhy vedené výstupní potrubí. Ventilový píst má sám o so bě vedlejší kanál, prostřednictvím kterého je vstupní potrubí proudově technicky spojitelné s výstupním potrubím. V regulačním ventilu je tak již integrována možnost přetížení, takže není nutná instalace přídavného přetěžovacího ventilu. Tak se zabrání přídavným konstrukčním nákladům se zvlášt nimi přídavnými potrubími a zvýšeným nárokům na prostor. Při zcela otevřeném regulačním ventilu se vytvoří proudově technické spojení přes vstupní potrubí, vedlejší kanál a výstupní potrubí mezi hlavní průtokovou dráhou a mezi vedlejší průtokovou dráhou.

Ve ventilovém pístu, který je s výhodou upraven podél hlavní osy, je vytvořen vedlejší kanál jako prstencový kanál v podstatě rotačně souměrný vzhledem k hlavní ose. Je samozřejmě možné také jiné vytvoření vedlejšího kanálu, například ve tvaru centrálního vývrtu nebo jako pístem uzavíratelné drážky ve skříni pístu.

Regulační ventil je s výhodou vytvořen jako difuzorový ventil, zejména jednosedlový difuzorový ventil. Přitom může být v přívodu čerstvé páry parní turbíny kombinován s rychlouzavíracím ventilem. Ventilový píst a na něj navazující ventilová vřetena mohou být vyrobena z jednoho kusu.

- 5 • · « * · · 0 0 0 · 0 ·0· 0 0000

Kluzné plochy na ventilovém vřetenu a na ventilovém pístu mohou být například opancéřovány způsobem plasma-arc prostřednictvím stelitu. Ventilový píst může být regulován prostřednictvím jednotlivého hydraulického pohonu.

Ovládací uspořádání může být s výhodou uspořádáno na škrcením regulované parní turbíně, která má více pracovních stupňů turbíny. Pracovní stupně turbíny obsahují vždy jednu řadu oběžných lopatek a jednu řadu rozváděčích lopatek, přičemž hlavní průtoková dráha vyústuje ve směru proudění do prvního pracovního stupně turbíny, tak zvaného nastavovacího stupně, a vedlejší průtoková dráha vyústuje do pracovního stupně turbíny, uspořádaného ve směru proudění za prvním pracovním stupněm turbíny. Tak se přivádí čerstvá pára, která má v podstatě stejný stav páry jako do nastavovacího stup ně proudící čerstvá pára, přivádí prostřednictvím vedlejší průtokové dráhy bezprostředně do dalšího po proudu upraveného pracovního stupně turbíny. V tomto pracovním stupni turbíny se tak zvýší stav páry, zejména tlak a teplota,

Čímž dojde k vyššímu působení na oběžné lopatky a tak i k tím danému vyššímu výkonu turbíny.

S výhodou je ovládací uspořádání nejméně částečně zalito na skříni turbíny parní turbíny. K tomu účelu se mimo jiné nabízí regulační ventil, který může být nalit bezprostředně na skříni turbíny, jakož i vedlejší průtoková dráha, která může být například provedena jako přetěžovací potrubí zalité na nebo ve skříni turbíny. Prostřednictvím nejméně částečného navázání ovládacího uspořádání do skříně turbíny se vytvoří zvláště jednoduché konstrukční uspořádání ústroji pro zavádění přetížení s nepatrnými konstrukčními náklady a zvětšenou mechanickou spolehlivostí. Samozřejmě * · • · « · • · • *· * ·

- 6 » ♦ · > · · · *·« · • · <

• « · · je také možné regulační ventil se skříní turbíny sešroubovat a přetěžovací potrubí do skříně turbíny vyvrtat, na ni navařit nebo našroubovat.

Úkol zaměřený na způsob přívodu přetěžovací páry do parní turbíny je podle vynálezu řešen tak, že při úplném otevření regulačního ventilu, při kterém se skrz něi škrcené přivádí čerstvá pára skrz hlavní průtokovou dráhu do ve směru prouděrí prvního pracovního stupně turbíny, tak zvaného nastavovacího stupně, se otevře vedlejší průtoková dráha, prostřednictvím které odbočuje z regulačního ventilu dílčí proud páry a přivádí se do pracovního stupně turbíny, upraveného po proudu za prvním pracovním stupněm turbíny. Regulační ventil tak má dvojí funkci, protože jednak slouží pro regulaci množství čerstvé páry ovlivňující nastavovací stupen a jednak přídavně umožňuje ovlivňování pracovního stupně turbíny, který je upraven dále po proudu. Toto další ovliv* * npvání se s výhodou uskutečnuje při úplném otevření regulačního ventilu a tak také úplném ovlivňpvání parní turbíny. Prostřednictvím tohoto dalšího ovlivňování se provede zavedení přetěžovací páry do příslušného pracovního stupně turbíny, čímž se zvýší stav páry v tomto pracovním stupni turbíny. To vede ke zvýšení výkonu parní turbíny v provozu s plným zatížením, čímž se do značné míry kompenzuje deficit potřeby tepla, který V2niká zvýšenou hltností.

Ve spojení s výkresovou částí jsou blíže popsány příklady provedení ovládacího uspořádání pro přívod páry parní turbíny a způsob přívodu přetěžovací páry do parní turbíny.

• · • .

• · . · · · · · ···· ζ · * . I ··· · ··· · • · · · · · · .:. : ........

- 7 Na obr. 1 je schematicky znázorněn příčný rez parní turbínou s částečně zalitým ovládacím uspořádáním.

Na obr. 2 je ve větším měřítku znázorněn výřez podle obr. 1.

Na obr. 3 je znázorněn podélný řez podél, osy turbíny nasměrované parní turbíny.

Fříklady_provedení_vynálezu

Na obr. 1, obr. 2 a obr. 3 znázorněná vyobrazení jsou pro přehlednost částečně schematická a nejsou provedena v souladu s odpovídajícími rozměry. Na obrázcích použité vzta hové znaky mají vždy stejný význam.

Na obr. 1 je znázorněn příčný řez parní turbínou 11 s ovládacím uspořádáním £ pro přívod přetížení páry do pracovního stupně 18 turbíny, který je uspořádán ve směru po proudu za prvním pracovním stupněm 18a turbíny, to je nastavovacím stupněm, viz obr. 3. Ovládací uspořádání £ má dva se skříní 9 turbíny spojené, zejména zalité nebo sešrou bované, navzájem protilehle upravené difuzorové regulační ventily 4. Každý regulační ventil 4 má podél hlavní osy 15 nasměrovaný ventilový píst 4a a tento ventilový píst 4a nej méně částečně obklopující ventilovou skříň 4b. Ventilový píst 4a je ve ventilové skříni 4b posuvný podél hlavní osy

15. Skrz každý regulační ventil £ prochází hlavní průtoková dráha 2 pro páru pro pohon hřídele 8 turbíny, který je uspo řádán ve skříni 9 turbíny a je upraven podél osy 20 turbíny, viz. obr. 3. V regulačním ventilu 4 má hlavní průtoková dráha 2 průtokový průřez 12, který je nastavitelný ven-

- S -

··

Φ· • φ · · • φ 1 φφ ·· tilovým pístem 4a. Ventilový píst 4a má podle obr. 2 v podstatě k hlavní ose 15 rotačně souměrný prstencový vedle jší kanál 7. Ventilová skříň 4b má vstupní potrubí 13 , které vede od hlavní průtokové dráhy 2 k ventilovému pístu 4 a. Na vzhledem k výstupnímu potrubí 13 protilehlé straně má ven* * tilová skříň 4b výstupní potrubí 14, které vyústuje do vedlejší průtokové dráhy 3. Vedlejší průtoková dráha obsahuje přetěžovací potrubí 6, upravené ve skříni 9 turbíny. Toto přetěžovací potrubí 6 je ve skříni 9 turbíny zalito, vyvrtáno nebo provedeno jako potrubí a vyústuje, jak je to patrno z obr. 3, do pracovního stupně 18 turbíny, usppřádaného po proudu od prvního pracovního stupně 18a turbíny, to je nastavovacího stupně. Každý pracovní stupeň 18, 18a turbíny má radu 17 rozváděčích lopatek a v sousedství po proudu upravenou řadu 16 oběžných lopatek.

Prostřednictvím neznázorněného přestavného pohonu je ventilový píst 4a přeraistován v souladu s požadovaným výkonem parní turbíny 11 podél hlavní osy 15. čímž průtokový průřez 12 umožňuje odpovídající průtok čerstvé páry 19 do parní turbíny 11. Při úplném otevření průtokového průřezu 12 je ventilový píst 4a v poloze nebo může být do takové polohy přemístěn podél hlavní osy 15, ve které je vstupní potrubí 13 prostřednictvím jako prstencový kanál vytvořeného vedlejšího kanálu T_ proudově technicky spojeno s výstupním potrubím 14 . Tím může být dílčí proud páry 19 veden z hlavní průtokové dráhy 2 do vedlejší průtokové dráhy 3 a dosahuje se tak přetěžovacího zavádění. Z regulačního ventilu 4 se tak vede proud čerstvé páry 19 přes přetěžovací potrubí 6 do dále po proudu ležícího pracovního stupně 18 turbíny, jak je to znázorněno na obr. 3. Tato čerstvá pára 19 vede ke zvýšenému ovlivňování tohoto pracovního stup»·· · • · ·· ·

• ·* • β • « · · · • · » • · ·· ně 18 turbíny, jakož i dalších, po proudu ležících pracovních stupňů turbíny a tak také ke zvýšení výkonu parní turbíny 11. Pokud je průtokový průřez 12 úplně nebo nejméně částečně ventilovým pístem 4a uzavřen, je přerušeno proudově technické spojení mezi hlavní průtokovou dráhou 2 a me zi vedlejší průtokovou dráhou 3.

Vynález se vyznačuje ovládacím uspořádáním JL» u kterého v regulačním ventilu 4, kterým je regulováno do parní turbíny 11 proudící množství čerstvé páry 19, přídavně odbočuje dílčí proud páry z proudu čerstvé páry 19 a je přiváděn k přetěžovacímu vstupu pracovního stupně 18 turbíny, který je přiřazen po proudu. Prostřednictvím nízkých konstrukčních nákladů a zvláště kompaktního provedení se při plném ovlivňování parní turbíny 11 současně dosahuje přetěžovacího provozu. Část ovládacího uspořádání 1_, jako regulační ventil 4 a přepouštěcí potrubí mohou být zality do skříně 9 turbíny. Prostřednictvím přetěžovacího zavádění lze kompenzovat deficit spotřeby tepla, který by vznikal při škrcení.

Claims (12)

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Ovládací uspořádání (l) pro přívod páry parní turbíny (ll) s regulačním ventilem (4) a s hlavní průtokovou dráhou (2) pro páru, která má průtokový průřez (12) nastavitelný regulačním ventilem (4), vyznačující se tím, že je upravena vedlejší průtoková dráha (3) pro páru, která je při uzavřeném regulačním ventilu (4) uzavřena, která je prostřednictvím regulačního ventilu (4) proudově technicky spojitelná s hlavní průtokovou dráhou (2) a prostřednictvím páry z hlavní průtokové dráhy (2) je odbočitelná.

2. Ovládací uspořádání (1) podle nároku 1, vyznačující se tím, že vedlejší průtoková dráha (3) je zcela otevřena, pokud regulační ventil (4) úplně uvolní průtokový průřez (12).

3. Ovládací uspořádání (1) podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že vedlejší průtoková dráha (3) je úplně uzavřena, pokud regulační ventil (4) částečně uzavře průtokový průřez (12).

4 «44 4 4 » 4 4 ί· 4» jitelné s výstupním potrubím (14).

4 4 4»

4« · «4

V 4 4 4

4 ·4 4

4·

4 ·

4 4 ·

4 · 4

4 · ·

4 · • 4 4 ·

4 · • ·

4 4···

44 *

4. Ovládací uspořádání (1) podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že regulační ventil (4) má ventilový píst (4a) a ventilovou skříň (4b), přičemž ventilová skříň (4b) má od hlavní průtokové dráhy (2) odbočující a k ventilovému pístu (4a) vedené vstupní potrubí (13) a od ventilového pístu (4a) do vedlejší průtokové dráhy (3) vedené výstupní potrubí (14), a ventilový píst (4a) má vedlejší kanál (7), prostřednictvím kterého je vstupní potrubí (13) proudově technicky spo* 4

5. Ovládací uspořádání (l) podle nároku 4, vyznačující se tím, že ventilový píst (4a) je upraven podél hlavní osy (15) a vedlejší kanál (7) je prstencový kanál v podstatě rotačně souměrný vzhledem k hlavní ose (15) .

6. Ovládací uspořádání (]) podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že regulační ventil (5) je difuzorový ventil.

7. Ovládací uspořádání (1) na zejména škrcením regulované parní turhíně (11), která má více pracovních stupňů (18, 18a) turbíny obsahujících vždy jednu řadu (10) oběžných lopatek a jednu řadu (17) rozváděčích lopatek, vyznačující se tím, že hlavní průtoková dráha (2) vyústuje ve směru proudění do prvního pracovního stupně (18a) turbíny a vedlejší průtoková dráha (3) vyústuje do pracovního stupně (18) turbíny, uspořádaného ve směru proudění za prvním pracovním stupněm (18a) turbíny.

8. Ovládací uspořádání (1) podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že je nejméně Částečně zalito, přivařeno nebo přišroubováno na skříni (9) parní turbíny (ll).

9 · · · »· · ♦ ·*

9 ·· « 9« · · ·

9. Ovládací uspořádání (1) podle nároku 7 nebo 8, vyznačující se tím, že vedlejší průtoková dráha (3) má na skříni (9) turbíny zalité, vyvrtané, přišroubované nebo přivařené přetěžovací. potrubí (0).

10. Způsob přívodu přetěžovací páry do parní turbíny (11), kte-

- 11 44 •

- 12 rá má více pracovních stupňů (18, 18a) turbíny obsahujících vždy jednu řadu (16) oběžných lopatek a jednu radu (17) rozváděčích lopatek, vyznačující se tím, že při úplném otevření regulačního ventilu (5), prostřednictvím kterého se škrcené přivádí čerstvá pára (19) skrz hlavní průtokovou dráhu (2) do ve směru proudění prvního pracovního stupně (18a) turbíny, se otevře vedlejší průtoková dráha (3), prostřednictvím které odbočuje z regulačního ventilu (5) dílčí proud páry a přivádí se do pracovního stupně (18) turbíny, upraveného po proudu za prvním pracovním stupněm (18a) turbíny.