PL175264B1 - Urządzenie zasilania dławnic parowej turbiny kondensacyjnej z przegrzewaczem międzystopniowym - Google Patents

Abstract

1. Urządzenie zasilania dławnic parowej turbiny kondensacyjnej z przegrzewaczem międzystopniowym złożonej z odrębnych kadłubów wysokoprężnego, średnioprężnego i niskoprężnych, które to dławnice są poprzecznie podzielone zewnętrznymi komorami na odcinki, a pierwsze komoiy każdej dławnicy licząc od stronywlotu powietrza do dławnic są połączone z przestrzenią, w której panuje podciśnienie, drugie komory dławnic połączone są z przestrzeniami, w których panuje nadciśnienie, trzecie komory dławnic kadłuba wysokoprężnego i średnioprężnego połączone są z przestrzenią, w której panuje podciśnienie, czwarta komora dławnicy tylnej kadłuba wysokoprężnego połączonajest z drugim upustem kadłuba średnioprężnego licząc od wlotu pary do tego kadłuba, w którym panuje podciśnienie lub nadciśnienie w zależności od mocy turbiny, czwarte komory przednich dławnic kadłuba wysokoprężnego i średnioprężnego połączone są z przestrzenią z nadciśnieniem, piąta dodatkowa komora przedniej dławnicy kadłuba wysokoprężnego połączona jest z wylotem tego kadłuba, w którym panuje podciśnienie lub nadciśnienie w zależności od mocy turbiny, przy czym w przednich dławnicach kadłuba wysokoprężnego iśrednioprężnego każda czwarta komorajest połączona mostkującym przewodem z drugą komorą, w mostkującym przewodziema schładzacz i do mostkującego przewodu ma przyłączony mieszalnik paryw miejscu między schładzaczem i czwartą komorą, który to mieszalnikjest połączony z kolektorem pary o wysokiej temperaturze i z kolektorem pary o niższej temperaturze, ponadto przednia dławnica kadłuba wysokoprężnego ma czwartą komorę połączoną z mieszalnikiem pary, przy czym w przewodach parowych połączonych z tą komorą ma nastawne zawory, znamienne tym, że czwarte komory (4, 13) przednich dławnic (DWP, DSP) kadłuba wysokoprężnego (WP) i średnioprężnego (SP) są połączone z wejściem wspólnego schładzacza (S11, a z wyjściem wspólnego schładzacza (S1) są połączone drugie komory (2, 11) tych samych dławnic (DWP, DSP)

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie zasilania dławnic parowej turbiny kondensacyjnej z przegrzewem międzystopniowym, przeznaczone do turbin, których dławnice są poprzecznie podzielone komorami zewnętrznymi na odcinki, a komory te są połączone przewodami parowymi z przestrzeniami, w których panuje podciśnienie lub nadciśnienie.

175 264

Wał wirnika turbiny, w miejscu gdzie przechodzi z wnętrza kadłuba turbiny na zewnątrz, jest uszczelniony za pomocą dławnicy. Elementem uszczelniającym jest uszczelnienie labiryntowe utworzone z pierścieni osadzonych w kadłubie turbiny w równomiernych odległościach od siebie i oddzielonych od wału turbiny niewielką szczeliną. Są to rozwiązania znane na przykład z publikacji Edmunda Tuliszki, Turbiny cieplne, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa, 1973 r., s. 574 - 577.

Zadaniem dławnicy jest oddzielenie wnętrza kadłuba turbiny od otoczenia, aby para nie wypływała z wnętrza kadłuba turbiny do otoczenia oraz aby powietrze z otoczenia nie przenikało do wnętrza kadłuba turbiny. Dławnice spełniają te zadania dzięki ich budowie, ale także dzięki sposobowi kierowania przepływami pary i powietrza wzdłuż dławnicy.

Znany z publikacji Stefana Perycza Turbiny parowe i gazowe, Zakład Narodowy im. Ossolińskich, Wrocław 1992 r., s. 322 - 323 oraz Tadeusza Nikiela Turbiny parowe, wydanie trzecie, WNT, Warszawa, 1980 r., s. 128 - 130, sposób i urządzenie kierowania przepływami pary w dławnicy polega, najogólniej, na podzieleniu dławnicy wzdłużnie na odcinki. Końce wspomnianych odcinków łączy się z przestrzeniami o ciśnieniu bądź mniejszym, bądź większym od ciśnienia panującego w dławnicy na końcu odcinka. W ten sposób wywołuje się przepływ gazów, pary wodnej i powietrza, wzdłuż poszczególnych odcinków dławnicy w pożądanym kierunku.

Znany jest szczególny sposób zasilania dławnic, czyli sposób kierowania przepływami gazów w dławnicy, który ma zastosowanie w dławnicach wysokotemperaturowych. W tym sposobie dławnica zostaje podzielona na cztery odcinki, z których pierwszy jednym końcem przylega do wnętrza kadłuba turbiny, a ostatni łączy się z otoczeniem, czyli atmosferą. Miejsce podziału między pierwszym i drugim odcinkiem dławnicy łączy się z przestrzenią o ciśnieniu niższym niż ciśnienie panujące w miejscu podziału odcinków. Miejsce podziału między pierwszym i drugim odcinkiem dławnicy łączy się z przestrzenią o ciśnieniu niższym niż ciśnienie panujące w miejscu podziału odcinków. Miejsce podziału między drugim i trzecim odcinkiem dławnicy łączy się z przestrzenią o ciśnieniu wyższym od ciśnienia w miejscu podziału dławnicy. Wreszcie miejsce podziału między trzecim i czwartym odcinkiem dławnicy łączy się z przestrzenią o ciśnieniu niższym od atmosferycznego.

Przy dostatecznej mocy turbiny za pomocą przedstawionego podziału dławnicy i połączeń końców odcinków dławnicy, realizuje się następujący przepływ gazów. Para przeciekowa z wnętrza kadłuba turbiny, której temperatura sięga około 500°C przepływa przez pierwszy odcinek dławnicy i na końcu tego odcinka jej strumieni dzielimy na część płynącą do przestrzeni o niższym ciśnieniu, spożytkowując ją energetycznie oraz na część przepływającą wzdłuż drugiego odcinka dławnicy do miejsca podziału między drugim i trzecim odcinkiem. Do tego miejsca podziału, połączonego z przestrzenią o nieco wyższym ciśnieniu, doprowadza się zewnętrzną parę blokującą o temperaturze około 160°C ze wspomnianej przestrzeni. Te dwa strumienie pary dopływające do miejsca podziału drugiego i trzeciego odcinka dławnicy, łączą się i przepływają przez trzeci odcinek dławnicy i zostają odsysane przez przestrzeń o podciśnieniu, z którą to przestrzenią jest połączone miejsce podziału. Jednocześnie do tego miejsca dopływa z otoczenia powietrze, które przepływa wzdłuż czwartego odcinka dławnicy i również zostaje zassane do przestrzeni z podciśnieniem.

Znany sposób kierowania przepływem gazu z dławnicy ma tę zaletę, że część pary uchodzącej z kadłuba turbiny po przebyciu jej pierwszego odcinka dławnicy odprowadza się z dławnicy, przy takim jej ciśnieniu i temperaturze, iż nadaje się do wykorzystania, na przykład do zamykania dławnic niskotemperaturowych bądź na łopatkach wirnika o niższym ciśnieniu.

Inną zaletą jest blokowanie wypływu pary do otoczenia przez strumień powietrza płynący w czwartym odcinku dławnicy, w kierunku przeciwnym do ogólnego kierunku przepływu pary w dławnicy. Wreszcie trzecią zaletą tego sposobu jest zapobieganie przedostania się powietrza z otoczenia do wnętrza kadłuba turbiny lub przestrzeni o obniżonym ciśnieniu przyłączonej do miejsca podziału między pierwszym i drugim odcinkiem dławnicy. Wynika to z doprowadzenia zewnętrznej pary blokującej do miejsca podziału drugiego i

175 264 trzeciego odcinka dławnicy. Para ta ma temperaturę około 160°C, co powoduje, że do tego miejsca wał turbiny jest chłodzony, co zapobiega wystąpieniu wysokiej temperatury wałU za czwartym, ostatnim odcinkiem dławnicy, to jest w miejscu, gdzie jest on ułożyskowany, a jego temperatura nie powinna przekroczyć dopuszczalnej temperatury wynikającej z właściwości środka smarującego, oleju.

Urządzenie zasilania dławnic parowej turbiny kondensacyjnej z przegrzewaczem międzystopniowym złożonej z odrębnych kadłubów wysokoprężnego, średnioprężnego i niskoprężnych, które to dławnice są poprzecznie podzielone zewnętrznymi komorami na odcinki, a pierwsze komory każdej dławnicy licząc od strony wlotu powietrza do dławnic są połączone z przestrzenią, w której panuje podciśnienie, drugie komory dławnic połączone są z przestrzeniami, w których panuje nadciśnienie, trzecie komory dławnic kadłuba wysokoprężnego i średnioprężnego połączone są z przestrzenią, w której panuje podciśnienie, czwarta komora dławnicy tylnej kadłuba wysokoprężnego połączona jest z drugim upustem kadłuba średnioprężnego, licząc od wlotu pary do tego kadłuba, w którym panuje podciśnienie lub nadciśnienie w zależności od mocy turbiny, czwarte komory przednich dławnic kadłuba wysokoprężnego i średnioprężnego połączone są z przestrzenią z nadciśnieniem, piąta dodatkowa komora przedniej dławnicy kadłuba wysokoprężnego połączona jest z wylotem tego kadłuba, w którym panuje podciśnienie lub nadciśnienie w zależności od mocy turbiny, przy czym w przednich dławnicach kadłuba wysokoprężnego i średnioprężnego każda czwarta komora jest połączona mostkującym przewodem z drugą komorą, w mostkującym przewodzie ma schładzacz i do mostkującego przewodu ma przyłączony mieszalnik pary w miejscu między schładzaczem i czwartą komorą, który to mieszalnik jest połączony z kolektorem pary o wysokiej temperaturze i z kolektorem pary o niższej temperaturze, ponadto przednia dławnica kadłuba wysokoprężnego ma czwartą komorę połączoną z mieszalnikiem pary, przy czym w przewodach parowych połączonych z tą komorą ma nastawne zawory, charakteryzuje się tym, że czwarte komory przednich dławnic kadłuba wysokoprężnego i średnioprężnego są połączone z wejściem wspólnego schładzacza, a z wyjściem wspólnego schładzacza są połączone drugie komory tych samych dławnic, przy czym w przewodzie łączącym czwartą komorę przedniej dławnicy kadłuba wysokoprężnego jest zawór zwrotny umieszczony między czwartą komorą a miejscem połączenia tego przewodu z przewodem łączącym się z czwartą komorą przedniej dławnicy kadłuba średnioprężnego. Przy tym do wyjścia wspólnego schładzacza ma przyłączone drugie komory odpowiednio przednich i tylnych dławnic kadłuba wysokoprężnego, średnioprężnego i kadłubów niskoprężnych turbiny. Korzystnie drugą komorę tylnej dławnicy kadłuba średnioprężnego oraz drugie komory dławnic kadłubów niskoprężnych turbiny ma połączone ze wspólnym schładzaczem poprzez dodatkowy schładzacz.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania przedstawiono na rysunku, który schematycznie ukazuje wynalazek.

Turbina kondensacyjna z przegrzewem międzystopniowym ma kadłub wysokoprężny WP, kadłub średnioprężny SP i kadłub niskoprężny NP · z dwoma wylotami pary do skraplaczy. Części wału wirników turbiny wychodzące poza zasadnicze kadłuby są otoczone dławnicami, służącymi do uszczelnienia wnętrza kadłubów. Kadłub wysokoprężny WP ma przednią dławnicę DWP i tylną dławnicę DWT, kadłub średnioprężny SP ma przednią dławnicę DSP i tylną dławnicę DST, a dwustrumieniowy kadłub niskoprężny NP, w części wylotowej od strony kadłuba średnioprężnego ma dławnicę przednią DNP i w drugiej części wylotowej dławnicę tylną DNT.

Dławnica przednia DWP kadłuba WP jest podzielona na sześć odcinków pięcioma zewnętrznymi komorami 1, 2, 3, 4, 5 numerowanymi we wszystkich dławnicach od strony wlotu powietrza do danej dławnicy. Dławnica tylna DWT kadłuba WP jest podzielona na pięć odcinków czterema komorami zewnętrznymi 6,7,8,9. Przednia dławnica DSP kadłuba SP jest podzielona na pięć odcinków czterema komorami zewnętrznymi 10,11,12, 13.

Dławnica tylna DST kadłuba SP jest podzielona na cztery odcinki trzema komorami 14,15,16. Przednia dławnica DNP i tylna dławnica DNT kadłuba NP są podzielone na trzy odcinki odpowiednio komorami 17,18,19 i 20. Każda z pierwszych komór dławnic, licząc

175 264 od strony wlotu powietrza do dławnicy, jest połączona ze wspólną chłodnicą podciśnieniową CH1. Każda z trzech komór 3, 8, 12, 16 dławnic kadłuba wysokoprężnego DWP, DWT i średnioprężnego DSP, DSTjest połączona z drugą wspólną chłodnicą podciśnieniową CH2. Czwarta komora 4 dławnicy DWP jest połączona przez zawór Z4 z wejściem wspólnego schładzacza S1 wysokotemperaturowej pary uszczelniające za pomocą przewodu PI. Czwarta komora 13 dławnicy DSP jest również połączona przez zawór Z4 z wejściem wspólnego schładzacza S1 przewodem P2, przyłączonym do przewodu P1.

W przewodzie P1 jest zawór zwrotny Z1 umieszczony między komorą 4 i miejscem połączenia przewodów P1 i P2. Wyjście wspólnego schładzacza S1 jest połączone przewodem P3 z kolektorem K1 wysokotemperaturowej pary uszczelniającej, a dalej przewodem P4 z drugą komorą 2 dławnicy DWP i przewodem P5 z drugą komorą 11 dławnicy DSP oraz przez zawór Z18 z chłodnicą podciśnieniową CH2. Przewody P1 i p3 są zwarte przewodem P19 wyposażonym w zawór Z3, czyli przewód P19 łączy poprzez zawór Z4 wejście schładzacza S1 z jego wyjściem. Z wejściem schładzacza S1 jest połączony przewodem P8 przez zawór Z5 regulujący ciśnienie pary w drugich komorach wszystkich dławnic turbiny, mieszalnik M pary zaporowej, do którego jest przyłączony przewodem P9 przez zawór Z7 i zawór Z6 regulujący ciśnienie pary w przewodzie P8 przed zaworem Z5, kolektor zewnętrznej pary o temperaturze w zakresie 160°C.

Ponadto do mieszalnika M jest przyłączony przewodem P10 przez zawór zwrotny Z9 i zawór Z8 regulujący temperaturę pary w przewodzie P8, kolektor zewnętrzny pary o temperaturze w zakresie 510°C oraz przez przewód P11 zawór zwrotny Z10 i zawory Z11 i Z8 lub zawory Z12 i Z6 kolektor zewnętrznej pary o temperaturze w zakresie 310°C, przy czym w przewodzie P11 jest ciśnienie wyższe niż w przewodzie P9 i P10. Mieszalnik M jest także połączony przewodem P7 z czwartą komorą 4 dławnicy DWP poprzez zawór zwrotny Z2. Druga komora 7 dławnicy DWT jest połączona przewodem P6 z kolektorem K1 i dalej przez przewód P3 z wyjściem wspólnego schładzacza S1. Z wyjściem wspólnego schładzacza S1 jest połączone także wejście dodatkowego schładzacza S2 niskotemperaturowej pary uszczelniającej, a wyjście schładzacza S2 jest połączone przewodem P20 z kolektorem K2 niskotemperaturowej pary uszczelniającej.

Kolektor K2 ma trzy wyjścia, z których jedno jest połączone przewodem P15 z drugą komorą 15 tylnej dławnicy DST kadłuba średnioprężnego SP, drugie przewodem P16 z drugą komorą 18 dławnicy przedniej DNP, a trzecie przewodem P17 z drugą komorą 20 dławnicy tylnej DNT kadłuba niskoprężnego NP turbiny. Na wejściach przewodów pary uszczelniającej do drugich komór 2, 7,15,18, 20 wszystkich dławnic i na wejściach przewodów pary zaporowej do czwartych komór 4 i 13 dławnic DWP i DSP zabudowane są zawory Z13, a na wejściach przewodów do drugich komór 2,7,11 i czwartych komór 4,9 i 13 dławnic DWP, DWT i DSP ' umieszczone są odwodnienia pierścieniowe 0, przy czym przewody parowe na wejściu do drugich komór 2,11 i czwartych komór 4,13 dławnic DWP i DSP mają elektryczne podgrzewacze E. W dławnicach kadłuba WP piąta dodatkowa komora 5 przedniej dławnicy DWP jest połączona przez zawór Z14 i przewód P12 z przewodem P13 pary wylotowej z tego kadłuba przed klapą zwrotną ZW w tym przewodzie, a czwarta komora 9 tylnej dławnicy DWT jest połączona przewodem P14 przez zawór Z15 z drugim upustem US2 kadłuba średnioprężnego SP, licząc od wlotu pary do tego kadłuba.

Działanie układu w typowych sytuacjach ruchowych będzie opisane ze szczególnym uwzględnieniem dławnic DWP i DSP. Podczas ruchu bloku w zakresie regulacyjnym od minimum technicznego do mocy maksymalnej przy czynnych kolektorach zewnętrznej pary o temperaturze 310°C i 510°C zamknięte są zawory Z1, Z3 i Z11, a pozostałe zawory są otwarte. Ciśnienie pary przeciekowej dopływającej z kadłuba wysokoprężnego WP do dławnicy DWP jest wówczas znacznie wyższe niż w komorze 5 i 4 tej dławnicy. Para dopływająca do komory 5 zostaje rozdzielona na dwa strumienie, w których jeden dopływa przewodem P12 do przewodu wylotowego P13 tego kadłuba przed klapą zwrotną ZW, a drugi dopływa do komory 4. W komorze 4 ciśnienie pary jest wyższe o opory przepływu od stałego ciśnienia za mieszalnikiem M w przewodzie P8 przed zaworem Z5, utrzymywanego na przykład na poziomie 4,5 'MPa przez zawór regulacyjny Z6 oraz znacznie wyższe od

175 264 ciśnienia w przewodzie P1 za zaworem regulacyjnym Z5, wynoszącego na przykład 0,11 MPa. Zawór zwrotny Z2 jest więc otwarty, a zawór zwrotny Z1 jest zamknięty.

Strumień pary przeciekowej dopływającej do komory 4 zostaje rozdzielony na · dwa strumienie. Jeden przepływa przez dławnicę z komory 4 do komory 3, skąd jest zasysany przez chłodnicę CH2, w której panuje podciśnienie na przykład 0,085 MPa. Drugi odpływa przewodem P7 do przewodu P18, w którym łączy się z uzupełniającym strumieniem pary zewnętrznej z kolektora o temperaturze w zakresie 510°C, dopływającej przewodem P10 przez zawór zwrotny Z9 i zawór Z8 regulujący temperaturę pary zaporowej i dalej do mieszalnika M.

Do mieszalnika M dopływał również uzupełniający strumień pary zewnętrznej z kolektora o temperaturze w zakresie 310°C, doprowadzanej przewodem P11 przez zawór zwrotny Z10 i zawór Z12 oraz zawór Z6 regulujący ciśnienie, przy czym zawór zwrotny Z7 jest zamknięty, gdyż ciśnienie w przewodzie P11 jest wyższe niż w przewodzie P9. Para z tych trzech źródeł wymieszana w mieszalniku M, o temperaturze na przykład 490°C ustalanej przez zawór regulacyjny Z8 w zależności od temperatur wału w odcinkach wlotowych dławnic DWP i DSP i o stałym ciśnieniu na przykład 3,5 MPa utrzymywanym przez zawór regulacyjny Z6, dopływa przewodem P8 poprzez zawór Z5 regulujący jej ciśnienie do wspólnego schładzacza S1. Para dopływająca do schładzacza S1 zostaje ochłodzona za pomocą wtryskiwanej wody, której strumień jest regulowany przez zmianę otwarcia zaworu Z16 i zmianę liczby czynnych dysz wtryskowych, na przykład do temperatury 310°C ustalanej w zależności od temperatur wału w. odcinkach wylotowych dławnic DSP i DWP i w dławnicy DWT i przez przewód P3, kolektor K1 i przewód P4 dopływa do komory 2 dławnicy DWP. Stąd część pary zostaje zassana przez chłodnicę CH2 przyłączoną do komory 3, a część jest zasysana przez chłodnicę CH1 z podciśnieniem na przykład 0,095 MPa, która jednocześnie zasysa powietrze z atmosfery przez zakończenie dławnicy.

Ciśnienie pary przeciekowej dopływającej z kadłuba średnioprężnego SP do dławnicy DSP jest wówczas znacznie wyższe od ciśnienia w komorze 13, połączonej przewodem P2 z wejściem wspólnego schładzacza S1. Para przeciekowa dopływająca do komory 13 w części przepływa do komory 12, skąd jest zasysana przez chłodnicę podciśnieniową CH2. Część pary z komory 13 przewodem P2 dopływa do wspólnego schładzacza S1 mieszając się z parą dopływającą z mieszalnika M. Ochłodzoną parą w schładzaczu S1 jest zasilana komora 11 dławnicy DSP, która płynie przewodem P3 przez kolektor K1 i przewód P5. W komorze 11 para rozdziela się, część przepływa do komory 12 pod ssącym działaniem chłodnicy podciśnieniowej CH2, część płynie do komory 10, .gdzie jest wsysana przez chłodnicę podciśnieniową CH1 wraz z powietrzem z atmosfery dopływającym przez zakończenie dławnicy.

Para ze schładzacza S1 przepływa także przez kolektor K1 przewodem P6 do komory 7 dławnicy DWT. Jednocześnie parą ze schładzacza S1, ochłodzoną w dodatkowym schładzaczu S2 na przykład do temperatury 160°C przez wtrysk wody, której strumień jest regulowany przez zmianę otwarcia zaworu Z17 i zmianę liczby czynnych dysz wtryskowych, są zasilane komora 15 dławnicy DWP, komora 18 dławnicy DNP i komora 20 dławnicy DNT. Para dopływająca ze schładzacza S1 do kolektora K1 odprowadzana jest także w stosownej części przez zawór regulacyjny Z18 do chłodnicy podciśnieniowej CH2. Przy zaniżeniu mocy turbozespołu maleje strumień i temperatura, w stopniu zależnym od sposobu regulacji mocy, pary przeciekowej z komory 4 dławnicy DWP doprowadzanej przewodem P7 i P18 do mieszalnika M. Jednocześnie maleje także strumień pary przeciekowej z komory 13 dławnicy DSP doprowadzanej przewodem P2 do wspólnego schładzacza S1. Działanie zaworów regulacyjnych Z5, Z6 i Z7 powoduje dosilanie mieszalnika M parą zewnętrzną z kolektorów o temperaturze 510°C i 310°C w proporcji wynikającej .z wymaganej temperatury pary za mieszalnikiem.

Dla zmniejszenia poboru pary zewnętrznej przymykany jest jednocześnie zawór Z18, a przy zaniku dosilania z kolektora o temperaturze 310°C dopływa samoczynnie przez zawór zwrotny Z7 para z kolektora o temperaturze 160°C. Przy zaniku dosilania ze wszystkich kolektorów przemykany jest prawie całkowicie zawór Z18 i drugie komory wszystkich dławnic zasilane są tylko parą przeciekową z czwartych komór 4, 13 dławnic

175 264

DWP i DSP. Jest to możliwe tylko przy.· odpowiednio dobranych luzach promieniowych w stosowanych odcinkach dławnic dWp i DSP i przy właściwym wyregulowaniu zaworów Z13 na wejściach do drugich komór wszystkich dławnic. Występujące spadki i wzrosty temperatury pary za mieszalnikiem M przy awaryjnych zanikach dosilania zewnętrznego z kolektorów nie powodują zmęczenia wału w obrębie odcinków dławnic DWP i DSP o największym zużyciu zmęczeniowym w eksploatacji, gdyż blokowany jest dopływ tej pary do czwartych komór 4 i 13. Przyrosty zużycia w pozostałych strefach wału są zmniejszane w wyniku doregulowywania temperatury pary za schładzaczem S1.

Podczas zrzutów mocy lub wyłączania bloku w momencie, gdy ciśnienie w komorze 4 dławnicy DWP obniży się poniżej ciśnienia _ w przewodzie P7 zamyka się zawór zwrotny Z2 i mieszalnik M zasilany jest tylko parą zewnętrzną z kolektorów o temperaturze 510°C i 310°C. Wcześniej zamykany jest zawór Z18 w połączeniu kolektora K1 z chłodnicą CH2. Po głębszym zaniżeniu mocy, gdy ciśnienie pary przeciekowej dopływającej z kadłuba średnioprężnego SP do dławnicy DSP obniży się poniżej ciśnienia w komorze 13 tej dławnicy, do komory 13 zaczyna dopływać przewodem P2 para zaporowa z mieszalnika M o właściwej temperaturze. Zostaje ona rozdzielona na dwa strumienie. Jeden przepływa do chłodnicy CH2, a drugi do wnętrza kadłuba. Jednocześnie zamykany jest zawór Z15 w przewodzie P14 łączącym komorę 9 dławnicy DWT z drugim upustem U2S kadłuba średnioprężnego SP oraz zawór Z14 w przewodzie P12 łączącym komorę 5 dławnicy DWP z przewodem P13 kadłuba wysokoprężnego WP.

Po jeszcze głębszym zaniżeniu mocy lub po odcięciu dopływu pary do kadłuba wysokoprężnego WP w momencie, gdy ciśnienie w komorze 4 dławnicy DWP obniży się poniżej ciśnienia w przewodzie P1 otwiera się zawór zwrotny Z1 i do komory 4 zacznie dopływać przewodem P1 para zaporowa z mieszalnika M o właściwej temperaturze. Dzieli się ona na dwa strumienie, jeden z nich przepływa do chłodnicy CH2, a drugi do wnętrza kadłuba WP. Przez zamknięcie zaworów Z14 i Z15 minimalizuje się spływ niedostosowania temperatury pary dopływającej do komory 4 dławnicy DWP i komory 7 dławnicy DWT, które dobierane są dla strefy wału o największym zużyciu zmęczeniowym w eksploatacji. Przy niesprawnym kolektorze pary zewnętrznej o temperaturze 510°C w momencie zamykania zaworów Z14 i Z15 zamykany jest także zawór Z4 dla zminimalizowania przyrostu zużycia zmęczeniowego wału w odcinkach wlotowych dławnic DSP i DWP.

Przed rozruchem turbiny ze stanu zimnego zamknięte są wszystkie zawory, oprócz zaworu Z3, Z14, Z15 i Z18. Para z kolektora o temperaturze 160°C przez uchylone zawory Z6 i Z5 dopływa do mieszalnika M i do schładzacza S1 i rozpływa się w układzie, skraplając się częściowo w zimnych elementach. Powstający kondensat wraz z nie skroploną parą odprowadzany jest przez stosowane odwodnienia z zaworami nie naniesione na schemacie, zapewniające właściwe odwodnienie i wygrzanie układu. Para z mieszalnika M wpływa do przewodu P7 przez zamknięty zawór zwrotny Z2, skąd skropliny i para odprowadzane są przez otwarte odwodnienia. Para z mieszalnika M wpływa także do schładzacza S1, gdzie jest ochładzana na przykład do temperatury 110°C. Para ze schładzacza S1 płynie przewodami P19, P1, P2 oraz przewodami P3, P4, P5 i P6 przed zamknięte zawory Z13 dławnic DWP, DWT i DSP, skąd skropliny i para odbierane są przez otwarte odwodnienia.

Para ze schładzacza S1 przepływa też przez schładzacz S2 z zamkniętym zaworem Z17 wody wtryskowej i dalej przewodami P20, P15, P16 i P17 przed zamknięte zawory Z13 dławnic DST, DNP i DNT, skąd skropliny i para odprowadzane są przez odwodnienia. Po odwodnieniu i wygrzaniu całego układu otwierane są zawory Z13 w dławnicy DNP, DNT i DSP i rozpoczyna się wytwarzanie próżni w skraplaczach turbiny. Po uzyskaniu maksymalnej próżni w tych warunkach otwierane są odwodnienia podciśnieniowe 0, połączone na przykład ze smoczkiem próżniowym i uchylane są stopniowo zawory Z13 w dławnicach DWT, DWP i DSP w podanej kolejności. Ogranicza się w ten sposób amplitudy naprężeń termicznych w wale podczas kondensacji pary, które są mniejsze przy niższym ciśnieniu. Odwodnienia 0 są przymykane w miarę nagrzewania się wału. Po wygrzaniu wału zamykane są zawory Z14 i Z15 i zwiększana jest stopniowo temperatura pary za schładzaczem S1 do 130°C przez zmniejszanie strumienia wtryskiwanej wody. Przy tej

175 264 temperaturze rozpoczynane jest uruchamianie turbiny. Stosownie do wzrostu temperatury wału zwiększana jest temperatura pary za schładzaczem SI do 16O°C, przy której otwierany jest zawór Z4 i zamykany zawór Z3 w przewodzie PI9. Od tego momentu komory 4 i 13 dławnic DWP i DSP zasilane są parą zaporową z mieszalnika M, a komory 2, 7 i 11 dławnic DWP, DWT i DSP parą ochłodzoną w schładzaczu SI, zaś komory 15,18 i 19 dławnic DST, DNP i DNT parą ze schładzacza S2 ochłodzoną w schładzaczu S2 do 160°C.

Dalszy wzrost temperatur pary zaporowej i wysokotemperaturowej pary uszczelniającej odbywa się w wyniku mieszania w odpowiedniej proporcji najpierw pary z kolektorów o temperaturze 160°C i 310°C, a następnie pary z kolektorów 310°C i 510°C. Po stosownym wzroście przepływu pary przez kadłub WP i SP turbiny zamykany jest najpierw zawór zwrotny Z1 w przewodzie PI, następnie przewodem P2 do schładzacza SI zaczyna dopływać para z komory 13 dławnicy DSP. Otwierają się wówczas zawory zawór zwrotny Z2 i do mieszalnika M zaczyna dopływać para przeciekowa z komory 4 dławnicy DWP. Optymalne osiowe i promieniowe rozkłady temperatury na wale w obrębie dławnicy DSP, DWP i DWT kształtowane są przez stosowne przebiegi czasowe temperatur pary na wlocie do tych dławnic oraz temperatury pary za mieszalnikiem i schładzaczem SI.

W podobny sposób działa układ podczas rozruchu turbiny ze stanu gorącego. Przed rozruchem zamknięte są wtedy wszystkie zawory oprócz zaworów Z4 i Z18. Układ jest najpierw wygrzewany parą z kolektorów 160°C i 310°C lub 310°C i 510°C o stosownej temperaturze, dobranej w zależności od stanu cieplnego wału. W razie potrzeby włączane są podgrzewacze elektryczne E przewodów parowych za zaworami Z13 na wejściach do komór 2,4,11 i 13 dławnic DWP i DSP, przez co eliminowane są skokowe schłodzenia wału po otwarciu zaworów Z13, wywołane kondensacją lub wychłodzeniem dopływającej pary. Podczas wygrzewania układu ustalane są optymalne temperatury pary zaporowej za mieszalnikiem M oraz wysokotemperaturowej pary uszczelniającej za schładzaczem SI, wynikające z osiowego rozkładu temperatury w wale w obrębie dławnic DSP, DWP i DWT. Po uzyskaniu tych temperatur otwierane są zawory Z13 i rozpoczynane jest wytwarzanie próżni. Dalsze działanie układu jest podobne jak podczas rozruchu ze stanu zimnego.

175 264

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł

Claims (3)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Urządzenie zasilania dławnic parowej turbiny kondensacyjnej z przegrzewaczem międzystopniowym złożonej z odrębnych kadłubów wysokoprężnego, średnioprężnego i niskoprężnych, które to dławnice są poprzecznie podzielone zewnętrznymi komorami na odcinki, a pierwsze komory każdej dławnicy, licząc od strony wlotu powietrza do dławnic, są połączone z przestrzenią, w której panuje podciśnienie, drugie komory dławnic połączone są z przestrzeniami, w których panuje nadciśnienie, trzecie komory dławnic kadłuba wysokoprężnego i średnioprężnego połączone są z przestrzenią, w której panuje podciśnienie, czwarta komora dławnicy tylnej kadłuba wysokoprężnego połączona jest z drugim upustem kadłuba średnioprężnego licząc od wlotu pary do tego kadłuba, w którym panuje podciśnienie lub nadciśnienie w zależności od mocy turbiny, czwarte komory przednich dławnic kadłuba wysokoprężnego i średnioprężnego połączone są z przestrzenią z nadciśnieniem, piąta dodatkowa komora przedniej dławnicy kadłuba wysokoprężnego połączona jest z w^lo^em tego kadłuba, w którym panuje podciśnienie lub nadciśnienie w zależności od mocy turbiny, przy czym w przednich dławnicach kadłuba wysokoprężnego i średnioprężnego każda czwarta komora jest połączona mostkującym przewodem z drugą komorą, w mostkującym przewodzie ma schładzacz i do mostkującego przewodu ma przyłączony mieszalnik pary w miejscu między schładzaczem i czwartą komorą, który to mieszalnik jest połączony z kolektorem pary o wysokiej temperaturze i z kolektorem pary o niższej temperaturze, ponadto przednia dławnica kadłuba wysokoprężnego ma czwartą komorę połączoną z mieszalnikiem pary, przy czym w przewodach parowych połączonych z tą komorą ma nastawne zawory, znamienne tym, że czwarte komory (4,13) przednich dławnic (DWP, DSP) kadłuba wysokoprężnego (WP) i średnioprężnego (SP) są połączone z wejściem wspólnego schładzacza (S1), a z wyjściem wspólnego schładzacza (S1) są połączone drugie komory (2,11) tych samych dławnic (DWP, DSP), przy czym w przewodzie (P1) łączącym czwartą komorę (4) przedniej dławnicy (DWP) kadłuba wysokoprężnego (WP) jest zawór zwrotny (Z1) umieszczony między czwartą komorą (4) a miejscem połączenia tego przewodu (P1) z przewodem (P2) łączącym się z czwartą komorą (13) przedniej dławnicy (DSP) kadłuba średnioprężnego (SP).
2. 2. Urządzenie zasilania dławnic według zastrz. 1, znamienne tym, że do wyjścia wspólnego schładzacza (S1) ma przyłączone drugie komory (7, 15, 18, 20) odpowiednio przednich i tylnych dławnic (DWT, DST, DNP, DNT) kadłuba wysokoprężnego (WP), średnioprężnego (SP) i kadłubów niskoprężnych (NP) turbiny.
3. 3. Urządzenie zasilania dławnic według zastrz. 2, znamienne tym, że drugą komorę (15) tylnej dławnicy według zastrz. 2, znamienne tym, że drugą komorę (15) tylnej dławnicy (DST) kadłuba średnioprężnego (SP) oraz drugie komory (18, 20) dławnic (DNP, DNT) kadłubów niskoprężnych (NP) turbiny ma połączone ze wspólnym schładzaczem (S1) poprzez dodatkowy schładzacz (S2).