RU2520255C1

RU2520255C1 - Steam turbine

Info

Publication number: RU2520255C1
Application number: RU2013104322/06A
Authority: RU
Inventors: Егор Владимирович Пименов; Всеволод Владимирович Пименов
Original assignee: Егор Владимирович Пименов; Всеволод Владимирович Пименов
Priority date: 2013-01-25
Filing date: 2013-01-25
Publication date: 2014-06-20

Abstract

FIELD: energy.

SUBSTANCE: steam turbine comprises a rotor with working blades, a cylinder with the end seal mounted on it and the collector of supplying the steam to the seal. The collector is connected through the pipeline to the turbine end seal. In the space between the rotor, the cylinder and the end seal the guiding unit is mounted, which input is connected by the pipeline to the collector of supplying the steam to the seals, and the output is connected to the exhaust pipe of the turbine.

EFFECT: invention enables to improve the reliability of the turbine.

1 dwg

Description

Изобретение относится к области теплоэнергетики, к турбостроению и может быть использовано при проектировании и модернизации паровых турбин.The invention relates to the field of power engineering, to turbine engineering and can be used in the design and modernization of steam turbines.

При работе турбины в малорасходных режимах - это режимы холостого хода и малых нагрузок происходит разогрев лопаточного аппарата последних ступеней цилиндров низкого и среднего давлений из-за того, что поступающего в проточную часть пара недостаточно для заполнения всего сечения лопаток. Известно много способов охлаждения лопаточного аппарата паровой турбины. Все они, как правило, связаны с подачей в паровое пространство конденсатора охлаждающей пароводяной смеси.When the turbine operates in low-consumption modes - these are idle and low-load modes, the blade apparatus of the last stages of the low and medium pressure cylinders is heated due to the fact that the steam entering the flowing part is insufficient to fill the entire cross section of the blades. There are many known methods of cooling the blade apparatus of a steam turbine. All of them, as a rule, are associated with the supply of a cooling steam-water mixture to the steam space of the condenser.

Известна паровая турбина Т-180/210-130, для охлаждения лопаточного аппарата и выхлопных патрубков которой при работе с малыми расходами пара предусмотрены специальные захолаживающие устройства, состоящие из двух коллекторов, установленных перпендикулярно к оси турбины в верхней части горловины конденсатора каждого потока пара цилиндра низкого давления. В верхнем коллекторе размещены сопла, установленные на одинаковом расстоянии, на нижнем коллекторе выполнены отверстия на одинаковом расстоянии по длине коллектора. На охлаждение лопаточного аппарата и выхлопного патрубка выполнен подвод основного конденсата после ПНД-3. На линии подвода конденсата на захолаживание установлено параллельно два механических фильтра. (Технический отчет «Исследование работы ЦНД турбины Т-180/210-130 в режимах с малыми расходами пара в конденсатор». МЭ и Э СССР, Главтехуправление, Производственное объединение «Союзтехэнерго», Предприятие «Южтехэнерго», Теплофикационный блок 180/210 МВт ст. №1 Вильнюсской ТЭЦ-3, Шифр работ: 84.201.045., Инв. №1234, г.Львов, 1986 г.)Known steam turbine T-180 / 210-130, for cooling the blade apparatus and exhaust pipes of which, when working with low steam flow rates, special cooling devices are provided, consisting of two collectors installed perpendicular to the axis of the turbine in the upper part of the condenser neck of each steam stream of a low cylinder pressure. In the upper collector there are nozzles installed at the same distance, on the lower collector holes are made at the same distance along the length of the collector. The main condensate after PND-3 was supplied to cool the blade apparatus and exhaust pipe. On the condensate supply line for cooling, two mechanical filters are installed in parallel. (Technical report “Study of the operation of the low-pressure cylinder of the T-180 / 210-130 turbine in low-steam-condenser modes”. ME and E of the USSR, Glavtekhnupravlenie, Production Association “Soyuztehenergo”, Enterprise “Yuzhtehenergo”, Heating Unit 180/210 MW st No. 1 of Vilnius TPP-3, Code of works: 84.201.045., Inv. No. 1234, Lviv, 1986)

Недостатком известной паровой турбины является то, что включение в работу захолаживающих устройств не приводит к снижению температуры пара на выхлопе ЦНД. Кроме того, для понижения температуры выхлопа применяется добавочная вода, что приводит к эрозии лопаток, а температура выхлопных патрубков высока, что приводит к расцентровке и появлению вибрации.A disadvantage of the known steam turbine is that the inclusion in the operation of cooling devices does not reduce the temperature of the steam at the exhaust of the low pressure cylinder. In addition, to reduce the temperature of the exhaust, additional water is used, which leads to erosion of the blades, and the temperature of the exhaust pipes is high, which leads to misalignment and the appearance of vibration.

Известна паровая турбина, включающая ротор с рабочими лопатками, цилиндр с установленным на нем концевым уплотнением и коллектор подачи пара на концевое уплотнение. (А.В. Щегляев. Паровые турбины. М.: Энергия, 1976 г., стр.283, рис.9-13; стр.280, вкладка рис.9-11).A steam turbine is known, including a rotor with rotor blades, a cylinder with an end seal mounted on it, and a steam supply manifold for the end seal. (A.V. Shcheglyaev. Steam turbines. M: Energy, 1976, p. 283, fig. 9-13; p. 280, tab fig. 9-11).

По совокупности признаков эта известная паровая турбина является наиболее близкой к заявляемой и принимается за прототип.By the totality of the features, this known steam turbine is the closest to the claimed one and is taken as a prototype.

Недостатком известной паровой турбины, принятой за прототип, является то, что в результате большого перепада давления между уплотняющим паром в соответствующей камере и паром в ЦНД за последней ступенью, уплотняющий пар перетекает в ЦНД и выносится далее в конденсатор, не производя полезной работы. При этом частицы влаги оседают на поверхность выхлопного патрубка и образуют пленку, которая обратными токами пара в этом патрубке увлекаются к выходным кромкам лопаток последней ступени, что приводит к их эрозионному разрушению. Пар, проходящий через концевое уплотнение и попадающий на рабочие лопатки последней ступени турбины, подсасывается к основанию рабочих лопаток и разогревает их, что приводит к уменьшению срока службы последних.A disadvantage of the known steam turbine adopted as a prototype is that as a result of a large pressure drop between the sealing steam in the corresponding chamber and the steam in the low-pressure cylinder behind the last stage, the sealing steam flows into the low-pressure cylinder and is carried out further to the condenser without performing any useful work. In this case, moisture particles settle on the surface of the exhaust pipe and form a film, which are drawn back by the steam currents in this pipe to the outlet edges of the blades of the last stage, which leads to their erosive destruction. The steam passing through the end seal and falling on the working blades of the last stage of the turbine is sucked to the base of the working blades and heats them, which leads to a decrease in the service life of the latter.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, а также выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил технического решения, характеризующегося признаками, тождественными или эквивалентными предлагаемым.The analysis of the prior art by the applicant, including a search by patent and scientific and technical sources of information, as well as identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, allowed to establish that the applicant did not find a technical solution characterized by signs identical or equivalent to those proposed.

Заявляемое решение позволяет повысить надежность и экономичность турбины за счет охлаждения пара, поступающего из концевого уплотнения, путем смешивания его с паром, поступающим от направляющего аппарата, и далее направляющегося к рабочим лопаткам, и таким образом происходит безопасное охлаждение последней ступени и выхлопного патрубка турбины.The claimed solution allows to increase the reliability and efficiency of the turbine by cooling the steam coming from the end seal by mixing it with steam coming from the guide apparatus and then going to the working blades, and thus the cooling of the last stage and the exhaust pipe of the turbine is safe.

В соответствии с заявляемым техническим решением предложена паровая турбина, включающая ротор с рабочими лопатками, цилиндр с установленным на нем концевым уплотнением и коллектор подачи пара на уплотнения, соединенный посредством трубопровода с концевым уплотнением турбины, при этом в пространстве между ротором, цилиндром и концевым уплотнением установлен направляющий аппарат, вход которого соединен трубопроводом с коллектором подачи пара на уплотнения, а выход с выхлопным патрубком турбины.In accordance with the claimed technical solution, a steam turbine is proposed, including a rotor with rotor blades, a cylinder with an end seal installed on it, and a steam supply manifold for seals connected by a pipeline to the end seal of the turbine, while in the space between the rotor, cylinder and end seal is installed a guide apparatus, the input of which is connected by a pipeline to the steam supply manifold to the seals, and the outlet with the turbine exhaust pipe.

Изобретение иллюстрируется чертежом Фиг.1.The invention is illustrated by the drawing of Figure 1.

Паровая турбина включает ротор 1 с рабочими лопатками 2, цилиндр 3 с отсекателем 4. На цилиндре 3 установлен корпус концевого уплотнения 5 с уплотнительными кольцами 6, между которыми образованы промежуточные камеры, одна из которых - камера 7 посредством трубопровода 8 соединена с коллектором подачи пара на уплотнения 9. В пространстве между ротором 1, цилиндром 3, корпусом концевого уплотнения 5 и отсекателем 4 установлен направляющий аппарат 10, вход которого соединен трубопроводом 11 с охладителем пара 12, запорной арматурой 13, обратным клапаном 14, с линией подачи пара на уплотнения 8, а выход в выхлопной патрубок турбины.The steam turbine includes a rotor 1 with rotor blades 2, a cylinder 3 with a shutoff 4. On the cylinder 3 there is an end seal housing 5 with sealing rings 6, between which intermediate chambers are formed, one of which is a chamber 7 through a pipe 8 connected to a steam supply manifold on seals 9. In the space between the rotor 1, cylinder 3, the housing of the end seal 5 and the cutter 4, a guide apparatus 10 is installed, the input of which is connected by a pipe 11 to a steam cooler 12, shutoff valves 13, a check valve 14, with a steam supply line to the seals 8, and an outlet to the turbine exhaust pipe.

Паровая турбина работает следующим образом. Пусковые операции на турбине начинаются с подачи пара от коллектора уплотнений 9 по трубопроводу 8 в камеру 7 концевого уплотнения 5, одновременно открывается задвижка 13 и пар от коллектора 9 через охладитель 12 по трубопроводу 11 поступает к направляющему аппарату 10. Уплотняющий пар по трубопроводу подачи пара на уплотнение 8 поступает в камеру 7 и через уплотнительные кольца 6 перетекает в полость, образованную ротором 1, цилиндром 3, корпусом концевого уплотнения 5 и отсекателем 4, где установлен направляющий аппарат 10. Охлажденный пар, поступающий из направляющего аппарата 10 смешивается с паром, поступающим из концевого уплотнения 5, и в результате снижается температура смешанного пара. Охлажденная паровая смесь через зазор между ротором 1 и отсекателем 4 попадает к лопатке 2. Так как пар, поступающий на лопатку 2 из проточной части, заполняет ее примерно на одну треть и центробежной силой отбрасывается на периферию лопатки 2, то у корня лопатки 2 создается разрежение и возникает насосный эффект, за счет которого охлажденный пар поступает на лопатку 2 и охлаждает ее.Steam turbine operates as follows. Start-up operations on the turbine begin with the steam supply from the seal manifold 9 through the pipe 8 to the chamber 7 of the end seal 5, at the same time the valve 13 opens and the steam from the manifold 9 through the cooler 12 through the pipe 11 enters the guide apparatus 10. The sealing steam through the steam supply pipe to the seal 8 enters the chamber 7 and flows through the sealing rings 6 into the cavity formed by the rotor 1, cylinder 3, the housing of the end seal 5 and the shutoff 4, where the guide apparatus is installed 10. Chilled steam yuschy of the guide apparatus 10 is mixed with steam entering from the end seals 5, and as a result reduces the temperature of the mixed steam. The cooled steam mixture through the gap between the rotor 1 and the cutter 4 gets to the blade 2. Since the steam entering the blade 2 from the flow part fills it by about one third and is centrifuged to the periphery of the blade 2, a vacuum is created at the root of the blade 2 and a pumping effect occurs, due to which the cooled steam enters the blade 2 and cools it.

Claims

A steam turbine including a rotor with rotor blades, a cylinder with an end seal installed on it, and a steam supply manifold for seals connected by a pipeline to the end seal of the turbine, characterized in that a guide apparatus is installed in the space between the rotor, cylinder and end seal, the input of which connected by a pipeline to the manifold supplying steam to the seals, and the output to the exhaust pipe of the turbine.