SE432964B - Sperrangsystem - Google Patents

Description

10 15 20 25 30 55 40 d 7907130-4 2 Det är lämpligt att trycket i avsugningskammaren ligger i området 0,90 till 0,98 bar och trycket i den med ren spärr- ånga matade inloppskammaren ligger i området 1,01 till 1,2 bar. ' Det är fördelaktigt att anordna en förångare med efter- följande överhettare för alstring av den rena spärrângan, vil- ka apparater värmes med läckånga från ventiltätningsboxarna och/eller med färskånga, med hjälpånga eller elektriskt.

För att hindra att förorenad ånga avgår utåt genom axel- eller spindeltätningarna vid start av turbinanläggningen och för att möjliggöra att det använda spärrsystemet vid starten uppnår fullt kondensorvakuum utan förorenad ånga är det vidare lämpligt att tillförseln av ren spärrånga sker oberoende av belastningen till den för ändamålet bestämda inloppskammaren.

Det är dessutom fördelaktigt att tillförseln av förorenad spärrånga till den för ändamålet bestämda inloppskammaren sker som funktion av turbinbelastningen, dvs. att större tillförsel sker vid större last och mindre tillförsel vid mindre last.

Spärrångsystemet enligt uppfinningen finner med fördel användning vid turbinaxeltätningar för lågtrycksturbiner i ett kokvatten-kärnkraftverk.å ' I begreppet ren ånga kan även innefattas svagt förorenad ånga som utan vidare kan tillåtas utströmma i atmosfären.

Uppfinningen beskrivas nedan i form av utföringsexempel och med hänvisning till åtföljande ritningar.

Fig. l visar schematiskt de för uppfinningen väsentliga delarna av turbinanläggningen i ett kokvatten-kärnkraftverk.

Fig. 2 visar schematiskt i större skala en utföringsform av ett spärrångsystem enligt uppfinningen på turbinens lågtrycks- sida. Fig. 5 visar schematiskt kammartrycken vid den på fig. 2 visade axeltätningen. Fig. 4 visar den på fig. 2 illustre- rade axeltätningen, men vid avbruten tillförsel av ren spärr- ånga. Fig. 5 visar schematiskt och analogt med fig. 5 kammar- trycken vid det på fig. 4 illustrerade driftstillståndet av axeltätningen.

Såsom framgår av fig. l har den visade ångturbinanlägg- ningen en högtrycksturbin 1 med högtrycksaxeltätningar 2 och en lågtrycksturbin 5 med lågtrycksaxeltätningar 4. Ãnga för turbinerna l och 5 alstras i en ej visad kok- vattenreaktor och strömmar via ledningen 6 och turbinventilen 10 15 20 25 šO 55 40 r 790713044 7 till högtrycksturbinen 1. Från utloppssidan av högtrycks- turbinen l strömmar den förorenade ånfian via ledningen 8, vattenavskiljaren 9, överhettaren 10 Och regleringsspjället ll till lågtrycksturbinen 3.

Det vid denna anläggning använda spärrângsystemet består av två av varandra oberoende system A och B.

Det med förorenad ånga direkt drivna spärrângsystemet A tjänar att spärra turbin-, regleringsventil- och spjälltät- ningsboxarna, varvid ett glidande tryck inställes som funk- tion av högtrycksturbinens belastning.

Den därvid för högtrycksturbinens tätningsboxar bestämda förorenade spärrångan tages via ledningen 12 direkt från färskångan och ledes via en överhettare 15, varvid överhetta- ren 15 kan värmas elektriskt eller medelst ånga.

Tätningsboyarna för lâgtrycksturbinen och tätningsboxarna för regleringsventilen 7 och spjället ll erhåller genom stryp- verkan överhettad läck-färskånga.

Det med ren ånga drivna tätningssystemet B hindrar att förorenad spärrånga när den fria atmosfären. Detta system arbetar oberoende av belastningen, dvs. med fastlagt tryck.

Den rena tätningsångan alstras i en förângare 14 och le- des via överhettaren 15 och ledningarna 16, 17 och 18 till respektive axeltätningar. Därvid kan turbintätningsboxarna 2, 4 och ventiltätningsboxarna 7, ll matas med olika tryck. För- ångaren 14 matas på sekundärsidan med renat kondensat via tilloppsledningen 19.

Båda systemen A och B påverkar tätningsboxarna för tur- binerna, de kombinerade reglerings-/avstängningsventilerna och fång-/avstängningsspjällen, och kopplingen är sådan att turbogruppen i princip kan drivas åtminstone kortvarigt med enbart system A utan system B, respektive omvänt.

I båda systemen är överhettare 15 respektive 15 insatta på erforderliga ställen, så att tätningsbñxarna endast matas med överhettad ånga för att hindra erosionsskador genom våt- ånga. I För uppvärmning tillföras föràngaren 14 och överhettaren 15 läckànga från tätningsboxen för ventilen 7 via ledningen 55, och om detta ej skulle räcka till, strypt färskånga via ledningen 5. Överhettaren 15 och föràngaren 14 är kopplade i serie, dvs. hetångan avger en del av sitt värme i överhettaren 10 15 50 55 40 7907130-4 L, 15 och därefter sitt restvärme i förångaren 14.

Den överhettaren 15 tillförda hetångan har ett konstant tryck av ungefär 7 bar, oberoende av belastningen. I Kondensatet från förångaren kan ledas via en nivåregle- ring till ett mot kondensorn avstängbart förvärmningssteg eller direkt till kondensorn.

Kondensatet i förångaren 14 tages via ledningen 19 från kondensatreningsanläggningen. Kondensatet kan förvärmas i ett förvärmningssteg. Ett villkor är emellertid att det rena kon- densatet står till förfogande utan inskränkning av olika för- värmningsförhållanden. I föràngaren l4 regleras kondensat- nivån ständigt medelst en tilloppsreglering. Sekundärtrycket i förångaren-/överhettaren 14, 15 inställer sig därvid i mot- svarighet till förångningseffekten. I Såsom framgår av fig. l har axeltätningen för högtryoks- turbinen fyra kammare I, II, III och IV, varvid kammaren l matas med överhettad förorenad spärrånga via ledningen 12.

Trycket i kammaren 1 ligger med ett fast differensvärde över utloppstrycket från högtrycksturbinen, dvs. snärrångtrycket glider maa skiijetrycket. ' åKammaren III matas via ledningen l6 med överhettad ren tätningsånga. Trycket i kammaren III uppgår till 1,02 bar, är konstant och överstiger med ett litet värde det i kamrar- na II och IV rådande trycket.

Avlastningsångan från kammaren II tages från kamrarna I och III, dvs. en blandning av ren och förorenad ånga till- föres kammaren V i axeltätningen för lågtrycksturbinen via ledningen 22. Trycket i kammaren II uppgår i det visade exemp- let till 0,98 bar.

Från kammaren IV avsuges den utifrån inströmmande luften och den från kammaren III överströmmande rena avlastningsångan via ledningen 52 och tillföras kondensorn 24, varifrån luften via fläkten 25 avgår till atmosfären. Trycket i kammaren IV uppgår därvid till 0,97 bar.

Uppfinningen beskrivas närmare vid tillämpning på tur- binens làgtrycksdel 5.

Såsom framgår av fig. 2 är fyra tätningsringar 21 anord- nade kring lågtrycksturbinaxeln 20, vilka ringar har en mot axeln 20 vänd slät yta. För att bilda en labyrinttätning kan ringarna vara försedda med flera ringformade kammar. Varje 10 95 50 40 79071304» nn tätningsring 21 har ett litet spel mot turbinaxeln 20. Mellan tätningsringarna 21 bildas tre kammare V, VI och VII. På fig. 2 är luftströmningen angiven med vita pilar; strömningen av ren ånga med svarta pilar och strömningen av förorenad ånga med två på varandra följande svarta pilar.

Enligt fig. 1 erhåller kammaren V via ledninrarna 22 och 25 spärrånga i form av avlastningsånga från axeltätningen för högtrycksturbinen (kammare II på fig. 1) och en del av den rena tätningsångan från kammaren VI (fig. 2). Trycket i kamma- ren V uppgår i det visade exemplet till 0,98 bar. All ånga strömmar från kammaren V tillsammans med turbinens avloppsånga till en (ej visad) kondensor.

Vid delbelastning av turbogruppen är den till kammaren I i axeltätningen för högtrycksturbinen tillförda ångmängden mindre, och därigenom den till kammaren V i axeltätningen för lågtrycksturbinen tillförda ångmängden ej tillräcklig. I detta fall öppnas tillskottsventilen 26 för att ersätta den saknade ångmängden. Om ett för högt tryck övergående uppträder i kamma- ren V, öppnas avlastningsventilen 27.

Kammaren VI tillföres ren tätningsånga via ledningen 17.

Trycket i kammaren VI uppgår till 1,02 bar, är konstant och överstiger med ett litet värde trycket i kamrarna V och VII.

Den utifrân inströmmande luften avsuges via kammaren VII och den rena avlastningsångan avsuges från kammaren VI och tillföres kondensorn 24 via ledningen 28.

Beträffande spindeltätningarna för reglerings-/avstäng- ningsventilen 7 och för fâng-/avstängningsspjället ll gäller följande: Kammaren VIII i spindeltätningen för ventilen 7 bildar en högtrycksavlastning (tryck omkring 7 bar), dvs. den därur strömmande ångan är strypt färskànga, vilken via ledningen 55 användes som hetånga för hjälpförångaren 14 med överhettaren l5. Överflödig läckånga tillföres en ej visad förvärmare eller kondensor via regleringsventilen 29.

Kammaren IX i spindeltätningen för ventilen 7 är en låg- trycksavlastning. Den från kammaren avgående ångan användes via ledningen 50 tillsammans med den från kammaren XII och kammaren II tagna ångan för matning av kammaren V via led- ningarna 22, 23.

Kamrarna X och XIII är via ledningen 18 förbundna med lO 15 20 25 50 55 40 79071304: f, tilloppet för överhettad ren tätningsânga och kamrarna XI och XIV är via ledningen 51 och kondensorn 24 förbundna med sugfläkten 25.

Anordningen arbetar på följande sätt: Spärrning av axeltätningen vid stillestånd och vid upp- körning av turbingruppen. 1 Innan den egentliga spärren för tätningsboxarna (system A) sättas i arbete måste först det med ren ånga arbetande tät- ningssystemet (system B) sättas i arbete. Därigenom hindras förorenad ånga att avgå ut i atmosfären.

Det rena tätningssystemet är så dimensionerat att fullt vakuum i turbinens kondensor kan uppnås utan insats av det förorenade spärrsystemet.

Därigenom möjliggöres diverse tillstånd medan turbinen står still, såsom exempelvis att turbingruppen vakuumprovas utan att ånga från reaktorn tillföres.

Turbingruppen köres upp i varv med användning enbart av det rena tätningssystemet. Det förorenade spärrsystemet måste sättas i arbete senast under uppvärmning eller belastning till maximalt 5 % av turbingruppens kapacitet. Om nämligen belastningen ökades ytterligare utan insats av det förorenade spärrsystemet, skulle tätningsboxen för högtrycksturbinen kunna skadas genom erosion förorsakad av inströmmande våtånga.

På fig. 3 visas grafiskt det i respektive kammare i axeltätningen 4 för lågtrycksturbinen (fig. 2) rådande tryck- et PK, varvid atmosfärtrycket är betecknat med PA och trycket i kondensorn med PKond.

Om tillförseln av ren spärrånga a avbrytes, följer tryck- et mellan kamrarna V och VII den streckade linjen b (motsva- rar fig. 5), och när tillförseln av förorenad spärrånga c avbrytas, följer trycket mellan kammaren VI och lågtryckstur- binen den punktstreckade linjen d. Strömningsförloppet av den insugna luften är betecknat e.

Det vore principiellt möjligt att starta turbingruppen med enbart det förorenade spärrsystemet, sålunda utan det rena tätningssystemet, men i praktiken är detta av i förelig- gande sammanhang ointressanta skäl ej önskvärt.

Om tillförseln av ren tätningsånga till axeltätningarna av någon anledning avbrytas, inträder det på fig. 4 och 5 visade tillståndet, varvid turbingruppen kan köras vidare 7 7907130-4 med användning av det .förorenade spärreystemet utan förlust av kondeneor-vakuum, vilket ger möjlighet till att långsamt avlasta. och evställa turbinerna och reaktorn. En ej önskvätrñ snebbstängfning av reaktor- och tur-bin (Sex-am) kan i nzots-ats till tidigare kända lösningar undvikas.

Claims (6)

10 15 ?O 95 55 7907130~l+ z Patentkrav

1. Spärrångsystem för turbinaxlar och armaturspindlar i en med förorenad ånga driven ångturbin, varvid minst tre kammare är bildade mellan de kring den avtätade axeln eller spindeln vid den avspärrade delen anordnade tätningsringarna, av vilka den yttersta från den avspärrade delen vända och från den yttre atmosfären ventilerade sugkammaren (IV, VII) av spärrångsystemet via minst en ledning (š2, 58) är förbun- den med ett sugsystem (25),och en ytterligare med förorenad spärrånga matad inloppskammare (I, V) är anordnad med ett kammartryck som ligger över det i sugkammaren (IV, VII) och i den avspärrade delen rådande trycket, och en tredje kam-' mare är anordnad mellan dessa-båda kammare (I, IV; V, VII), k ä n n e t e c k n a t av att denna tredje kammare är en inloppskammare (III, VI) som matas med ren spärrânga och i vilken råder ett tryck över atmosfärtrycket.

2. Spärrångsystem enligt krav 1, k ä n n e t e c k - n a t av att i den med förorenad spärrånga matade inlopps- kammaren (V) råder ett tryck som ligger under atmosfärtrycket men över det i sugkammaren (VII) rådande trycket.

5. Spärrångsystem enligt krav l;, k ä n n e t e c k - n a t av att mellan den med ren spärrånga matade inlopps- kammaren (III) och den med förorenad överhettat spärrånga matade inloppskammaren (I) finnes en utloppskammare (II)¿ i vilken råder ett tryck som ligger under atmosfärtrycket men över det i den yttersta, från den avspärrade delen vända och från den omgivande atmosfären ventílerade sugkammaren (IV) rådande trycket.

4. Spärrångsystem enligt krav 1, k ä n n'e t e c k _ n a t av att trycket i sugkammaren (IV, VII) ligger i om- rådet 0,90 till 0,98 bar och trycket i den med ren spärrânga matade inloppskammaren (III, VI) ligger i området 1,01 till 1,2 bar.

5. Spärrångsystem enligt krav l, k ä n n e t etc k - n a t av att en förångare (14) är anordnad för alstring av ren spärrånga, vilken förångare värmes med läckånga från ventilernas tätningsboxar och/eller med färskånga, med hjälp- ånga (54) eller elektriskt.

6. Spärrångsystem enligt krav l, k ä n n e t.e c k ~ n a t av att tillförseln av ren spärrånga.till den därför Q 790713Û'4 befltämda inloppskammaren (TII, VI) sker oberoende av belast- ninoen. V. Snävvånqsystem enligt krav 1 eller 2,» k ä n n e - t e c k n Q t till flen därför bestämda inlopnskammflren (V) sker som funk- tion av turhinbelastninflen, dvs. öka” fillförvel vid ökflfl belastning och minskad tillförsel vid minàknfl belastning. av att tillförseln av fïrorefiaä finärråfiïa