книги из ГПНТБ / Нигматулин И.Н. Тепловые двигатели учеб. пособие

диафрагма 4 уменьшает давление масла в напорной линии системы регулирования. Центробежный масляный насос 3 (он же регулятор скорости) при рабочем числе оборотов развивает давление в системе нагнетания 7,35 бар. При повышении давления масла за колесом главного насоса 3 золотник трансформатора давления 5 перемещает­ ся вверх и одновременно повышается давление в импульсной линии 8. Золотник 7 поднимается вверх и соединяет нижнюю полость сер­ вомотора 9 с нагнетательной линией насоса, а масло из верхней полос­ ти 9 поступает в сливную линию 10. При этом клапан свежего пара прикрывается и нагрузка турбины уменьшается. Поршень сервомо­ тора, перемещаясь вверх, увеличивает проходную площадь окна об­ ратной связи сервомотора, и масло из импульсной линии идет в слив­ ную линию, т. е. на всас к центробежному насосу, что приводит отсечной золотник в среднее положение. Таким образом, уменьшается мощность турбины и восстанавливается рабочее число оборотов при индивидуаль­ ной работе на электрическую сеть. Регулятор давления 6 сильфонного типа подключен в выхлопной части турбины, а между поршнями золотника имеется связь с импульсной и сливной линиями. Он вклю­ чается при параллельной работе турбины с другими турбогенерато­ рами. Например, противодавление турбины повышается, поршень ре­ гулятора давления 6 поднимается вверх, приток масла в импульснук> линию уменьшается, а давление в ней повышается, что приводит к подъему поршня отсеченного золотника 7. При этом нижняя полость сервомотора 9 соединяется напорной линией насоса 3 через отсеч­

на рис. 1-67. Проточная часть турбины состоит из одновенечной ре­ гулирующей ступени и шестнадцати ступеней давления. Регулиро­ вание турбины смешанное: сопловое с внутренним обводом. Регули­ рующая ступень состоит из четырех групп сопел, обслуживаемых четырьмя клапанами. Обводной клапан подает пар к четвертой ступени давления из камеры регулирующей ступени и открывается од­ новременно с четвертым сопловым клапаном. Все диски турбины изго­ товлены из одной поковки с валом из стали Р2. Диафрагмы промежу­ точных ступеней укреплены в четырех обоймах. В турбине предус­ мотрены два нерегулируемых отбора пара за девятой и тринадцатой ступенями для подогрева питательной воды.

Диски всех ступеней давления имеют разгрузочные от осевых давлений отверстия. Лабиринтовые уплотнения со стороны высокого и низкого давлений выполнены без втулок. Диаметры Еала переднего уплотнения несколько больше диаметров уплотнений диафрагм и концевых уплотнений вала со стороны низкого давления, что также разгружает осевые давления по ходу пара в турбине. Передний под­ шипник турбины комбинированный опорно-упорный. На переднем конце вала расположены два цилиндрических бойка предохрани­ тельных выключателей и двусторонний масляный насос.

122

Расход свежего пара при номинальной нагрузке составляет 370т/ч,, а при максимальной 60 ООО кВт — 480 т/ч. Удельные расходы пара соответственно равны 7,4 и 8,0 кг/(кВт-ч).

А

Рис. 1-68. Продольный разрез турбины Р-100-130/15 ТМЗ

Турбина типа Р-100-130/15 ТМЗ, номинальная мощность 100 000 кВт при 3000 об/мин. Расчетные давления и температура све­ жего пара 127,5 бар и 565° С, противодавление 14,7 бар. Продольный разрез турбины показан на рис. 1-68. Парораспределение турбины сопловое с четырьмя регулирующими клапанами: два клапана уста­ новлены на верхней крышке и два — по бокам у нижней части корпу­ са. Турбина имеет два расходящихся потока пара. Регулирующая

124

ступень одновенечная с увеличенным, по сравнению с диаметром ступеней давления, диаметром. Часть высокого давления турбины име­ ет двухстенный цилиндр. Пар по выходе из регулирующей ступени проходит шесть ступеней давления и, омывая внутреннюю стенку корпуса, направляется в последующие шесть ступеней. Диафрагмы части среднего давления (ЧСД) турбины закреплены в трех обоймах. Отработавший пар турбины направляется внешним потребителям.

Турбина имеет три нерегулируемых отбора пара для подогрева питательной воды. Первый отбор производится за последней ступенью двойного корпуса и два других организованы между обоймами части среднего давления. Указанное расположение корпусов турбины с рас­ ходящимися потоками пара благоприятно для уравновешивания осе­ вого давления на упорный подшипник.

Турбина покоится на двух опорных подшипниках: передний опор­ ный, а со стороны выхлопа пара — комбинированный опорно-упор­ ный. Средняя -часть последнего подшипника — опорная, а по обе ее стороны установлены рабочие колодки, упирающиеся в два гребня,, выточенные на валу турбины. Валоповоротное устройство размеще­ но на корпусе соединительной муфты между турбиной и генератором.

Расход свежего пара через турбину при расчетных параметрах со­ ставляет 760 т/ч. Удельный расход пара при номинальной мощности равняется 7,6 кг/(кВт-ч).

§ 1-36. Конструкции турбин с противодавлением и регулируемыми отборами пара

ступени и трех ступеней давления; за регулируемым отбором — также одновенечная регулирующая ступень и три ступени давления. Регу­ лирующие ступени свежего пара и производственного отбора имеют сопловое парораспределение. Номинальный расход свежего пара че­

Номинальные удельные расходы пара при расчетных условиях без

рических генераторов переменного тока, приводящиеся в работу па­ ровыми турбинами, даны в табл. 1-4.

125-

Глава 1-8.

К О Н Д Е Н С А Ц И О Н Н Ы Е УСТРОЙСТВА ПАРОВЫХ ТУРБИН

§ 1-37. Общие сведения о конденсации пара в конденсаторах

этому работа турбины с глубоким вакуумом оказывается экономически более выгодной.

Для получения вакуума в выхлопном патрубке турбины приме­ няются специальные теплообменники, называемые конденсаторами. В паротурбинных установках могут применяться следующие типы конденсаторов: поверхностные водяные и воздушные, а также смеши­ вающие. В современных паротурбинных установках стационарного

127

типа применяются исключительно водяные конденсаторы поверхност­ ного типа. Основным их преимуществом является сохранение конден­ сата для питания котлов.

26

Рис. 1-70. Принципиальная схема поверхностной кон­ денсационной установки:

Воздушные конденсаторы, хотя конденсат в них и сохраняется, более громоздки, так как имеют более низкие коэффициенты теплоот­ дачи от поверхности охлаждения к воздуху. Область применения этих конденсаторов очень ограничена. Они применяются на энергопоездах и в районах, где нет источников водоснабжения. Смешивающие кон­ денсаторы из-за потери конденсата с охлаждающей водой в современ­ ных паротурбинных установках не применяются. Основным преиму­ ществом этих конденсаторов является возможность получения более глубокого вакуума для заданной температуры охлаждающей воды. Отработавший пар из турбины поступает в конденсатор; соприкасаясь с холодными стенками конденсаторных трубок, он конденсируется

J28

(поверхностные водяные или воздушные конденсаторы) или соприка­ сается непосредственно с охлаждающей водой (смешивающие конден­ саторы). Вакуум образуется за счет резкого уменьшения удельного объема пара, происходящего при его конденсации. Чем ниже темпера­ тура холодного источника, тем более глубокое разрежение можно получить в конденсаторе.

Конденсатор поверхностного типа представляет собой сосуд обыч­ но цилиндрической формы, внутри которого размещены конденса­ торные трубки. Схема устройства водяного поверхностного конденса­ тора представлена на рис. 1-70. Отработавший пар из выхлопного патрубка 1 турбины 26 поступает в конденсатор через приемный па­ трубок 3. Пар, омывая внешние поверхности конденсаторных трубок 5, конденсируется и отдает скрытую теплоту парообразования охлаж­ дающей воде, протекающей по трубкам. Конденсаторные трубки за­ крепляются в трубных досках, устанавливаемых в корпусе конден­ сатора. К трубным доскам примыкают водяные камеры 6 и 24 (соот­ ветственно задняя и передняя). Со стороны впуска и выпуска воды водяные камеры обычно разделяются перегородками. Таким образом, вода, поступившая в нижнюю камеру, проходит последовательно через нижний и 'верхний пучки конденсаторных трубок. Нагретая охлаждающая (циркуляционная) вода удаляется из конденсатора по сливной трубе 13. Конденсаторы, выполненные по этой схеме, назы­ ваются двухходовыми. Конденсат отработавшего пара из конденса­ тора отводится конденсатным насосом 12 через патрубок 10, располо­ женный в нижней части конденсатора. Для поддержания в паровом пространстве конденсатора глубокого разрежения (вакуума) преду­ смотрен отсос воздуха через патрубки 7 и 23. Конденсатор, конденсатные и циркуляционные насосы, а также отсасывающее воздух уст­ ройство, вместе взятые, образуют конденсационную установку. Ох­ лаждающая вода из подводящего канала 16 циркуляционным насо­ сом 15 подается в конденсатор. Воздух (вернее, паровоздушная смесь) из конденсатора отсасывается двухступенчатым пароструйным эжек­ тором 21.

В современных конденсационных установках большой мощности вместо пароструйных эжекторов применяются водоструйные воздухоотсасывающие устройства. Пароструйный эжектор имеет холодильники поверхностного типа, в которых основным конденсатом турбины (на­ порная линия 20) осуществляется конденсация рабочего пара эжек­ торов и пара, поступившего из конденсатора вместе с воздухом. Для стравливания отработавшего пара турбины в атмосферу при аварий­ ных случаях (остановка циркуляционных насосов и др.) предусматри­ вается автоматически действующий атмосферный клапан, устанавли­ ваемый на трубе 4 или непосредственно на корпусе конденсатора.

Конденсатор должен быть герметически плотным сосудом. Малей­ шие неплотности вакуумной системы конденсационной установки приводят к подсосу воздуха из окружающей атмосферы и вызывают ухудшение вакуума. Неплотности между паровым и водяным про­ странствами приводят к подсосу сырой (циркуляционной) воды в кон­ денсатор, ухудшая качество конденсата. Для паротурбинных устано-