Шелегов Насосное оборудование АЕС 2011
.pdfПарогенераторы
ТПН обеспечивают подачу деаэрированной питательной воды из Д-7 в ПГ для отвода тепловыделений от активной зоны реакторной установки при работе блока на мощности.
Система промперегрева ТГ
На перегретом паре от СПП работает приводная турбина питательного турбонасосного агрегата при мощности блока более 830– 850 МВт.
Система паропроводов собственных нужд
На паре из коллектора СН работает приводная турбина питательного турбонасосного агрегата при мощности блока до 830− 850 МВт. Пар из коллектора СН подается на эжекторы ТПН. Пар от РОУ ЭУ подается на уплотнения приводной турбины при пуске блока.
Система основного конденсата ТГ
Основной конденсат ТГ подается конденсатными насосами КЭН-2 на уплотнение ПН.
Конденсатор ТГ
В конденсатор ТГ производится слив конденсата из конденсатора ТПН (безнасосный слив либо конденсатными насосами КНТ).
Вакуумная система ТГ
Вакуумная система ТГ может использоваться для быстрого набора вакуума в конденсаторе ТПН (от ОЭ ТГ).
Система вспомогательной питательной воды
Система вспомогательной питательной воды предназначена для подачи питательной воды в ПГ при работе блока до мощности 4,5% Nном и включена параллельно ТПН по питательной воде.
Система циркводоснабжения
Цирквода из циркводоводов № 1 и № 2 используется как охлаждающая среда:
в конденсаторах ТПН; маслоохладителях редукторов ТПН.
181
Система дренажей и воздушников
Система обеспечивает воздухоудаление из оборудования и трубопроводов в процессе заполнения, дренирование воды из оборудования и трубопроводов в период вывода системы в ремонт, прогрев паропроводов при пуске и удаление влаги из паропроводов при работе ТПН.
Система маслоснабжения ТГ
Турбинное масло из системы маслоснабжения ТГ используется для:
смазки подшипников, соединительных муфт, ВПУ, зацепления редуктора питательного турбонасосного агрегата;
работы системы регулирования и защиты ТПН.
Система электроснабжения агрегатов, приборов КИП и авто-
матики служит для надежного функционирования агрегатов и систем при нормальных и аварийных режимах, для проектного функционирования защит, блокировок, работы автоматики и достоверного контроля параметров.
8.4. Основное оборудование
Каждый питательный турбонасосный агрегат состоит из: конденсационной приводной турбины К-10-5/3400 Калужского
турбинного завода; питательного насоса ПТА 3750-75 Сумского насосного завода;
предвключенного (бустерного) насоса ПТА-3800-20 Сумского насосного завода.
8.4.1. Приводная турбина К-10-5/3400
Особенности конструкции турбины
Турбина типа К-10-5/3400 – конденсационная, одноцилиндровая активного типа, с дроссельным парораспределением, рассчитана на работу с переменной частотой вращения.
Работа приводной турбины ТПН имеет следующие особенности, определяющие ее конструкцию.
182
Рис. 8.5. Приводная турбина К-10-5/3400:
1 – муфта сварная; 2 – редуктор; 3 – муфта; 4 – подшипник передний; 5 – блок регулирования; 6 – уплотнение переднее; 7 – обшивка; 8 – корпус (передняя часть); 9 – сегмент сопел; 10 – диафрагма сварная; 11, 12 – щит паровой; 13 – корпус внутренний; 14 – корпус (выхлопная часть); 15 – уплотнение заднее; 16 – ротор; 17 – подшипник задний; 18 – валоповоротный механизм; 19 – муфта; 20 – блок специальный; 21 – шпонка специальная; 22 – плита фундаментная задняя; 23 – прокладка клиновая; 24 – прокладка; 25 – шпилька фундаментная; 26 – шпонка; 27 – болт специальный; 28 – болт; 29 – шпонка; 30 – болт дистанционный; 31 – плита фундаментная передняя; 32 – насос-регулятор; I – слив масла из кожуха муфты; II – слив масла из редуктора; III – подвод масла к переднему подшипнику; IV – напорное масло после МНПТ; V – слив масла на всас МНПТ; VI – отбор пара из переднего уплотнения в регулятор уплотнения; VII – слив масла из заднего подшипника
Турбина работает при переменной частоте вращения ротора, что вызывает большие сложности при вибрационной отстройке лопаточного аппарата, для увеличения прочности рабочие лопатки выполняются с увеличенными хордами, для повышения жесткости лопатки соединяются бандажом в пакеты по 10–13 шт., а пакеты соединяются между собой бандажными проволоками.
183
Рис. 8.6. Приводная турбина К-10-5/3400 (вид спереди)
Турбина работает с переменным начальным давлением пара, поскольку при изменении нагрузки блока меняется давление пара от СПП на ТПН, при этом объемный расход пара через турбину практически не меняется в широком диапазоне нагрузок, поэтому применяется дроссельное парораспределение.
Параметры пара перед турбиной невелики, поэтому предусмотрено влагоудаление из проточной части.
Турбина состоит из следующих основных узлов и механизмов: внешнего и внутреннего корпусов, в которых собрана проточная
часть; ротора;
дроссельного парораспределения; переднего и заднего подшипников; валоповоротного устройства; блока регулирования; предохранительных диафрагм;
концевых лабиринтовых уплотнений; соединительных муфт.
184
Рис. 8.7. Приводная турбина К-10-5/3400 (вид сверху)
Дроссельные клапаны парораспределения размещены в двух клапанных коробках, расположенных по обе стороны нижней части корпуса турбины. В каждой клапанной коробке размещено по одному дроссельному регулирующему клапану с разгрузочным поршнем. Эти клапаны работают параллельно и приводятся в движение сервомотором, расположенным в блоке регулирования 5.
Диафрагмы разделяют внутреннюю полость корпуса турбины на отдельные камеры – ступени давления, в которых располагаются по одному диску ротора с его рабочими лопатками. Сопловые аппараты диафрагм образованы каналами между приваренными лопатками специального профиля. Форма и расположение каналов таковы, что пар, проходя через них, расширяясь, приобретает дополнительную кинетическую энергию и направляется на рабочие лопатки соответствующего диска ротора.
Проточная часть турбины состоит из восьми ступеней давления. Первая ступень давления состоит из сегмента сопел 9 и одновенечного рабочего колеса. Остальные ступени давления состоят из диафрагм 10 и одновенечных рабочих колес. Рабочие колеса, выпол-
185
ненные заодно с валом, с установленными на них рабочими лопатками образуют ротор 16.
Сегмент сопел 9 и диафрагмы 10 − стальные, сварной конструкции. Направляющие лопатки всех диафрагм и сегмент сопел 9 изготовлены из нержавеющей стали.
Условия, в которых работают диафрагмы различных ступеней давления, неодинаковы, что нашло отражение в конструктивном исполнении диафрагм. Сопловые аппараты диафрагм 2-й и 6-й ступеней набраны из цельных лопаток, диафрагмы 7-й и 8-й ступеней имеют полые лопатки для осуществления внутриканальной сепарации влаги. В полотне и ободе этих диафрагм имеются кольцевые каналы для сбора и вывода отсепарированной влаги.
Диафрагменные уплотнения предназначены для уменьшения протечек пара в зазор между валом и диафрагмой помимо соплового аппарата. Уплотнение диафрагмы с ротором турбины обеспечивается уплотнительными кольцами, поджимаемыми плоскими пружинами к центру. Уплотнение работает эффективно, если зазоры в уплотнении (особенно вертикальный) – малы, в связи с этим требуются:
точная центровка диафрагмы в корпусе; применение мягких материалов, способных к истиранию в усло-
виях сухого трения (нейзильбер); строгое соблюдение графика прогрева турбины.
Для уменьшения протечки пара, помимо рабочих лопаток, сегменты сопел и диафрагмы первых трёх ступеней имеют приваренные к верхнему ободу паровые щиты с уплотнительными усиками. На 4−8-й ступенях паровые щиты выполняются отдельно и крепятся непосредственно к корпусу цилиндра.
Ротор турбины предназначен для восприятия своими рабочими лопатками кинетической энергии парового потока, проходящего по проточной части и передачи крутящего момента БН и ПН. Ротор размещается в корпусе турбины и своими шейками опирается на вкладыши переднего (4) и заднего (17) подшипников.
Особенность турбины К-10-5/3400 − низкие начальные параметры пара, поэтому проточная часть турбины работает на влажном паре:
часть ступеней − при работе на перегретом паре от СПП;
186
при работе от коллектора СН вся проточная часть работает на влажном паре.
Для удаления влаги из проточной части выполнены следующие мероприятия:
•начиная с 4-й ступени предусмотрены влагосборные канавки, где под действием центробежных сил капли влаги отбрасываются к периферии, по канавкам сливаются вниз и далее отводятся в дренаж;
•выполнена специальная пятая (влагосепарирующая) ступень, на рабочих лопатках которой на 1/2 высоты лопатки со стороны спинки проточены продольные канавки-влагосборники, а на бандаже лопаток – радиальные сверления; собирающаяся в канавках влага под действием центробежных сил отбрасывается к периферии и отводится через радиальные сверления в бандаже в паровые щиты;
•лопатки диафрагм 7-й и 8-й ступеней выполнены полыми и имеют щели в средней части и на выходной кромке. Внутренний и наружный бандажи диафрагм, образующие кольцевые каналы, с помощью выводных трубок сообщаются с полостью конденсатора; при работе турбины во всей внутренней системе каналов и полостей создается разрежение, что способствует отсосу влаги, сконденсированной на поверхности диафрагменных лопаток, во внутренние каналы и отводу ее в конденсатор.
Предусмотренное в конструкции турбины влагоудаление позволяет:
уменьшить эрозионный износ поверхностей лопаток; увеличить КПД турбины; устранить дополнительный источник возбуждения колебаний
рабочих лопаток.
Передний и задний подшипники турбины − опоры ее ротора, обеспечивающие его вращение с малым коэффициентом трения и центруют его относительно корпуса турбины и смонтированных в нем диафрагм и концевых уплотнений. Кроме того, передний опорно-упорный подшипник фиксирует положение ротора в осевом направлении и воспринимает кроме радиальной, осевую нагрузку.
187
Маслонасос регулирования ТПН
Для подачи масла в систему регулирования и защиты на каждом ТПН установлено по два МНРТ типа НК-200/150Г. Электронасосный агрегат состоит из насоса и электродвигателя, смонтированных на общей фундаментной плите. Соединение валов насоса и двигателя осуществляется зубчатой муфтой с промежуточным валом. Направление вращения ротора насоса – левое (против часовой стрелки), если смотреть со стороны двигателя.
Насос – центробежный, горизонтальный, консольный, одноступенчатый с направляющим аппаратом одностороннего входа жидкости. Корпус насоса выполняется совместно с опорными лапами, всасывающим и напорным патрубками и устанавливается на стойке насоса.
Напорный патрубок направлен вертикально вверх, всасывающий − горизонтально вдоль оси вала насоса. Крышка насоса присоединяется к корпусу насоса с помощью шпилек с гайками и шайбами. Стык корпуса и крышки уплотняется спирально-навивной прокладкой. Уплотнение вала в месте выхода его из крышки насоса осуществляется сальниковым уплотнением.
Направляющий аппарат выполняется из четырех частей, между стыками которых устанавливаются пластины. К корпусу насоса направляющий аппарат крепится с помощью прижимных дисков, винтов и фиксируется штифтами.
Вал насоса 6 вращается в двух шарикоподшипниковых опорах. Опора, расположенная у муфты, состоит из двух радиальноупорных шарикоподшипников и воспринимает осевую и радиальную силы, действующие на вал насоса; вторая опора − из двух радиальных шарикоподшипников. Рабочее колесо посажено на цилиндрическую шейку вала и закрепляется с помощью шайбы и гайки.
Редуктор
Редуктор Р-2М предназначен для передачи крутящего момента от приводной турбины к предвключенному насосу с понижением числа оборотов. Редуктор − одноступенчатый, с горизонтальным расположением валов, шевронный, нереверсивный (рис. 8.8).
188
Рис. 8.8. Редуктор ТПН:
1 – колесо; 2 – корпус редуктора (нижняя половина); 3 – вкладыш; 4 – штифт; 5 – муфта; 6 – кольцо; 7 – проставка; 8 – кожух; 9 – втулка зубчатая; 10 – стопор; 11 – щиток; 12 – автоматический затвор; 13 – проставка; 14 – вкладыш; 15 – вибродатчик; 16 – сапун; 17 – шестерня; 18 – корпус редуктора (верхняя половина); 19 – вкладыш; 20 – проставка; 21 – щиток; 22 – стопор; 23 – кожух; 24 – муфта; 25 – рабочее колесо насосарегулятора; 26 – вкладыш; 27, 28 – втулки
Зубчатая передача состоит из колеса 1 и шестерни 17, откованных совместно с валом. На вал шестерни насажена втулка зубчатая 27 с прямозубым венцом для соединения с муфтой 24 и запрессован хвостовик автоматического затвора 12. Вал колеса имеет насадную втулку зубчатую 28 с прямозубым венцом для соединения с муфтой 5 и центральное отверстие для смазки зубьев муфты 5.
Передача крутящего момента от вала турбины к шестерне и от колеса к валу насоса производится при помощи зубчатых муфт 24 и 5. Эти муфты имеют вертикальный разъем с фланцевым соединением.
189
Для предотвращения осевых перемещений зубчатых муфт 24 и 5 предусмотрены стопоры 10 и 22. Зубчатые муфты как со стороны насоса, так и со стороны турбины защищены кожухами.
Шестерня 17 и колесо 1 редуктора вращаются в подшипниках скольжения с залитой баббитом марки Б-83 рабочей поверхностью. Вкладыши 14 и 19 шестерни имеют только опорную рабочую поверхность, а вкладыши 3 и 26 колеса − еще и упорную рабочую поверхность. Вкладыши шестерни выполнены неразъемными, а вкладыши колеса состоят из двух скрепленных между собой половин. Для контроля температуры вкладышей в них установлены термометры сопротивления.
Корпус редуктора сварен из листовой стали и имеет горизонтальный разъем. Для предотвращения повышения давления в полости редуктора на верхней половине корпуса предусмотрен сапун. Там же установлены вибродатчик 15 и автоматический затвор с золотником гидравлического опробования. В корпусе редуктора предусмотрен смотровой люк со стеклом.
Масло на смазку зацепления подается через специальный фланец в камеру, выполненную в верхней половине корпуса редуктора. Из этой камеры масло через ряд дросселей разбрызгивается на зацепление. Подвод масла на подшипники осуществляется двумя потоками следующим образом: через специальные фланцы и сверления в верхней половине корпуса масло поступает в камеры А и Б, образованные кольцевыми канавками корпуса и вкладышами 14 и 19, далее через сверления во вкладышах поступает на смазку подшипников шестерни. Часть масла из камер А и Б через сверления в верхней половине корпуса поступает в камеры В и Г, образованные кольцевыми канавками корпуса и вкладышами 3 и 26 и далее через сверления во вкладышах поступает на смазку подшипников колеса.
Зубчатая муфта между редуктором и насосом смазывается сливным маслом из вкладыша 26 колеса, а между редуктором и турбиной − маслом, идущим через специальное сопло, закрепленное на переднем подшипнике турбины.
Отработавшее масло из кожуха 8 и корпуса редуктора сливается через специальные трубы, а из кожуха 23 – картер переднего подшипника турбины.
На тихоходном валу редуктора закреплено рабочее колесо 25 насоса-регулятора системы регулирования турбины. Корпус насо-
190