Balakovskaya - Турбина, ТПН, маслосистема

42

крепится хвостовик с автоматом безопасности и деталями импульсного насоса.

В дисках всех ступеней выполнено по семь пароразгрузочны х отверстий диаметром 50 мм. Рабочие лопатки установлены на д исках с помощью грибовидных хвостовиков. На первых четырех ступ енях рабочая часть лопаток постоянного профиля, на остальных - переменного. Рабочие лопатки первой ступени имеют цельнофрезерованную бандажную полку с замыканием на кру г с помощью связей типа “ласточкин хвост”. Рабочие лопатки ос тальных ступеней имеют накладные приклепанные ленточные бандаж и. На бандажах всех ступеней проточены с внешней стороны пояск и для размещения над ними уплотнительных гребней диафрагм.

Масса облопаченного ротора ротора ЦВД - 49 280 кг, максимальный диаметр - 2 220 мм, длина - 11 035 мм.

Корпус

Корпус ЦВД выполнен двойным. Внутренний и внешний корпусы выполнены из стали 15Х1М1ФЛ и состоят из двух половин, сболче нных между собой по горизонтальному разъему. Внутренний корпу с включает в себя по три ступени в каждом потоке. Две пары диафрагм последующих ступеней (в каждом потоке) установл ены в обоймы, помещенные в расточках внешнего корпуса. Диафрагм ы сварной конструкции, выполненные из нержавеющей стали, сболчиваются по разъему, а некоторые из них - попарно в осев ом направлении. Внутренний корпус и обоймы в местах контакта с диафрагмами защищены вставками из нержавеющей стали для

исключения щелевой эрозии. Камеры между внешним и внутрен ним корпусами используется для отбора пара для I первой ступе ни промежуточного перегрева и на последний (по ходу питател ьной воды) ПВД. Из камеры между обоймами пар отбирается для пита ния второго ПВД. В нижней половине внешнего корпуса, кроме пат рубков отборов пара на регенерацию, выполнены патрубки подвода п ара к ЦВД, патрубки дренажей и отсосов пара из обнизок горизонт ального разъема. Наружный корпус ЦВД опирается на приливы подшипн иков с помощью лап, отлитых заодно с фланцами нижней части корп уса.

Концевое уплотнение

Для уменьшения протечек пара и устранения подсосов возду ха в местах выхода концов ротора из корпуса установлены ступе нчатые лабиринтовые уплотнения. Со стороны регулятора и со стороны генератора имеется по две обоймы и по одному корпусу упло тнений, в кольцевых расточках которых установлено по десять уплотнительных колец, которые образуют по три камеры подв ода и отсоса уплотняющего масла.

Корпуса уплотнений присоединены болтами к внешнему корп усу ЦВД. Обоймы уплотнений установлены в соответствующих рас точках корпуса и состоят из верхних и нижних половин, зафиксиров анных между собой установочными штифтами.

Подвеска и центровка обойм уплотнений относительно горизонтальной и вертикальной плоскостей осуществляетс я с помощью специальных шпонок, установленных в нижних полов инах обойм у разъема и по оси турбины.

Цилиндр низкого давления

Проточная часть ЦНД состоит из двух потоков по семь ступе ней в каждом.

Каждый цилиндр низкого лавления включает в себя внешний к орпус в сборе с выхлопными патрубками, обойму (внутренний корпу с), ротор и направляющий аппарат с диафрагмами.

43

Цилиндр низкого давления турбины К-1000-60/1500-2

Корпус ЦНД выполнен двухстенным поскольку давление на вх оде в цилиндр достаточно высокое (1,12 МПа против 0,343 МПа в ЦНД турбины К-1000-60/1500-1). Внутренний корпус содержит по четыре ступени в каждом потоке; диафрагмы остальных ступеней установлены в наружном корпусе.

Подвод пара в ЦНД - боковой, выполнен в нижней половине цилиндра двумя трубопроводами диаметром 1200 мм.

За первой, второй, четвертой и шестой ступенями ЦНД органи зованы отборы пара на регенерацию и теплофикацию, с которыми отв одится значительная часть влаги. Кроме того, диафрагмы двух посл едних ступеней выполнены с внутриканальной сепарацией. В каждо м ЦНД отвод отборов осуществляется:

44

за первой ступенью-одним трубопроводом диаметром 600 мм; за второй ступенью-одним трубопроводом диаметром 800 мм; за четвертой ступенью-двумя трубопроводами диаметром 1000 мм; за шестой ступенью-двумя трубопроводами диаметром 1000 мм.

В местах прохода через внешний корпус трубопроводов подв ода пара и отборов установлены линзовые компенсаторы, допуск ающие свободу относительных перемещений внешнего и внутренне го корпусов.

Пар в конденсаторы поступает из ЦНД через переходные патр убки, имеющие систему линзовых компенсаторов, благодаря котор ым корпуса ЦНД имеют возможность независимо от конденсатор ов расширяться и не воспринимать массу конденсатора и воды. Конденсатор турбины присоединяется к ее выходному патру бку жестко, с помощью сварки; при этом конденсатор устанавлив ается на пружинах, допускающих тепловые расширения переходного патрубка и конденсатора. Для ЦНД турбины К-1000-60/1500-2 только масса воды, заполняющей водяные камеры и трубки конденсатора, составляет почти 600 тонн. Поэтому принята раздельная схема опирания корпуса ЦНД и конденсатора: ЦНД опирается на вер хнюю, а конденсатор - на нижнюю фундаментные плиты.

Большие габариты ЦНД (осевой размер 11,38 м, поперечный - 14,86 м) приводят к появлению больших сил, действующих на корпус от атмосферного давления; огромными при этом оказываются и весовые нагрузки на фундамент из-за большой массы деталей . Поэтому создана специальная система опирания ЦНД на фунд амент.

Опирание и фиксация ЦНД осуществляются на выхлопных патр убках. Каждый ЦНД в сборе опирается на фундамент восемью лапами выхлопных патрубков. Четыре лапы (“торцовые лапы”) - основ ные, несущие, расположены на торцевых стенках; другие четыре л апы (“боковые лапы” или “боковые балконы”) - разгрузочные, расположены на боковых стенках. Торцевые лапы крепятся к торцевым стенкам нижних частей выходных патрубков в зоне горизонтального разъема. С их помощью ЦНД опирается на фундаментные рамы, установленные на стенах фундамента. Ме жду торцевыми лапами и рамами имеются разгрузочные устройст ва пружинного типа, воспринимающие часть вертикальной нагр узки, приложенной к корпусу, и уменьшающие тем самым силы трени я на поверхностях опирания. Боковые балконы служат для дополнительного опирания ЦНД через блоки специальных пр ужин на продольные балки. Пружины боковых балконов и разгрузоч ные устройства торцевых лап воспринимают до 85% массы ЦНД в сбор е, и поэтому на опоры торцевых лап действуют небольшая часть массовой нагрузки и вертикальная сила от атмосферного да вления.

Корпуса подшипников ЦНД выполнены выносными. Они устанавливаются на фундаментные рамы, залитые в поперечн ые ригели. К корпусам подшипников жестко прикреплены камеры концевых уплотнений ЦНД, а герметичность соединений этих камер с торцевыми стенками выходных патрубков обеспечивается установкой силь-фонов, не препятствующих взаимному перем ещению корпусов подшипников и ЦНД. Таким образом, нагрузка почти в 200 тонн от массы ротора воздействует только через корпуса подшипников на поперечные ригели и не передается на внешн ий корпус ЦНД.

Для обеспечения достаточной жесткости корпуса и восприя тия продольных усилий от действия атмосферного давления на т орцевые стенки выходных патрубков между торцевыми лапами и средн им корпусом установлены продольные стержневые фермы; они проходят внутри выходных патрубков. Дополнительное у силение обеспечивается двумя коробами прямоугольного сечения, приваренными по бокам к нижней части среднего корпуса.

На фланце промежуточного вала со стороны генератора выпо лнен гребень для датчика осевого расширения.

Ротор

Ротор ЦНД - двухпоточный, двухопорный, жесткий, сварной, изг отовлен из четырнадцати кованых заготовок. Концевые части имеют ш ейки

диаметром 800 мм под опорные вкладыши, а также проточки 45 концевых лабиринтовых уплотнений и маслоотбойников. Фла нцы муфт роторов откованы заодно с хвостовиками.

На рабочих лопатках первых трех ступеней рабочая часть вы полнена с постоянным профилем, рабочие лопатки с четвертой по сед ьмую ступень имеют рабочую часть переменного профиля. Рабочие лопатки пяти первых ступеней ЦНД имеют грибовидные хвостовики, дв ух последних - елочные с торцевой заводкой по дуге окружност и.

Все рабочие лопатки снабжены бандажами: лопатки с первой по третью ступень имеют

цельнофрезерованные бандажи с демпферными вставками типа “ласточкин хвост”; лопатки четвертой и пятой ступеней - накладные

(приклепываемые) ленточные бандажи; лопатки шестой ступени выполнены с цельнофрезерованной бандажной полкой;

лопатки седьмой ступени - с приклепываемой бандажной полкой типа “наездник”.

Два последних ряда рабочих лопаток дополнительно имеют п о одной демпферной трубчатой бандажной связи. Входные кромки раб очих лопаток шестой и седьмой ступеней закалены токами высоко й частоты для уменьшения эрозионного воздействия капель в лаги.

В дисках второй, третьей и четвертой ступеней выполнено п о пятнадцать пароразгрузочных отверстий диаметром 80 мм.

Масса облопаченного ротора ЦНД составляет 180 000 кг.

Длина ротора низкого давления - 12 493 мм.

Несколько большие массу и габариты имеет ротор ЦНД-3 с учет ом промежуточного вала и установленного на нем колеса валоповоротного устройства: масса облопаченного ротора ЦНД-3 в сборе с промвалом и колесом валоповорота - 193 000 кг, длина РНД- 3 в сборе с промвалом - 13 593 мм.

Максимальный диаметр ротора ЦНД - 5 622 мм. Размеры рабочей лопатки последней ступени (1450 мм) такие же, как и турбины К- 1000-60/1500-1. По железной дороге ротор транспортируется без лопаток двух последних ступеней. Облопачивание двух посл едних ступеней производится на монтаже.

Направляющий аппарат с диафрагмами

Пар, поступающий в ЦНД, разделяется на два потока направля ющим аппаратом. В каждом потоке ЦНД расположено по семь диафра гм. Диафрагмы ЦНД - сварной конструкции. Тела и ободья диафраг м выполнены из углеродистой стали, сопловые (направляющие) лопатки и бандажные ленты - из нержавеющей стали. Все диафрагмы сболчиваются по горизонтальному разъему.

На первых пяти ступенях установлены направляющие лопатк и с профилем постоянного сечения с удлиненной входной кромк ой. На шестой и седьмой ступенях лопатки выполнены закрученным и с переменной хордой по длине. На этих же ступенях лопатки выполнены полыми. Через эти полости организована внутриканальная сепарация влаги. На диафрагмах шестой ст упени со стороны паровыпуска установлены козырьки, прикреплен ные к ободьям с зазором. Через этот зазор отводится влага, отсепарировавшаяся направляющим аппаратом. На диафрагм ах седьмой ступени аналогичный зазор образован козырьками , прикрепленными к выхлопным патрубкам.

Во всех диафрагмах в пазах центральной расточки установл ены уплотнительные кольца лабиринтовых уплотнений (из двадц ати сегментов каждое).

Обойма

Обойма ЦНД сварная, состоит из двух половин, сболченных ме жду собой по горизонтальному разъему. Выполнена из проката углеродистой стали, фланец горизонтального разъема - лито й.

46

Четырьмя лапами, расположенными у горизонтального разъе ма, обойма опирается на внутренние опорные площадки внешнег о корпуса.

В обойме имеется кольцевая полость, в которую подводится пар по двум патрубкам, и кольцевые полости отборов за первой и вт орой ступенями. Из полостей отборов пар через патрубки в нижне й половине обоймы направляется в систему регенерации.

Для обеспечения плотности горизонтального разъема обой ма имеет крепеж на наружных фланцах, а также на внутренних фланцах паровпуска и полостей отборов за второй ступенью. Затяжка крепежа на внутренних фланцах производится через два люк а, расположенные на цилиндрической поверхности обоймы в ра йоне паровпуска, и четыре люка, расположенные на торцевой част и в районе полостей отборов за второй ступенью.

На продольных фланцах горизонтального разъема выполнен ы прорези для уменьшения термических напряжений.

Внешний корпус

Внешний корпус ЦНД выполнен сварным из проката углеродис той стали и состоит из четырех частей, сболченных между собой по горизонтальному и вертикальному разъемам. Вертикальный разъем выполнен для обеспечения возможности провоза корпуса по железной дороге. К торцевым фланцам корпуса присоединяют ся выхлопные патрубки.

С помощью приварных патрубков в нижней половине внешнего корпуса ЦНД выполнены отборы за четвертой и шестой ступен ями и вывод отборов из внутреннего корпуса.

Выхлопной патрубок

Выхлопной патрубок выполняет следующие функции:

организует и направляет поток пара из последней ступени в переходной патрубок конденсатора; воспринимает и передает на фундамент усилия от вакуумной нагрузки и массы ЦНД.

В верхней и нижней частях выхлопного патрубка расположен кольцевой радиально-осевой диффузор для частичного преобразования кинетической энергии пара, выходящего из последней ступени.

На патрубках расположены по два предохранительных атмос ферных клапана. На торцевых стенках расположено по три люка для д оступа к лопаткам последней ступени и форсункам охлаждения, а та кже для установки грузов при балансировке ротора.

Âнижней половине патрубка расположены основные несущие стержни диаметром 150 мм. Они образуют четыре ряда ферм.

Âсостав системы охлаждения выхлопных патрубков входят трубопроводы из нержавеющей стали, прикрепленные хомута ми к

торцевым кромкам обтекателей диффузора. В трубы под определенными углами вварены специальные форсунки, распыляющие охлаждающую воду на стенки патрубка и в паров ой объем во время аварийного режима.

Концевое уплотнение

Концевые лабиринтовые уплотнения ЦНД выполнены ступенч атыми и имеют по четыре уплотнительных кольца, собранных в одном корпусе. Каждое кольцо состоит из двенадцати сегментов.

Корпус концевого уплотнения сварной, состоит из двух поло вин, сболченных между собой по горизонтальному разъему.

В осевом направлении корпус уплотнения разделен на две кольцевые камеры: камеру подвода и камеру отсоса.

47

В верхней половине корпуса уплотнений вварен трубопрово д для подвода уплотняющего пара. Такой же трубопровод приварен к нижней половине корпуса для отвода паровоздушной смеси и з камеры отсоса.

Система влагоудаления

В ЦВД влагоудаление выполнено внутри ступеней - между направляющим аппаратом и рабочим колесом, аналогично на в сех ступенях. На ободе диафрагмы закреплен козырек, образующи й с диафрагмой кольцевую камеру, соединенную с полостью за рабочими лопатками данной ступени.

В камеру попадает сильно увлажненный пар, а также капли вл аги, сброшенные с рабочих лопаток. Влага, попавшая в кольцевую камеру, частично уносится с паром через отверстия в козырьке, а ос тальная часть влаги стекает в нижнюю половину и через отверстия в козырьке попадает в полость за рабочими лопатками, откуда сбрасывается в камеру отбора.

Влагоудаление организовано также за рабочими лопатками ЦВД. Влага попадает в кольцевую камеру, образованную козырько м предыдущей ступени и ободом последующей диафрагмы. Из кольцевой камеры влага попадает через сверления в верхне й и нижней половинах последующих диафрагм в камеры отборов.

В ЦНД на последней и предпоследней ступенях установлены диафрагмы с внутриканальной сепарацией влаги. Кроме того , на этих же ступенях организовано периферийное удаление влаги пе ред рабочими лопатками.

Для удаления влаги перед рабочими лопатками двух последн их ступеней над ними установлены козырьки, образующие с диаф рагмой кольцевую щель, сообщающуюся с пространством за ступенью .

Влага за предпоследней ступенью сбрасывается в камеру от бора, за последней ступенью - в конденсатор.

Контрольноизмерительные приборы

На турбине установлены следующие контрольно-измеритель ные приборы:

датчики теплового расширения для определения абсолютно го расширения корпусов ЦВД, ЦНД-1, ЦНД-2, ЦНД-3; датчики угловой скорости для контроля частоты вращения ротора;

датчики относительного расширения роторов ЦВД и ЦНД-3; датчики контроля вибрации ротора; датчики контроля вибрации подшипников;

датчик сигнализации вращения ротора на валоповороте; датчики осевого сдвига ротора; датчики контроля прогиба ротора;

термоэлектрические преобразователи для замера температ уры металла: корпусов ЦВД и ЦНД, фланцев ЦВД, трубопроводов пара, стопорно-регулирующих клапанов, выхлопных патрубко в ЦНД; термопреобразователи сопротивления для замера

температуры масла на напорном и сливных маслопроводах упорного и опорных подшипников; термопреобразователи сопротивления для замера

температуры баббита вкладышей опорных подшипников и подушек упорного подшипника.

Примечание:

Выделены технологические ограничения, вызывающие автоматическое отключение турбоагрегата.

Срабатывание защиты, действующей на останов турбины, такж е вызывают:

закрытие двух регулирующих заслонок промперегрева одно го любого ЦНД при незакрытом любом сервомоторе регулирующих клапанов ЦВД;

49

закрытие двух из трех регулирующих заслонок одной сторон ы ЦНД при незакрытом любом сервомоторе регулирующих клапанов ЦВД; несоответствие положения стопорных и регулирующих

клапанов - при открытии любого стопорного клапана, если любой из сервомоторов регулирующих клапанов ЦВД закрыт не полностью; закрытие любой стопорной заслонки промперегрева при

незакрытом хотя бы одном сервомоторе регулирующих клапанов ЦВД; несинхронность хода сервомоторов регулирующих клапанов

турбины слева и справа ЦВД более 30 %; понижение уровня в любом из демпферных баков генератора на 100 мм от верхней образующей бака;

повышение уровня питательной воды в любом парогенератор е на 45 см выше номинального или на 30 см выше номинального при условии работы соответствующего ГЦН; отключение любых двух циркнасосов из трех работающих; отключение генератора от внутренних повреждений или отключение выключателя генератора; снижение расхода воды через обмотку статора генератора д о 140 м3/÷;

уменьшение расхода воды в контуре газоохладителей генератора до 660 м3/ч; отключение последнего работающего турбопитательного насосного агрегата;

воздействие на ключ системы защиты от развития пожара.

Еще раз о тепловом расширении

Все четыре цилиндра турбины имеют независимое тепловое расширение, то есть каждый корпус имеет свою неподвижную точку. Ротор же имеет одну неподвижную точку - упорный подшипник - между ЦВД и ЦНД.

Ротор турбины опирается на восемь подшипников с самоустанавливающимися вкладышами, установленных в пят и опорах. Четыре опоры (со второй по пятую) жестко закреплен ы на стальных фундаментных рамах. Опора ¹1 (с подшипником ¹1) имеет свободу продольного осевого перемещения на шпонка х по чугунной фундаментной раме.

Внешний корпус ЦВД опирается двумя лапами на опору ¹1 и двумя на опору ¹2. Этот корпус ЦВД зафиксирован неподвижно на опоре ¹2, а изменение длины корпуса ЦВД вызывает перемещен ие опоры ¹1.

Каждый из корпусов ЦНД опирается на фундамент восемью лап ами: четыре лапы по торцам - основные несущие, а четыре боковые л апы - разгрузочные пружинные. Неподвижные точки (фикс-пункты)

корпусов ЦНД созданы поперечными шпонками в торцевых лап ах со стороны ЦВД, а торцевые лапы со стороны генератора могут перемещаться относительно фундамента по продольным шпо нкам.