Balakovskaya - Турбина, ТПН, маслосистема

Принцип действия устройств основан на преобразовании пьезоэлектрическим вибропреобразователем вибрации кор пуса подшипника турбоагрегата в электрический сигнал и дальн ейшей его обработке.

Технические данные

Датчик

Чувствительным элементом вибропреобразователя являетс я пьезопластина, прикрепленная к массивному грузу. При возникновении вибрации груз давит на пьезопластину, что п риводит к возникновению пьезоэлектрического эффекта - возникнове нию заряда на контактах пьезопластины. Так как заряд, возника ющий на противоположных поверхностях пьезопластины, пропорционален приложенной силе, а сила, в свою очередь, прямо пропорциона льна ускорению инерционной массы груза, то электрический сигн ал вибропреобразователя пропорционален виброускорению.

Установка устройства

Вибропреобразователь установлен на подшипнике турбоагр егата на специально подготовленной горизонтальной площадке размером 100 х 62 мм. Площадка имеет ровную поверхность,

отклонение от плоскости не превышает 0,1 мм. Линия, проведенная через два отверстия в площадке для крепления вибропреобразователя, и ось турбоагрегата параллельны. П ри такой установке вибропреобразователь будет воспринимать верт икальную и поперечную составляющие вибрации турбины.

От вибропреобразователя проложен соединительный кабель к усилителю. Усилитель вибропреобразователя установлен н а фундаменте турбины. Проложены соединительные кабели от усилителя вибропреобразователя к клеммам вторичной апп аратуры и от клемм коммутационного блока к системам защиты и регистрации.

Эксплуатация

Во время эксплуатации устройства должны подвергаться систематическому ежесменному внешнему осмотру. Что каса ется вибропреобразователя и его усилителя, то при внешнем осмо тре необходимо проверять:

целостность оболочек вибропреобразователя и корпуса усилителя вибропреобразователя, отсутствие на них раков ин, коррозии и других повреждений; наличие всех крепежных деталей и элементов;

состояние крепления и отсутствие внешних повреждений соединительных кабелей; состояние заземления;

нагрев пьезоэлектрического вибропреобразователя и корп уса его усилителя.

Министерство Российской федерации по атомной энергии. Концерн “Росэнергоатом”. Балаковская Атомная Электростан.ция СЛУЖБА ПОДГОТОВКИ ПЕРСОНАЛА Системы турбинного отделения. Часть 2. Турбина К-1000-60/1500-2. Системы отборов турбины RD, RH и питания приводов обратных клапанов

73

Цели обучения

1.Указать условия работы паропровода отбора турбины, спос обы выбора его диаметра и толщины стенки.

2.Назвать параметры пара отборов и его потребителей, причи ны потери давления в паропроводах.

3.Описать последствия тепловых удлинений трубопроводов и устройство линзовых компенсаторов.

4.Раскрыть природу обратного течения пара и связанные с эт им негативные процессы. Указать назначение обратных клапанов

отборов и места их установки.

5.Объяснить устройство и принцип действия обратного клап ана, указать способы проверки его работоспособности.

6.Описать назначение, состав и работу системы подачи питан ия гидравлических приводов обратных клапанов.

7.Для импульсного клапана с электромагнитным приводом: описать назначение и установку;

привести основные технические данные и характеристики; изложить принцип действия; объяснить приемы эксплуатации;

распознавать возможные неисправности.

Объяснить назначение, устройство и эксплуатацию систем отборов турбины RD, RH и питания приводов обратных клапанов.

Министерство Российской федерации по атомной энергии. Концерн “Росэнергоатом”. Балаковская Атомная Электростан.ция СЛУЖБА ПОДГОТОВКИ ПЕРСОНАЛА Системы турбинного отделения. Часть 2. Турбина К-1000-60/1500-2. Системы отборов турбины RD, RH и питания приводов обратных клапанов

74

Система отборов высокого и низкого давлений

Паропроводы отборов турбины

Условия работы.

Одним из наиболее тяжелых для паропроводов переходных ре жимов, с точки зрения возникающих напряжений, является тепловой удар. Тепловой удар характеризуется скачкообразным изменение м температуры проходящей через паропровод среды. Различаю тся тепловой удар при нагреве и охлаждающий тепловой удар.

Тепловой удар при нагреве наблюдается, например, когда в первоначально холодный паропровод, заполненный воздухо м атмосферного давления, поступает греющий пар. Пар уже вна чале имеет температуру не ниже 100î С и обуславливает скачок температуры внутри трубопровода, по крайней мере, на 80 град усов. Типичным примером охлаждающего теплового удара являетс я заброс воды в горячий паропровод или поступление в паропр овод пара с недостаточно высокой температурой при пуске блока из неостывшего состояния.

При прогреве паропровода отборов пленка конденсата стек ает в нижнюю часть горизонтального участка. Образуется ручей к онденсата, движущегося к точке дренирования. В этих условиях теплоот дача от конденсирующегося пара к стенке трубопровода становитс я неравномерной по окружности. Температура верхней части т рубы при этом больше, чем нижней. В переходных режимах эта температурная неравномерность достигает значительной в еличины.

В практике эксплуатации наблюдается повышенная поврежд аемость паропроводов в местах гибов. Распространенным и, в то же вр емя, слабым элементом паропроводов являются и тройниковые соединения.

Выбор диаметра и толщины стенки.

Внутренний диаметр трубопроводов определяют в зависимо сти от расхода и скорости пара.

ãäå

G - расход пара, кг/с;

v - удельный объем пара, м3/кг; С - скорость пара, м/с.

Уровень скоростей в трубопроводах отборов влажнопаровы х турбин АЭС выбирается из условий обеспечения длительной работы трубопроводов в условиях повышенной влажности отборног о пара и составляет 40-45 м/с в трубопроводах отборов пара из промежуточных ступеней турбины, расположенных после СПП , и 25-30 м/с при отборах пара повышенной влажности и повышенного давления - из цилиндра высокого давления.

Необходимая толщина стенки трубопровода определяется и з расчета на прочность. Минимальная толщина стенки трубы:

где р - расчетное избыточное давление, кгс/см2;

dí - наружный диаметр, мм;

σ - номинальное допускаемое напряжение, кгс/см2.

Министерство Российской федерации по атомной энергии. Концерн “Росэнергоатом”. Балаковская Атомная Электростан.ция СЛУЖБА ПОДГОТОВКИ ПЕРСОНАЛА Системы турбинного отделения. Часть 2. Турбина К-1000-60/1500-2. Системы отборов турбины RD, RH и питания приводов обратных клапанов

75

давления низкого турбины отборов Схема

Цилиндр низкого давления

7

5

4

6

RH51S01, 02

отсос от штоков СРК

RH52S01

отсос из фланца ЦВД

RH41S01, 02

из концевых уплотнений ЦВД

RH42S01, 02

îò ÊÑÍ

из пятого отбора

RH63S01

от поворотных заслонок

ÏÍÄ-1 ¹2

îò ÖÍÄ-2

ÏÍÄ-3

ÎÁ-II ãð.À

ÎÁ-II ãð.Á

ÏÍÄ-4

ÏÁ ãð.À

ÏÁ ãð.Á

ÏÍÄ-2 ¹1

ÏÍÄ-2 ¹2

ÎÁ- I ãð.À

ÎÁ-I ãð.Á

ÏÍÄ-1 ¹3

îò ÖÍÄ-3

76

Министерство Российской федерации по атомной энергии. Концерн “Росэнергоатом”. Балаковская Атомная Электростан.ция СЛУЖБА ПОДГОТОВКИ ПЕРСОНАЛА Системы турбинного отделения. Часть 2. Турбина К-1000-60/1500-2. Системы отборов турбины RD, RH и питания приводов обратных клапанов

77

После предварительных расчетов по сортаменту изготовля емых труб выбираются трубопроводы dí х S, ближайшие по размерам, с округлением в большую сторону. А затем выполняется провер очный гидродинамический расчет трубопровода выбранного диаме тра и толщины.

Параметры и конструктивные характеристики.

Давление пара в отборах в зависимости от нагрузки энергоб лока

Параметры отборов пара для нужд регенерации, промперегре ва, турбоприводов питательных насосов:

Параметры отборов пара для технологических нужд и подогр евателей теплофикационной установки:

При работе турбины с отборами сверх регенерации давление и температура пара в камерах отборов и массовые расходы отбираемого пара существенно не изменятся, за исключение м массового расхода пара на деаэратор. В таком режиме он сос тавит 113,8 т/ч.

Все соединения участков паропроводов отборов между собо й и с элементами трубопроводов - сварные.

Министерство Российской федерации по атомной энергии. Концерн “Росэнергоатом”. Балаковская Атомная Электростан.ция СЛУЖБА ПОДГОТОВКИ ПЕРСОНАЛА Системы турбинного отделения. Часть 2. Турбина К-1000-60/1500-2. Системы отборов турбины RD, RH и питания приводов обратных клапанов

Направление движения среды

Однолинзовый компенсатор с дренажным штуцером

Направление движения среды

Двухлинзовый компенсатор без штуцеров опорожнения

Линзовые компенсаторы

Для уменьшения количества дренажных точек горизонтальн ые78 участки трубопроводов прокладываются с постоянным укло ном по ходу движения пара. Это обеспечивает сток конденсата в сл учае его образования в паропроводах. Минимальный уклон i = 0,004 в сторону вывода дренажа.

Потери давления.

Коэффициенты гидравлического сопротивления трубопрово дов разных отборов в одной турбоустановке могут отличаться в 4-6 и более раз.

Потери давления пара от турбины до потребителей отборов составляют обычно 5-8% давления пара в камере отбора. Снижен ие этих потерь повышает мощность турбины.

Доля энергетических потерь на обратном клапане для протя женного паропровода составляет 10-30%. В коротком тракте отбора обрат ный клапан может вызвать до 60-70% общих потерь давления. Поэтому так важно, чтобы обратный клапан обладал минимальным гидравлическим сопротивлением. (Гидравлическое сопроти вление обратного клапана складывается из перепадов давления в собственно корпусе и на затворе). В частности, зависание за твора кроме того, что снижает надежность клапана, приводит еще и к быстрому росту его гидравлического сопротивления. Каждо му значению скоростного напора соответствует единственное значение степени открытия затвора. Если после зависания затвора ра сход продолжает увеличиваться, сопротивление клапана возрас тает тем сильнее, чем меньше его открытие.

Тепловые удлинения трубопроводов, линзовые компенсаторы

При транспортировке трубопроводами горячей среды метал л расширяется. В трубопроводах, имеющих большую протяженно сть, это удлинение может быть значительным.

Тепловое удлинение участка трубопровода определяется п о формуле:

Dl = dt × l

ãäå

l- длина участка трубопровода, м; δt- тепловое удлинение одного метра трубопровода, мм/м.

В свою очередь:

dt = at

ãäå α- температурный коэффициент линейного

расширения стали данной марки, мм/(м х îС); t- конечная температура нагрева трубопровода (температура транспортируемой среды), îÑ.

Если в трубопроводе не будет предусмотрена возможность компенсации его тепловых удлинений, в нем могут возникнут ь усилия, способные прогнуть трубопровод, порвать места присоедин ения к нему других трубопроводов (за счет больших перемещений т очки присоединения), вызвать недопустимые силы и моменты у оборудования или строительной конструкции, к которым присоединяется или крепится трубопровод и т.п.

Способность трубопровода к деформации под воздействием возникающих в нем удлинений без перенапряжений, то есть в пределах допускаемых напряжений, называется его компенс ирующей способностью. Компенсирующая способность трубопроводов проверяется расчетом. Для компенсации тепловых удлинени й трубопроводов с Рó£16 êãñ/ñì2 применяются специальные устройства в виде сальниковых и линзовых компенсаторов.

Линзовые компенсаторы воспринимают температурные удлин ения значительно меньшие, чем сальниковые, но обеспечивают при этом полную герметичность, чем выгодно отличаются от сальнико вых. Эти компенсаторы изготавливают одно-, двух-, трех- и четырехлин зовыми, со стаканом (цилиндрическая вставка) и без него, с дренажн ой

Министерство Российской федерации по атомной энергии. Концерн “Росэнергоатом”. Балаковская Атомная Электростан.ция СЛУЖБА ПОДГОТОВКИ ПЕРСОНАЛА Системы турбинного отделения. Часть 2. Турбина К-1000-60/1500-2. Системы отборов турбины RD, RH и питания приводов обратных клапанов

79

трубкой на каждой линзе и без нее. Стакан линзового компен сатора уменьшает его гидравлическое сопротивление. В случае уст ановки компенсатора на горизонтальном участке трубопровода вы бирают компенсатор с дренажными трубками на линзах, если на вертикальном, то без них.

Компенсирующая способность линзовых компенсаторов определяется количеством линз и находится в пределах от 4 мм (однолинзовые) до 16мм (четырехлинзовые компенсаторы). При прогреве и остывании паропроводов их длина изменяется на 1,2-1,8 мм на погонный метр на каждые 100 градусов изменения температуры.

Для исключения изгиба линзового компенсатора на расстоя нии не более 2-3 Ду от него устанавливают направляющую опору. В слу чае установки на прямом участке трубопровода двух линзовых компенсаторов для обеспечения равномерного их нагружен ия между ними размещают неподвижную опору.

Обратные клапаны

Назначение

Обратные клапаны паропроводов отборов являются исполнительными органами системы защиты турбины.

Стопорные клапаны должны быстро и надежно прекратить под ачу свежего пара в турбину. Для турбин с промежуточным перегр евом пара отключение только главных паропроводов недостаточ но, так как некоторое время пар будет поступать в ЦНД из паропроводов промежуточного перегрева и разгонять турбину. Поэтому за сепараторами-пароперегревателями предусматривается ус тановка стопорных заслонок. Однако и этой защиты от поступления п ара в турбину недостаточно, так как пар в нее может проникать из паропроводов отборов и из регенеративных подогревателе й. Такое положение возникает при закрытии стопорных клапанов и бы стром падении давления внутри турбины. При этом падает давление в регенеративных подогревателях и конденсат греющего пар а, имеющий температуру насыщения при давлении, которое было перед сбросом, становится перегретым и вскипает. Образующийся п ар устремляется в турбину. С началом истечения пара из подог ревателя давление в нем продолжает падать и образуется уже «вторич ный» пар, который поддерживает обратный поток.

Разгон турбоагрегата может привести к исключительно тяж елым последствиям, вплоть до его полного разрушения. Поэтому н а трубопроводах отборов устанавливают обратные клапаны.

Комментарий:

В системе отборов современных турбин, имеющих развитую регенерацию и большую протяженность трубопроводов, аккумулируется значительная энергия и обратный поток пара в состоянии разогнать турбоагрегат. Особенно опасно несвоевременное или неполное отключение турбины от деаэратора.

Кроме того, пар, образующийся при вскипании конденсата в подогревателе, имеет температуру насыщения, соответствующую давлению в его корпусе. Она может быть намного ниже температуры пара в проточной части турбины до сброса нагрузки. Поэтому обратный поток насыщенного пара может вызвать нежелательное резкое охлаждение деталей в проточной части турбины.

При обратном потоке пара не исключен также заброс воды в т урбину, что связано с опасностью механических повреждений лопат очного аппарата.

Установка.

Чтобы уменьшить неотсекаемые обратными клапанами паров ые объемы, клапаны располагают возможно ближе к турбине, на

Министерство Российской федерации по атомной энергии. Концерн “Росэнергоатом”. Балаковская Атомная Электростан.ция СЛУЖБА ПОДГОТОВКИ ПЕРСОНАЛА Системы турбинного отделения. Часть 2. Турбина К-1000-60/1500-2. Системы отборов турбины RD, RH и питания приводов обратных клапанов

Оперативное обозначение

RD10S01

RD13S01

RD20S01

RD34S01

RB50S01

RH41S01

RH42S01

RH51S01

RH52S01

RH63S01

8

À

80

горизонтальных участках трубопроводов, в местах, доступн ых для обслуживания. В последних отборах давление близко к конденсаторному, пар - низкопотенциальный и не может суще ственно повлиять на заброс частоты вращения ротора. Поэтому обрат ные клапаны не ставят на линиях к ПНД ¹1 и ПНД ¹2.

На паропроводах отборов турбины К-1000-60/1500-2 установлены десять обратных клапанов:

Чтобы увеличить быстродействие и гарантировать полную п росадку обратные клапаны отборов снабжают устройством для их принудительного закрытия - гидравлическим поршневым сервомотором. Такое устройство, называемое приводом, не препятствует перемещению тарелки затвора при нормально й работе турбины, а после вступления в действие системы защиты тур бины от разгона воздействует на тарелку значительным усилием, направленным в сторону закрытия. В то же время привод не прекращает течения пара в прямом направлении при ошибочн ом срабатывании, а вызывает в этом случае лишь дополнительную потерю давления пара в обратном клапане.

Устройство, принцип действия.

2

3

Âèä À

7

4

Обратный клапан паропроводов отборов