6.2 Турбинное оборудование

6.2.1 Турбина

6.2.1.1 Техническая характеристика

Турбина паровая конденсационная четырехцилиндровая (структурная схема – ЦВД, три ЦНД, без регулируемых отборов пара, с сепарацией и с двухступенчатым паровым промежуточным перегревом (отборным и свежим паром)) типа К-1000-60/1500-2, номинальной мощностью 1114000 кВт (при полностью открытых клапанах и без отборов сверх регенерации), с частотой вращения 1500 об/мин предназначена для преобразования тепловой энергии пара, генерируемого в парогенераторах, в механическую энергию вращения ротора и привода генератора переменного тока ТВВ-1000-4У3 мощностью 1000000 кВт, напряжением на клеммах 24000 В (Ленинградского производственного электромашиностроительного объединения «Электросила»), монтируемого на общем фундаменте с турбиной.

Турбина предназначена для работы в блоке с реактором типа ВВЭР‑1000 по моноблочной схеме и длительно может нести нагрузку в интервале 30-100 % от номинальной нагрузки. Рассчитана для несения базовой части графика нагрузки и участия в нормальном и аварийном регулировании мощности энергосистемы с возможностью привлечения для покрытия переменной части графиков нагрузок.

Работа турбины с номинальной нагрузкой обеспечивается при работе двух питательных турбонасосных агрегатов, четырех конденсатных насосов (по два насоса каждой ступени), температуре охлаждающей воды не более 33 С.

Турбина рассчитана для работы свежим паром давлением 5,88 МПа (60 кгс/см²) и температурой 274,3 ^ОС при степени сухости 0,995 с промежуточным двухступенчатым перегревом пара до 250 ^ОС.

Давление пара перед ЦНД - 1,12 МПа (11,4 кгс/см²).

Давление пара на входе в конденсаторы при номинальной мощности и температуре охлаждающей воды 15 ^ОС - 3,92 кПа (0,04 кгс/см²).

Турбина снабжена регенеративной установкой для подогрева питательной воды до температуры 220 ^ОС. Турбина имеет нерегулируемые отборы пара на регенеративные подогреватели высокого и низкого давления, на приводные турбины питательных насосов, на теплофикационную водонагревательную установку и на технологические нужды станции.

Турбина представляет собой одновальный четырехцилиндровый агрегат и состоит из ЦВД, трех ЦНД (ЦНД-1, ЦНД-2, ЦНД-3), пяти опор подшипников, трех конденсаторов, ресиверов, органов парораспределения и регулирования, системы маслоснабжения. Длина турбины 52,24 м. Парораспределение турбины дроссельное.

На рис. 6.2.1. представлена упрощенная тепловая схема турбоустановки с турбиной К-1000‑60/1500-2. Пар с давлением 5,9 МПа (60 кгс/см²) и влажностью 0,5 % из четырех парогенераторов реакторной установки ВВЭР-1000 соответственно по ГПК, состоящего из четырех объединенных паропроводов подводится к четырем стопорно-регулирующим клапанам, а из них - в середину двухпоточного симметричного ЦВД. После расширения в ЦВД пар с давлением 1,2 МПа (12 кгс/см²) и влажностью 12 % по четырем ресиверным трубопроводам диаметром 1200 мм, выполненным из нержавеющей стали, направляется в четыре СПП для осушки и промежуточного перегрева.

Влага (сепарат), отделенная от пара, имеет температуру насыщения, соответствующую давлению 1,1 МПа, т.е. 184 °С. Поэтому для использования ее теплоты она сбрасывается в подогреватель низкого давления ПНД-4, а на энергоблоке 4 отводится насосами в тракт основного конденсата на участке между ПНД-4 и деаэраторами.

Осушенный пар направляется в два последовательно расположенных пароперегревателя, в которых он перегревается до температуры 250 °С при давлении 1,13 МПа. Питание 1-ой ступени пароперегревателя осуществляется влажным паром, отбираемым из ЦВД после 3-ей ступени при давлении 2,8 МПа (температура насыщения 230 °С). Питание 2-ой ступени осуществляется свежим паром. Перегрев основного пара производится теплотой конденсации греющего пара, а образовавшийся конденсат греющего пара направляется в ПВД для передачи его теплоты питательной воде.

Перегретый пар из каждого СПП по четырем ресиверным трубопроводам диаметром 1200 мм поступает в два ресивера диаметром 1600 мм. На блоке 4 на каждом рессивере установлено по одной стопорной заслонке 4SE10S01,02 (на блоках 1 ,2 ,3 стопорные заслонки отсутствуют). Из ресиверов пар поступает в три одинаковые двухпоточные ЦНД (на рис. 6.2.1 показан один из трех ЦНД). Подвод пара к каждому ЦНД осуществляется по двум трубопроводам диаметром 1200 мм. Непосредственно на входе в ЦНД установлены поворотные заслонки 1(2,3,4)SE20,30,40S01,02. Участки паропроводов между СПП и цилиндрами низкого давления выполнены из углеродистой стали, на них установлены обеспечивающие необходимую свободу тепловых расширений группы линзовых компенсаторов со стяжками.

Отработанный пар из цилиндров низкого давления направляется в конденсаторы. Из каждого ЦНД пар поступает в свой конденсатор с охлаждающей поверхностью 33160 м². Расход охлаждающей воды на все конденсаторы турбины состовляет 169800 м³/ч.

.

Рисунок 6.2.1 – Тепловая схема турбоустановки с турбиной К-100-60/1500-2

для блока 4

Регенеративная система турбоустановки состоит из ПНД-1 (три корпуса), ПНД-2 (два корпуса), ПНД-3, ПНД-4, деаэратора, ПВД-6 (два корпуса) и ПВД-7 (два корпуса). Для повышения экономичности конденсат греющего пара из корпусов ПНД-1 и ПНД-3 подается сливными насосами соответственно СлН ПНД‑1 и СлН ПНД-3 в линию основного конденсата. Давление в деаэраторе при номинальной нагрузке составляет 0,7 МПа. Питательная вода в ПВД подается двумя турбопитательными насосами. Приводная турбина мощностью 11,6 МВт питается перегретым паром, отбираемым за СПП или паром от КСН, и имеет собственный конденсаторПарораспределение турбины дроссельное.

Цилиндр высокого давления двухкорпусной, двухпоточный, по семь ступеней в каждом потоке.

Все цилиндры низкого давления двухпоточные и имеют в каждом потоке по семь ступеней. Роторы ЦВД и ЦНД сварные жесткие, соединены между собой и ротором генератора жесткими муфтами. Между ротором ЦНД-3 и ротором генератора установлен промежуточный вал.

Корпуса ЦНД выполнены двухкорпусными (имеют внутренние и внешние корпусы) и с помощью лап и шпонок, расположенных на выхлопных патрубках, устанавливаются непосредственно на фундамент.

Пар в конденсаторы поступает из ЦНД через переходные патрубки, имеющие систему линзовых компенсаторов, благодаря которым корпуса ЦНД имеют возможность независимо от конденсаторов расширяться и не воспринимать массу конденсаторов и воды.

Конденсаторы подвального исполнения расположены перпендикулярно оси турбины. Конструкция переходного патрубка обеспечивает перепуск пара в одну из половин корпуса конденсатора при отключении по воде другой половины.

Конденсаторы опираются на гибкие стержневые опоры, воспринимающие массу конденсатора в рабочем состоянии.

Турбина снабжена паровыми лабиринтовыми уплотнениями. Система подвода и отсоса пара из концевых лабиринтовых уплотнений работает автоматически и обеспечивает отсутствие протечек пара из уплотнений в машзал. Корпусы концевых уплотнений ЦНД крепятся к опорам подшипников, с корпусом ЦНД соединены герметическими линзовыми компенсаторами.

Валопровод турбоагрегата состоит из ротора ЦВД, трех роторов ЦНД и ротора генератора. Все опоры валопровода выполнены выносными, опирающимися на ригели. Опоры, расположенные между цилиндрами, содержат по два опорных вкладыша соединяемых роторов. В опоре, расположенной между ЦВД и ЦНД, дополнительно устанавливается упорный подшипник. Для соединения роторов используются жесткие муфты, полумуфты которых откованы заодно с концевыми участками валов. Насадную полумуфту имеет только ротор генератора. Между полумуфтами роторов генератора и ЦНД установлен промежуточный вал, на котором размещены кулачки обгонной муфты валоповоротного устройства. Валопровод снабжен гидростатической системой подъема при пусках.

Роторы турбины опираются на восемь опорных подшипников скольжения, расположенных в пяти выносных опорах. Опоры опираются на массивные стальные рамы, залитые в бетон фундамента.

Упорный подшипник с механической системой выравнивания нагрузки между упорными колодками расположен во 2-ой опоре (между ЦВД и ЦНД-1). Вкладыши опорных подшипников имеют сферическую наружную поверхность.

Турбина снабжена валоповоротным устройством, вращающим ротор с частотой 1/7 об/мин. Валоповоротное устройство автоматическое, с обгонной механической муфтой и мотор-редуктором. С целью уменьшения мощности привода валоповоротного устройства, а также предотвращения износа вкладышей подшипников, предусмотрен гидроподъем роторов турбины и генератора путем подачи масла высокого давления в каждый подшипник от специальных насосов.

Турбина снабжена системой орошения внутренних полостей выхлопных патрубков ЦНД для предотвращения их чрезмерного нагрева во время режимов малых нагрузок и холостого хода.

Конструкция турбины предусматривает удаление влаги из проточной части турбины таким образом, чтобы влажность пара при эксплуатации была на возможно низком уровне.

Характеристики турбины К-1000-60/1500-2 представлены в таблице 6.2.1.

Таблица 6.2.1 – Характеристики турбины К-1000-60/1500-2

Наименование характеристики	Значение
Номинальная мощность, МВт	1033
Номинальная частота вращения ротора турбины, об/мин	1500
Частота вращения ротора на ВПУ, об/мин	1/7
Номинальные параметры пара перед СРК:
давление, кгс/см2	60
температура, °С	274,3
Максимальные параметры пара перед СРК (при отключении турбины изакрытых клапанах):
давление, кгс/см2	80
температура, °С	293,6
Степень сухости пара перед СРК:
номинальная	0,995
минимальная	0,990
Максимальный расход пара на турбину, включая расход греющего пара на промежуточный перегрев, т/ч	6430
Расчетная степень сухости пара после сепаратора	0,999
Потеря давления перегреваемого пара в сепараторе-пароперегревателе, %	3
Суммарная потеря давления в промежуточной системе ЦВД-СПП-ЦНД, %	7
Температура пара после СПП, °С	250
Абсолютное давление пара перед ЦНД, кгс/см2	11,4
Абсолютное давление в деаэраторе, кгс/см2	7,0
Температура питательной воды при:
включенных ПВД, °С	2205
отключенных ПВД, °С	165
Расчетное абсолютное давление пара на входе в конденсаторы при расчетой температуре охлаждающей воды 15 °С и расходе её (на три конденсатора) 169800 м3/ч, кгс/см2	0,4
1Максимальная температура охлаждающей воды, при которой обеспечивается надежная работа турбины, оС	33
Расход химобессоленной воды в конденсаторы турбины при температуре 30 °С:
номинальный, т/ч	60
допускаемый максимальный, т/ч	250
Нерегулируемые отборы пара сверх отборов на регенерацию и приводные турбины ТПН:
на трехступенчатый подогрев сетевой воды по графику 130/70 °С общей производительностью, Гкал/ч	200
на технологические нужды станции при абсолютном давлении 11,6 кгс/см2 в количестве, т/ч	150
Расход конденсата после конденсатных насосов 2-ой ступени на уплотнения ТПН, т/ч	120
Конструктивная схема турбины	ЦВД+3ЦНД
Тип парораспределения	Дроссельное
Количество цилиндров	4
Количество выхлопов ЦВД	2
Количество ступеней в ЦВД	72
Количество выхлопов ЦНД	6
Количество ступеней в каждом ЦНД	72
Длина рабочей лопатки последней ступени ЦНД, мм	1450
Средний диаметр последней ступени ЦНД, мм	4150
Количество регенеративных отборов пара	7
Структурная формула системы регенерации	4ПНД+Д+2ПВД
Допустимое количество пусков	1500
Количество пусков в течение года, не более	50
Наработка на отказ, ч, не менее	5500
Коэффициент готовности, не менее	0,97
Срок службы, лет, не менее	30
Габариты турбины (без конденсаторов):
длина, м	50,43
высота от оси горизонтального разъёма до атмосферных клапанов (в части ЦНД), м	4,88
ширина (по ЦНД), м	14,86
Масса наиболее тяжелой сборочной единицы для монтажа и эксплуатации (ротор ЦНД), т	180
Общая масса турбины (без конденсаторов, СПП и другого оборудования, входящего в объём поставки), т	3104
Диаметры шеек роторов:
ЦВД, мм	560
ЦНД, мм	800
Количество стопорно-регулирующих клапанов	4
Количество поворотных заслонок	6
Количество стопорных заслонок (для блока 4)	2