Паровые турбины

Суммарная емкость деаэраторных баков 200 м3, что обеспечивает более  чем пятиминутный запас воды при  номинальной нагрузке блока.

Высотная отметка оси  бака деаэратора — 30,9 м. Высота установки  деаэраторных баков обеспечивает на всасе бустерных насосов необходимый подпор, предотвращающий вскипание воды.

Выпар деаэраторов используется для питания эжекторов турбины. Пар из паровой уравнительной линии деаэраторов при нормальной эксплуатации используется для питания уплотнений турбины.

Каждый из двух турбопитательных агрегатов турбоустановки К-500-240-2 включает приводную турбину, главный питательный насос и предвключенный (бустерный) насос, соединенный с валом главного насоса через редуктор. В схемах первых блоков с турбинами К-500-240-2 предусмотрена также установка четырех резервных бустерных насосов с электрическим приводом.Несколько блоков укомплектованы питательными насосами ПТН-1700-350.

 

3 КОНСТРУКЦИЯ ТУРБИНЫ  

3.1. РАСПОЛОЖЕНИЕ ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ТУРБИНЫ

 

Турбина К-500-240-2 представляет собой одновальный четырехцилиндровый агрегат (рис. 4.1). Цилиндры на валу турбины  расположены последовательно по ходу пара: цилиндр высокого давления 3, цилиндр среднего давления 8, два двухпоточных цилиндра низкого давления 11, 21. Каждый ЦНД имеет два выхлопа на один конденсатор подвально го типа. Таким образом, турбина имеет четыре выхлопа на два конденсатора.

Цилиндр высокого давления своим паровпуском повернут к паровпуску ЦСД, и между ними расположен упорный подшипник 6. В цилиндре высокого давления помещено 10 ступеней — одна одновенечная регулировоч¬ная ступень и девять ступеней давления. Парораспределение турбины сопловое. Сопловые коробки соединены с внутренним корпусом посредством сварки.

В цилиндре среднего давления размещено 11 ступеней давления. В каждом потоке двухпоточных ЦНД имеется по пять ступеней давления, диафрагмы установлены в обойме, которая выполняет роль внутреннего корпуса'

Турбина снабжена валоповоротным устройством 20, которое вращает роторы турбо-агрегата частотой 0,07 с-1 (4,2 об/мин), при-водится в действие электродвигателем мощностью 30 кВт при частоте 25 с-1 (1500 об/мин) и допускает повторный пуск через любое время после ее остановки. Валоповоротное устройство расположено на крышке картера второго потока между ЦНД-I и ЦНД-Н.

На ЦВД и ЦСД установлена  система обогрева фланцев и шпилек, позволяющая сократить время пуска из холодного состояния. Система обогрева фланцев выполнена [9] по типу системы обогрева фланцев и шпилек турбины К-300-240-2. Часть системы обогрева непосредственно на турбине выполнена в виде коробов с подводящими и отводящими патрубками, приваренными к фланцам цилиндров ВД и СД, а также обнизок на горизонтальных разъемах, сверлений из короба в зазоры между шпильками и корпусом [43].

Для предотвращения чрезмерного  нагрева выхлопных патрубков ЦНД во время холостого хода (за счет вентиляционного действия пятых ступеней низкого давления) предусмотрена система орошения последних холодным конденсатом. Выполнена эта система в виде кольцевых коллекторов с форсунками и установлена на средних направляющих листах за пятыми ступенями низкого давления. Подвод конденсата к коллекторам осуществляется через переходный патрубок конденсатора. Из узлов системы регулирования непосредственно на ЦСД установлены два блока комбинированных стопорнорегулирующих клапанов промперегрева.

Регулирующие клапаны  ЦВД объединены в два блока  парораспределения (вместе со стопорными клапанами).

Из узлов электроавтоматики непосредственно на турбине установлены датчики: осевого сдвига  ротора   (в  средней  опоре  возле упорного подшипника); датчик относительного перемещения РВД — в опоре подшипника № 1; датчик относительного перемещения РСД — в картере ЦНД-I первого потока, датчик относительного  перемещения  РНД-1 — в картере ЦНД-II первого потока; датчик относительного перемещения РНД-П в картере ЦНД-П второго потока.

На каждом подшипнике установлены  термопары контроля температуры  баббита;    на

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 4.1, Продольный разрез турбины  К-500-240-2 с поперечными разрезами  по паровпускам ЦВД, ЦСД, ЦНД:

1 — опора подшипников  № 1, 2; 2— подшипник опорный  № 1; 3—цилиндр высокого давления; 4 -г- подшипник опорный № 2; 5 — опора средних подшипников; 6 — подшипник упорный; 7 — подшипник опорный № 3; 8 — цилиндр среднего давления; 9 — подшипник опорный № 4; 10 — подшипник опорный № 5; 11 — наружный корпус ЦНД-1; 12 — уплотнение концевое ЦНД; 13 — уплотнение диафрагменное; 14 — обойма диафрагм ЦНД; 15 — экран обоймы ЦНД; 16 — направляющий аппарат ЦНД; 17 — диафрагмы  первой — пятой  ступеней  ЦНД;  18 — маслоотбойник;   19 — подшипник опорный № 6; 20 — валоповоротное устройство;  21 —

наружный корпус ЦНД-Н

 

трубопроводах слива масла из подшипников — дистанционный и местный показывающие термометры.

Тахогенератор и местный  показывающий тахометр  установлены  на  передней  опоре.

На всех цилиндрах осуществляется штатный замер параметров пара и  температурного состояния агрегата.

Свежий пар из котла  в турбину отводится двумя паропроводами диаметром 377X60 мм через главные паровые задвижки к двум отдельно стоящим блокам парораспределения, расположенным симметрично относительно продольной оси турбины.

От блоков парораспределения  к турбине пар подводится девятью нитками паропроводов к верхней половине подходят пять ниток паропроводов и к нижней — четыре. У турбины подводящие паропроводы объединяются в четыре патрубка, каждый из которых соединен с одной сопловой коробкой. Пар, пройдя регулировочную ступень и девять ступеней давления, двумя паропроводами диаметром 600 мм каждый отводится на промежуточный перегрев в котел. После промперегрева пар подводится к двум блокам клапанов промперегрева, пройдя которые попадает в кольцевую камеру внутреннего корпуса ЦСД и затем поступает на сопловой аппарат первой ступени ЦСД. Пройдя 11 ступеней ЦСД, пар четырьмя ресиверами диаметром 1000 мм каждый отводится в цилиндры низкого давления; из верхней части двумя ресиверами в ЦНД-1; из нижней части двумя ресиверами в ЦНД-П.

Ресиверы стальные, сварные. По четыре линзовых компенсатора на верхних  ресиверах и по восемь на нижних обеспечивают необходимую свободу  расширения. Нагрузка от нижних ресиверов воспринимается подвижными пружинными опорами. Особенностью ресиверов турбины К-500-240-2 является наличие направляющих лопаток, установленных внутри ресивера, которые улучшают распределение пара по сечению.

Соединение верхних ресиверов  с ЦСД осуществляется специальными фланцами, обеспечивающими хорошую плотность и технологичными в изготовлении; соединение верхних ресиверов с ЦНД осуществлено при помощи технологических фланцев, которые на монтаже обвариваются. Соединение нижних ресиверов с ЦСД осуществляется при помощи сварки, с ЦНД - при помощи технологических фланцев, которые на монтаже обвариваются.

Боковая компоновка ресиверов  повышает ремонтопригодность, позволяет вскрыть верхние части ЦСД и ЦНД без демонтажа ресиверов.

В цилиндры низкого давления пар подводится сбоку в нижние части. Паровпуск ЦНД выполнен таким образом, чтобы пар равно-мерно растекался в тангенциальном направлении. Рассекаемый на два потока направляющим аппаратом каждого ЦНД, пар поступает на сопловые аппараты первых ступеней; Пройдя пять ступеней, пар направляется в конденсатор.

Роторы ЦВД и ЦСД  цельнокованые, гиб-кие; роторы ЦНД — сварно-кованые, жесткие. Направление вращения роторов турбины по часовой стрелке, если смотреть на передний подшипник в сторону генератора.

Сегменты опорных подшипников выполнены с шаровыми опорами. Упорный подшипник выполнен с самоустанавливающимися упорными колодками, равномерно нагружаемыми при любом режиме работы.

Турбина снабжена паровыми лабиринтовыми уплотнениями, пар к предпоследним камерам концевых уплотнений подводится по двум коллекторам, в которых автоматически поддерживается давление 0,11—0,12 МПа (1,12—1,22 кгс/см2). Паровоздушная смесь из крайних камер уплотнений отсасывается эжектором лабиринтового пара.

Корпусы ЦВД и ЦСД покрыты теплоизоляцией. Поверх теплоизоляции установлена металлическая обшивка. Корпуса ЦНД теплоизоляцией не покрываются из-за низкой температуры выхлопного пара. Обшивка выполнена по форме цилиндров низкого давления, чем достигается цельность и стройность форм агрегата. Обшивка состоит из каркаса, выполненного из проката, и собственно обшивки — из листовой двухмиллиметровой стали.

Поверх нижних ресиверов  установлены площадки для удобства обслуживания агрегата. Площадки закрывают также и трубопроводы подвода пара к клапанам промперегрева. К площадкам прикреплены встроенные лестницы.

В площадках имеются специальные  люки для доступа к задвижкам  и окна, закрытые решетками, для наблюдения за сливом масла из подшипников № 4—7.

В целях техники безопасности верхние ресиверы закрываются кожухами.

Конденсационное устройство, предназначенное для обслуживания турбины, состоит из двух конденсаторов, воздухоудаляющего устройства, конденсатных насосов I и II подъема, циркуляционных насосов и водяных фильтров.

Трубки развальцовываются в трубных досках при монтаже конденсатора. Корпус конденсатора сварной, поставляется на электростанцию в виде крупных транспортабельных продольных блоков, свариваемых на монта-же. На заводе производится контрольная сборка без трубок. Корпус конденсатора устанавливается на четырех пружинных опорах. Подвод и отвод охлаждающей воды производится снизу.

Регенеративная установка  предназначает-ся для подогрева питательной воды паром, отбираемым из промежуточных ступеней турбины, и состоит из пяти подогревателей низкого давления, деаэратора, трех подогревателей высокого давления, холодильников эжекторов, а также дренажных насосов.

Турбина имеет девять нерегулируемых отводов пара, предназначенных для  подогрева питательной воды в  подогревателях низкого давления, деаэраторе, подогревателях высокого давления до температуры 247 °С (при номинальной нагрузке турбины) и для питания двух приводных турбин питательных насосов.

Отборы пара на регенерацию  и турбопривод осуществляется:

на подогреватель № 9 —  за восьмой ступенью ЦВД;

на подогреватель № 8 —  из «холодной» нитки промперегрева;

на подогреватель № 7 —  за четвертой ступенью ЦСД;

на турбопривод и деаэратор — за шестой ступенью ЦСД;

на подогреватель № 5 и на теплофикацию — за девятой ступенью ЦСД;

на подогреватель № 4 и на подогрев воздуха — за одиннадцатой ступенью ЦСД;

на подогреватель № 3 и на теплофикацию—за первой ступенью ЦНД-1;

на подогреватель № 2 — за второй ступенью ЦНД-П;

на подогреватель № 1—за четвертой ступенью ЦНД-1 и ЦНД-П.

Добавок химобессоленной воды поступает в конденсатосборники конденсаторов и подогревается во всех подогревателях вместе с основным конденсатом.

Масляная система турбоагрегата централизованная, питает маслом марки Т-22 при температуре 45 °С подшипники турбины, генератора, резервного возбудителя, турбопитательных агрегатов и систему уплотнения вала генератора. В основном масляном баке устанавливаются фильтрующие сетки и пакет наклонных перегородок для воздухоотделения. Емкость бака 52 м3.

Турбина укомплектована маслоохладителями МБ-190-250 в количестве 4 шт., включая разервный. Теплообменная поверхность маслоохладителя — 193 м2, выполнена из трубок из сплава МНЖ 5-1-1 0 16X1.

Для облегчения последствий при аварийной остановке    турбоагрегата    без    насосов смазки подшипников в подшипники турбины поступает ограниченное количество масла из индивидуальных бачков.

Индивидуальные бачки  расположены: для подшипника № 1 — на крышке передней опоры; для подшипников № 2, 3 и упорного — на крышке средней опоры; для подшипников № 4, 5 — на верхней части выхлопного патрубка ЦНД-1 (сторона регулятора); для подшипника № 6 — на верхней части выхлопного патрубка ЦНД-1 (сторона генератора); для подшипника № 7 — на верхней части выхлопного патрубка ЦНД-П (сторона регулятора); для подшипника № 8 и подшипника генератора — на верхней части выхлопного патрубка   ЦНД-И   (сторона   генератора).

 

 

 

4 СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ И ЗАЩИТЫ ТУРБИНЫ

4.1ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

 

Автоматическая система  регулирования (АСР) выполнена с прямыми и обратными гидравлическими связями. Рабочее тело системы — конденсат. На большинстве выпущенных турбин АСР — гидродинамическая, на нескольких в качестве измерителя частоты вращения используется гидромеханический бесшарнирный центробежный датчик ВТИ. В систему предусмотрен ввод электрических сигналов различной величины и длительности, что позволяет турбине работать с разнообразными блочными и энергосистемными регуляторами (частоты, мощности, давления пара и т. д.).

Автоматическая система  защиты (АСЗ) — электрогидравлическая, с электрическими измерителями и гидравлической исполнительной частью. Только защита по превышению частоты вращения (автомат безопасности) выполнена механогидравлической. Надежность и быстродействие АСЗ достигаются дублированием элементов, исключением золотниковых пар, введением положительных обратных связей, периодическими проверками на остановленной и работающей турбине.

Основные характеристики систем АСР и АСЗ приведены в табл. 4.1.

Системы АСР и АСЗ турбины представляют собой системы, в значительной степени унифицированные с аналогичными системами турбин К-300-240 и К-300-240-2 и модернизированные в соответствии с опытом их эксплуатации. Развитие водяных систем регулирования   от   турбин     К-300-240   к   турбине

Таблица   4.1. Основные характеристики автоматических систем регулирования и защиты

 

 

 

 

 

К-500-240-2 стало возможным  только в результате многочисленных и разносторонних исследований, проведенных совместно с заводом организациями Союзтехэнерго, Южтехэнерго, Уралтехэнерго, Казэнергоналадка, ВТИ.

АСР и АСЗ турбин К-500-240-2 по сравнению с АСР и АСЗ  турбин К-300-240 имеют более простые  схемы связей и расхаживания, повышенное давление, меньшие запаздывания открытия клапанов при отработке команд импульсной разгрузки, более развитую электрическую часть и т. п. Ряд усовершенствований обеспечивает надежную работу систем при резких изменениях расхода: введены гидроаккумуляторы, функционально разделены трубопроводы силовой воды, установлены обратные клапаны на входе в тупиковые линии и т. д. Ряд мероприятий, особенно по увеличению надежности и ремонтопригодности отдельных механизмов, внедрен одновременно на турбинах К-500-240-2 и К-300-240-2 последних выпусков.