Результат интеллектуальной деятельности: СИСТЕМА РЕГЕНЕРАЦИИ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ (ВАРИАНТЫ)

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в системах регенерации высокого давления паровых турбин электростанций.

Известна схема регенерации паровой турбины, содержащая последовательно установленные по воде подогреватели низкого давления и параллельно включенные по воде подогреватели высокого давления, конденсатные, бустерные, питательные насосы и смесители. (А.С. СССР №1339346, МПК: F 22 Д 1/32, F 01 К 23/06, опубликовано 23.09.87).

Недостатком известной схемы регенерации является недостаточная надежность и относительно небольшой срок эксплуатации.

Известна система регенерации высокого давления паровой турбины, включающая два или три подогревателя высокого давления спирально-коллекторного типа, соединенных по питательной воде с впускным и обратным клапанами и снабженных в верхней части трубной системы штуцерами с вентилем для отвода воздуха при заполнении трубной системы водой. (Отраслевой каталог “Теплообменное оборудование паротурбинных установок”, Москва, 1989 г., часть 2, 20-89-09).

Недостатком данной системы является наличие воды в трубной системе теплообменных аппаратов при останове, что приводит к коррозии и выносу солей в тракт парогенераторов и их заносу при пуске.

Известна система регенерации высокого давления паровой турбины, включающая один или несколько подогревателей высокого давления камерного типа с нижним расположением водяной камеры, снабженных дренажными штуцерами. (Труды ЦКТИ, №288, 2002 г., стр.26, 43, 99, 101 - прототип).

Недостатком известной системы регенерации является отсутствие системы отвода воздуха при заполнении системы водой, что приводит к сохранению воздуха в трубной системе при заполнении системы водой в пусковых режимах, увеличению скорости воды в части трубок при нормальной эксплуатации, их вибрации, повышенному недогреву и снижению экономичности и, в конечном итоге, к снижению срока службы аппаратов.

Заявляемое решение позволяет повысить экономичность и надежность работы за счет отвода воздуха из аппаратов при пуске и обеспечить нормальные условия эксплуатации.

Предложена система регенерации высокого давления паровой турбины (вариант 1), включающая один или несколько камерных подогревателей с патрубками подвода и отвода воды и трубной доской, с нижней водяной камерой, снабженной дренажными патрубками, при этом первый из подогревателей соединен с впускным клапаном с байпасной линией, а последний - с обратным клапаном, а на горизонтальном и вертикальном участках патрубка отвода воды установлены штуцеры отвода воздуха.

Предложенная система регенерации высокого давления паровой турбины (вариант 2), включающая один или несколько камерных подогревателей с патрубками подвода и отвода воды и трубной доской, с нижней водяной камерой, снабженной дренажными патрубками, при этом первый из подогревателей соединен с впускным клапаном с байпасной линией, а последний - с обратным клапаном, а в верхней части водяной камеры выше верхней образующей патрубка отвода воды выполнено отверстие в трубной доске со штуцером для отвода воздуха.

Предложена система регенерации высокого давления паровой турбины (вариант 3), включающая один или несколько камерных подогревателей с патрубками подвода и отвода воды и трубной доской, с нижней водяной камерой, снабженной дренажными патрубками, при этом первый из подогревателей соединен с впускным клапаном с байпасной линией, а последний - с обратным клапаном, а в верхней части водяной камеры выше верхней образующей патрубка отвода воды выполнено отверстие в стенке камеры со штуцером для отвода воздуха.

Предложена система регенерации высокого давления паровой турбины (вариант 4), включающая один или несколько камерных подогревателей с патрубками подвода и отвода воды и трубной доской, с нижней водяной камерой, снабженной дренажными патрубками, при этом первый из подогревателей соединен с впускным клапаном с байпасной линией, а последний - с обратным клапаном, а выходной отсек водяной камеры снабжен патрубком отвода воздуха, верхний срез которого расположен выше верхней образующей патрубка отвода воды.

При этом в предложенных системах регенерации по вариантам 1, 2, 3 и 4 штуцеры могут быть соединены с точкой системы регенерации с давлением ниже атмосферного, например с конденсатором.

Изобретение иллюстрируется чертежами фиг.1, 2, 3, 4, на которых представлены варианты исполнения системы регенерации.

Система регенерации высокого давления паровой турбины (вариант 1) включает камерный подогреватель 1 с П-образной трубной системой 2, трубной доской 3, с патрубками подвода 4 и отвода 5 воды, с нижней водяной камерой 6, снабженной дренажным патрубком 7. Подогреватель 1 соединен с впускным клапаном 8 с байпасной линией 9 и с камерным подогревателем 10, включающими П-образную трубную систему 11, трубную доску 12, патрубки подвода 13 и отвода 14 воды, нижнюю водяную камеру 15, снабженную дренажным патрубком 16. Подогреватель 10 соединен с обратным клапаном 17. На горизонтальном участке патрубков отвода воды 5 и 14 на выходе из системы регенерации установлены штуцеры отвода воздуха 18 и 19 на вертикальном участке патрубка отвода воды 14 - штуцер отвода воздуха 20.

Система регенерации высокого давления паровой турбины (вариант 2) включает камерный подогреватель 1 с П-образной трубной системой 2, трубной доской 3, с патрубками подвода 4 и отвода 5 воды, с нижней водяной камерой 6, снабженной дренажным патрубком 7. Подогреватель 1 соединен с впускным клапаном 8 с байпасной линией 9 и с камерным подогревателем 10, включающими П-образную трубную систему 11, трубную доску 12, патрубки подвода 13 и отвода 14 воды, нижнюю водяную камеру 15, снабженную дренажным патрубком 16. Подогреватель 10 соединен с обратным клапаном 17. В верхней части водяной камеры 6 выше верхней образующей патрубка отвода воды 5 выполнено отверстие в трубных досках 3 со штуцером для отвода воздуха 21. В верхней части водяной камеры 15 выше верхней образующей патрубка отвода воды 14 в трубной доске 12 выполнено отверстие со штуцером для отвода воздуха 22.

Система регенерации высокого давления паровой турбины (вариант 3) включает камерный подогреватель 1 с П-образной трубной системой 2, трубной доской 3, с патрубками подвода 4 и отвода 5 воды, с нижней водяной камерой 6, снабженной дренажным патрубком 7. Подогреватель 1 соединен с впускным клапаном 8 с байпасной линией 9 и с камерным подогревателем 10, включающими П-образную трубную систему 11, трубную доску 12, патрубки подвода 13 и отвода 14 воды, нижнюю водяную камеру 15, снабженную дренажным патрубком 16. Подогреватель 10 соединен с обратным клапаном 17. В верхней части водяной камеры б выше верхней образующей патрубка отвода воды 5 выполнено отверстие в стенке камеры со штуцером для отвода воздуха 23. В верхней части водяной камеры 15 выше верхней образующей патрубка отвода воды 14 в трубной доске 12 выполнено отверстие в стенке камеры со штуцером для отвода воздуха 24.

Система регенерации высокого давления паровой турбины (вариант 4) включает камерный подогреватель 1 с П-образной трубной системой 2, трубной доской 3, с патрубками подвода 4 и отвода 5 воды, с нижней водяной камерой 6, снабженной дренажными патрубками 7. Подогреватель 1 соединен с впускным клапаном 8 с байпасной линией 9 и с камерным подогревателем 10, включающими П-образную трубную систему 11, трубную доску 12, патрубки подвода 13 и отвода 14 воды, нижнюю водяную камеру 15, снабженную дренажными патрубками 16. Подогреватель 10 соединен с обратным клапаном 17. Выходной отсек водяной камеры 6 снабжен патрубком отвода воздуха 25, верхний срез которого расположен выше верхней образующей патрубка отвода воды 5. Выходной отсек водяной камеры 15 снабжен патрубком отвода воздуха 26, верхний срез которого расположен выше верхней образующей патрубка отвода воды 14.

При этом штуцеры отвода воздуха 18, 19, 20, 21, 22, 23 и 24 могут быть дополнительно соединены с точкой системы регенерации с давлением ниже атмосферного, например с конденсатором.

Система регенерации высокого давления паровой турбины (вариант 1) работает следующим образом.

Вода по байпасной линии 9 поступает через патрубок подвода воды 4 подогревателя 1 в водяную камеру 6 и далее в П-образную трубную систему 2. Происходит заполнение ее водой и вытеснение воздуха через патрубок 18. По мере вытеснения воздуха вода по П-образному пучку сливается вниз к патрубку 5 и далее заполняет подводящий патрубок 13, камеру 15 и далее П-образную трубную систему 11, вытесняя воздух через патрубки 19 и 20, вода заполняет всю систему.

После заполнения системы водой аппараты подключаются по воде и пару в схему турбины для нормальной эксплуатации. При этом, поскольку из трубных систем 2 и 11 удален воздух, вода движется полным сечением, обеспечивая проектные скорость движения в трубках и ее нагрев в аппарате.

Система регенерации высокого давления паровой турбины (вариант 2, 3 и 4) работает аналогичным образом.

При соединении патрубков отвода воздуха по вариантам 1, 2, 3 и 4 с точкой меньшего давления, например с конденсатором, уменьшается время отвода воздуха из подогревателей, обеспечивая сокращение времени пусковых операций, уменьшая плотность и массу воздуха в трубной системе и камерах аппаратов. При подключении аппаратов в работу вентили отвода воздуха закрываются.