150760 (Расчет принципиальной тепловой схемы паротурбинной установки типа Т-100-130), страница 2

Фикспункт турбины расположен на боковых фундаментных рамах выхлопной части ЦНД со стороны регулятора. Турбина расширяется от фикспункта, как в сторону переднего подшипника, перемещая при этом корпуса переднего и среднего подшипников и выхлопную часть ЦНД со стороны регулятора по их фундаментным рамам, так и в сторону генератора, перемещая выхлопную часть ЦНД со стороны генератора по ее фундаментной раме.

В турбоустановке можно осуществлять одноступенчатый или двухступенчатый подогрев сетевой воды. Для этого предусмотрена возможность отбирать пар из двух камер турбины: за 21 и 23-ми ступенями. В случае одноступенчатого подогрева сетевой воды отбор производится за 23 ступенью и регулируемое давление поддерживается в отборе в пределах 0,5…2 ата. В случае двухступенчатого подогрева сетевой воды отбор производится за 21 и 23 ступенями. Регулируемое давление в этом случае поддерживается за 21 ступенью в пределах 0,6…2,5 ата. Оба отбора обеспечивают ступенчатый подогрев сетевой воды (до 118 – 120оС) в последовательно включённых бойлерах. В обоих случаях пропуск пара в ЦНД регулируется поворотными диафрагмами 24 и 26 ступеней. При переходе с одноступенчатого подогрева сетевой воды на двухступенчатый регулятор давления отопительного отбора следует переключить соответственно с камеры за 23 ступенью на камеру за 21 ступенью.

Давление пара в перепускных трубах между ЦВД и ЦСД принято около 34 ата. Турбина имеет сопловое регулирование. Пар поступает из отдельно стоящего впереди турбины стопорного клапана по четырем перепускным трубам к регулирующим клапанам, расположенным на цилиндре высокого давления турбины (два в верхней, два - в нижней).

Турбина имеет семь отборов пара на подогрев питательной воды до 232оС. Верхний и нижний отопительные отборы совмещены с отборами на подогреватели П2 и П1.

1.1.1 Роторы

Роторы ЦВД с ротором ЦСД соединены с помощью жесткой муфты. Ротор ЦСД с ротором ЦНД, а также ротор ЦНД с ротором генератора соединены полугибкими муфтами. Направление вращения ротора – по часовой стрелке, если смотреть со стороны переднего подшипника на генератор.

Ротор ЦВД – цельнокованый, состоящий из одного двухвенечного колеса скорости и 8-и дисков. Лопаточный аппарат ротора высокого давления выполнен левого вращения. Рабочие лопатки, для уменьшения потерь, имеют осевые уплотнения у корня и по бандажу, а также радиальные уплотнения по бандажу. К заднему концу ротора (передний подшипник) присоединяется вал насосной группы системы регулирования. Ротор ЦВД не имеет насадных втулок в концевых уплотнениях; неподвижные гребки уплотнений, расположенные в цилиндре, подходят к кольцевым канавкам и выступам, выточенным непосредственно на валу.

Ротор ЦСД имеет 8 дисков, выполненных заодно с валом и 6 дисков насадных. Конструкция переднего концевого уплотнения ротора ЦСД аналогична конструкции уплотнений ЦВД. На заднем концевом уплотнении на ротор насажены две втулки, на которых выточены канавки и выступы. Рабочие лопатки малых и средних высот, для уменьшения потерь, имеют осевые уплотнения у корня, а также радиальные уплотнения по бандажу лопаток. Ротор цилиндра низкого давления состоит из 4-х насадных дисков, соединенных торцевыми шпонками. Лопаточный аппарат 26 и 27 дисков выполнен левого вращения. Концевые уплотнения ротора ЦНД – с насадными втулками, на которых выточены канавки и выступы.

1.1.2 Цилиндры

Цилиндр высокого давления турбины не имеет обойм. В цилиндре среднего давления имеется 5 обойм; в цилиндре низкого давления – 2 обоймы. Обоймы литые – из углеродистой стали. ЦВД опирается лапами на передний и средний подшипники; ЦСД опирается передними лапами на средний подшипник, а задними лапами на выхлопную часть ЦНД со стороны регулятора. Цилиндр низкого давления опирается передней, задней и боковыми поверхностями выхлопных частей на фундаментные рамы.

Цилиндр высокого давления – одностенный, выполнен литым из теплоустойчивой стали. В цилиндр вварены 4 сопловые коробки; две – в верхнюю половину и две в нижнюю. Последовательность включения сопловых коробок обеспечивает равномерный прогрев цилиндра при пусках или изменениях режимов работы турбины. Выхлоп из ЦВД осуществлен двумя патрубками с внутренними диаметрами по 350 мм. Для предотвращения неравномерного разогрева цилиндра паром, выходящим из регулирующего колеса, диафрагма 2-ой ступени и обойма направляющего аппарата образуют экран, защищающий цилиндр от непосредственного воздействия струи пара.

В целях равномерного разогрева цилиндра при пуске турбины из холодного состояния имеется устройство для обогрева фланцев и шпилек, позволяющее снизить разницу температур фланцев и стенок, а также устраняющее недопустимую разность температур фланцев и шпилек. Режим обогрева фланцев определяется величиной зазора относительного расширения ротора и статора, а также допустимой разностью температур фланцев и стенок цилиндра. Желательно, чтобы температура фланцев приблизительно была равной средней температуре стенок цилиндра ( верха и низа) с допуском 15 0С, а температура шпилек в период прогрева всегда была ниже температуры фланцев примерно на 20 0С. Разогрев шпилек больше, чем фланцев вызывает нарушение плотности фланцевого соединения. В связи с этим прогрев фланцев начинают раньше, чем шпилек. Прогрев же шпилек производить только в том случае, когда температура их начинает отставать на температуры фланцев на недопустимую величину.

В схеме предусмотрен подвод острого дросселированного пара в два коллектора: из одного пар подается на обогрев шпилек, из второго – на обогрев фланцев цилиндра и крышки стопорного клапана. Наличие двух коллекторов дает возможность независимого, раздельного регулирования температуры фланцев и шпилек.

Цилиндр среднего давления состоит из 2-х частей: передней и выхлопной, соединенных между собой вертикальным фланцем. Передняя часть выполнена литой из углеродистой стали. В нижней половине цилиндра расположены: 4 патрубка отборов на регенерацию и 2 патрубка с внутренним диаметром по 100 мм верхнего отопительного отбора. Пар после ЦВД подводится в кольцевую камеру паровпускной части ЦСД четырьмя трубами диаметром 273х11. Выхлопная часть ЦСД изготовлена сворной из листового проката, кроме одной детали отлитой из углеродистой стали. К нижней половине выхлопной части ЦСД приварен прямоугольный короб с 3-мя патрубками отопительного отбора.

Цилиндр низкого давления состоит из 3-х частей: средней и присоединенных к ней с обеих сторон вертикальными фланцами двух выхлопных частей. Средняя часть изготавливается сварной из листового проката. Пар после ЦСД подводится к верхней половине цилиндра двумя трубами с внутренними диаметрами по 1500 мм. С правой стороны в нижней половине предусмотрен фланец для крепления сервомотора и рычагов передачи к регулирующим диафрагмам отопительного отбора. Выхлопные части обоих потоков одинаковые по конструкции, изготовлены в основном сварными из листового проката, кроме нескольких деталей отлитых из углеродистой стали. Для предохранения от чрезмерного нагрева масла и порчи его, в коробках подшипников обеих выхлопных частей предусмотрены экраны. Масло, сливаемое из подшипников не соприкасается с относительно горячей поверхностью коробки подшипников, т.е. не должно попадать в пространство между экраном и стенкой коробки подшипников.

1.1.3 Диафрагмы

Диафрагмы в цилиндре высокого давления и в паровпускной части цилиндра среднего давления до 16 ступени, выполнены сварными, а в зоне умеренных и низких температур 17 ступени – литыми чугунными с залитыми лопатками из нержавеющей стали. Диафрагмы со 2-ой по 11-ую ступени устанавливаются в выточки, расположенные непосредственно в корпусах цилиндров, диафрагмы с 12-ой по 27-ую ступени установлены в стальных литых обоймах. Все диафрагмы подвешены у разъема на лапках. Нижние половины диафрагм фиксируются относительно цилиндра или обойм в поперечном направлении приварными шпонками, а в 25-ой и 27-ой ступенях – цилиндрическими штифтами. Центруются только нижние половины диафрагм. Верхние половины при закрытия цилиндра или обойм фиксируются относительно нижних половин у сварных диафрагм - вертикальными шпонками, а у литых – лапками, которые одновременно служат для подвески диафрагм. Чугунные диафрагмы в аксиальном направлении фиксируются штифтами на ободе.

1.1.3 Регулирующие диафрагмы

Ступени №24 и №26 отопительного отбора управляют перепуском пара в последующие ступени части низкого давления и представляют собой комбинацию неподвижных чугунных диафрагм с поворотными дроссельными кольцами, изготовленными из стали. При монтаже должна быть обеспечена одновременность открытия или закрытия обоих поворотных колец. Привод регулируемых поворотных колец, прикрывающих или открывающих сопла, осуществляется при помощи масляного поршневого сервомотора, соединенного системой рычагов с поворотными кольцами.

1.1.4 Концевые уплотнения

Концевые уплотнения турбины - паровые лабиринтного типа, приняты в виде стальных колец из сегментов с закрепленными в них гребешками, образующие лабиринт вместе с канавками на роторе. В переднем и заднем уплотнениях ЦВД и переднем ЦСД сегменты уплотнений установлены на плоских пружинах в стальных обоймах; обоймы подвешены у разъема на лапках и зафиксированы в поперечном направлении приваренными шпонками в нижней половине цилиндра. В заднем уплотнении ЦСД аналогичные сегменты установлены в сварно-литом корпусе заднего уплотнения, которые на болтах крепится к выхлопной части среднего давления. В концевых уплотнениях ЦНД сегменты уплотнений устанавливаются также на плоских пружинах в сварных обоймах. Обоймы в свою очередь устанавливаются на радиальных штифтах и крепятся аксиально к выхлопному патрубку. Сегменты уплотнений подвешиваются у разъема на лапках-винтах.

Подвод пара в концевые уплотнения ЦНД и отсос паровоздушной смеси осуществляется через трубы, приваренные к литым корпусам уплотнений и пропущенные в пространстве между коробками подшипников и стенками выхлопных частей. Подача пара в последние отсеки производится из коллектора при давлении несколько выше 1 ата. На каждой линии имеется свой вентиль, позволяющий при необходимости, производить настройку сопротивлений этих линий для получения одинаковых давлений. Коллектор питается паром из деаэратора 6 ата. Давление пара в коллекторе поддерживается автоматически на заданном уровне с помощью регулятора лабиринтного пара.

Из крайних отсеков переднего и заднего уплотнений ЦВД, ЦСД и ЦНД, а также из верхних отсеков уплотнений штоков стопорного и регулирующих клапанов пар отсасывается специальным эжектором, создающим в них небольшое разрежение. Благодаря этому исключается парение уплотнений. Вестовые трубы отсутствуют. В схеме предусмотрен отсос пара из третьих камер концевых уплотнений в сальниковый подогреватель, в котором поддерживается разряжение.

При переходе турбины на режим с использованием встроенного пучка в конденсаторе пар из уплотнений должен срабатываться в конденсатор через пароохладитель. Для этого необходимо сначала подать конденсат в форсунку пароохладителя и только вслед за этим открыть задвижку Dу=400 мм с электроприводом на линии подачи пара в конденсатор.

Для уменьшения величины относительного укорочения ротора ВД при сбросе нагрузки, разгружении турбины, остановки и пусках из горячего состояния предусмотрен подвод горячего пара в передние уплотнения ЦВД. Первая (основная) линия обеспечивает при работе турбины постоянный подвод горячего пара от штоков регулирующих клапанов к участку трубопровода между коллектором уплотнений и перед ним уплотнением ЦВД. Тем самым увеличивается удлинение ротора и предотвращается опасное укорочение ротора при сбросе нагрузки. При пусках турбины из горячего состояния, когда в паровых коробках давление пара низкое и пар от штоков клапанов не поступает, для уменьшения относительного укорочения ротора открытием электровентеля обеспечивается подвод свежего дросселированного пара в переднее уплотнение через коллектор отсоса пара от штоков клапанов на деаэратор. Такой подвод исключает также охлаждение паровых и примыкающих к ним участков цилиндра относительно холодным паром от деаэратора, подаваемым к штокам клапанов при пусках турбины.

2. Исходные данные для расчёта принципиальной тепловой схемы теплоцентрали на базе турбоустановки Т-100/110-130

По заданной температуре окружающей среды , по температурному графику сетевой воды (рисунок Д.1) и диаграмме режимов Т-100-130, определяем:

- отопительная нагрузка ТЭЦ:

;

- температура сетевой воды в подающей магистрали (ПС):

;

- температура воды после нижнего сетевого подогревателя (ПСГ1):

;

- температура воды после верхнего сетевого подогревателя (ПСГ2):

;

- температура обратной сетевой воды (ОС):

.

По таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара в состоянии насыщения, используя температуры, находим:

- энтальпия сетевой воды в подающей магистрали:

;

- энтальпия воды после ПСГ2:

;

- энтальпия воды после ПСГ1:

;