Энергетика. ТЭС и АЭС

Всё о тепловой и атомной энергетике

Индикаторы ЕЭС России

Частота в ЕЭС России
Генерация и потребление (час)
План генерации и потребления
Генерация и потребление (сут)
Температура в ЕЭС России

Условия прогрева турбины при пуске

Пуск мощных паровых турбин ТЭС является одним из труднейших эксплуатационных режимов, требующий ясного понимания физической картины прогрева и изменения теплонапряженного состояния ее элементов при пусках. Трудности объясняются особенностями конструкции турбин, большой металлоемкостью и различием конфигурации их отдельных элементов, а также неодинаковыми условиями подвода теплоты к неподвижным и вращающимся деталям.

Некоторые конструктивные особенности мощных турбин, влияющие на режимы пуска, приводятся кратко ниже.

Турбина К-160-130.

ЦВД объединен с ЦСД. В зоне первых ступеней ЦВД имеет двухстенный корпус, внутренняя стенка которого омывается снаружи паром, подаваемым в переднее концевое уплотнение. Камера паровпуска ЧСД размещена в середине объединенного цилиндра и отделена от камеры выхлопа ЧВД разделительной диафрагмой. Эта диафрагма, а также стенки цилиндра в зоне паровпуска ЧСД экранированы стальными листами с асбестовой прокладкой для уменьшения температурного перепада в разделительной диафрагме.

Турбина К-200-130.

Особенностью конструкции является система парового обогрева фланцевого соединения и корпуса ЦВД на участке от переднего уплотнения до камеры за 9-й ступенью. Пар на обогрев фланцев и шпилек подается в наружные короба и обнизку горизонтального разъема из коллектора свежего пара, питаемого собственным свежим паром или паром от соседних работающих турбин.

Турбина К-300-240.

ЦВД и ЦСД имеют двухстенную конструкцию. Применена усовершенствованная система обогрева фланцев и шпилек обоих цилиндров, по которой пар на обогрев подается из междукорпусного пространства в обнизку горизонтального разъема фланцевого соединения.и затем из шпилечных отверстий через сверления в корпусе — в короба наружного обогрева фланцев.

Турбина К-500-240.

Конструкции ЦВД и паровпуска ЦСД в основном те же, что и у турбины К-300-240. Отличается лишь конструкция блоков клапанов. Каждый блок содержит один стопорный и четыре регулирующих клапана, корпуса которых соединяются между собой короткими патрубками.

Турбина К-800-240.

Пятицилиндровая, состоящая из ЦВД, двухпоточного ЦСД и трех двухпоточных ЦНД. Схема паровпуска существенно упрощена по сравнению со схемой в турбине К-300-240 и состоит из двух блоков клапанов, установленных перед ЦВД. Каждый блок содержит один стопорный и два регулирующих клапана. Корпуса отдельных клапанов соединены между собой короткими патрубками. Особенностью системы регулирования является устройство для перестройки схемы парораспределения при пусках, позволяющее открывать все регулирующие клапаны одновременно.

Турбина К-500-130.

Полупиковая, имеет пониженные параметры пара (13 МПа, 510/510 °С), состоит из четырех цилиндров— ЦВД, ЦСД и двух двухпоточных ЦНД. Корпуса ЦВД и ЦСД двухстенные, схема парораспределения дроссельная. Перед ЦВД установлены два блока клапанов, каждый из которых состоит из одного стопорного и двух регулирующих клапанов. Пар с ЦСД подводится через два стопорных и два регулирующих клапана.

Особое значение для технологии прогрева имеет большое разнообразие конструктивных исполнений органов паровпуска.

В турбинах докритического давления типа К-160-130 и К-200-130, а также в турбинах АЭС регулирующие клапаны высокого давления установлены либо непосредственно на корпусе ЦВД, либо вблизи него и соединены с ним короткими патрубками. Также в непосредственной близости к цилиндру установлены и регулирующие клапаны ЦСД (или объединенные блоки стопорных и регулирующих клапанов СД при размещении их в общем корпусе).

В турбинах сверхкритического давления типа К-300-240, К-500-240 и К~800-240 регулирующие клапаны высокого давления, число которых изменяется от 4 до 8 на одну турбину, установлены отдельно от корпуса ЦВД и соединяются с ним длинными (10—25 м) тонкостенными перепускными трубами.

Соединения корпусов стопорных и регулирующих клапанов у разных типов турбин также различны, что существенно влияет на технологию их прогрева. Существуют три основных типа таких соединений:

  1. стопорные и регулирующие клапаны расположены раздельно и соединяются длинными перепускными трубами;
  2. клапаны расположены рядом и соединены в блоки короткими патрубками;
  3. клапаны объединены в общую конструкцию в одном корпусе, имеющем сложную конфигурацию.

При прогреве органов паровпуска следует учитывать также конструкцию соединения корпуса клапана с крышкой: фланцевого, резьбового или при помощи стопорного кольца. При бесфланцевых соединениях неравномерность температурного поля в корпусе клапана при его прогреве выше, чем при других типах соединений, что приводит к повышенным температурным напряжениям и требует особого внимания при пусках турбины.

Для выбора рациональной технологии и оптимальных графиков пуска необходимо установить граничные условия прогрева, а также оценить температурное и теплонапряженное состояние основных деталей турбины при пусках.

Технология пуска паровых турбин блочных установок и неблочных ТЭС, а также АЭС имеет некоторые различия. Турбины неблочных ТЭС пускаются паром номинальных параметров, подаваемым от магистрального паропровода (парового узла ТЭС). Также паром номинальных параметров пускаются турбины атомной электростанции. Пуск блочных турбин осуществляется на скользящих параметрах пара, которые повышаются до номинала в процессе совмещенного пуска котла и турбины энергоблока.

Однако в каждом из этих случаев можно различить три последовательных этапа, одинаковых по своему содержанию и имеющих лишь разную продолжительность:

  1. предтолчковый прогрев элементов паровпуска и ЦВД перед пуском турбины;
  2. продолжение прогрева после «толчка» ротора до выхода турбины на синхронную частоту вращения и в процессе работы на холостом ходу до включения генератора блока в сеть;
  3. окончание прогрева после включения генератора блока в сеть в процессе нагружения турбины от начальной до номинальной нагрузки. Темпы прогрева должны обеспечивать высокую надежность пуска и в то же время его наименьшую длительность.

Возможны два способа прогрева: при постоянной температур греющего пара, при постоянной разности температур греющего пара и металла.

Прогрев толстостенной детали турбины

Значительные температурные напряжения возникают в фасонных деталях, имеющих, как правило, большую массу (фланцы корпуса турбины, стопорные клапаны, фасонные детали паропроводов), а также в роторах высокого и среднего давления, концентраторы напряжения на поверхности которых часто приводят к появлению усталостных трещин. В особенно тяжелых условиях находится ротор среднего давления, омываемый паром после вторичного перегрева, имеющим высокую температуру. Отсюда следует вывод, что все массивные и фасонные детали следует прогревать медленнее, поддерживая требуемое соответствие температур греющего пара и прогреваемых деталей. Опыт эксплуатации показывает, что для уменьшения температурного перепада по толщине стенки имеет большое значение изоляционный материал и качество выполнения изоляции, также как и для сушильной камеры для автомобиля, которая представляет собой герметичное помещение, в котором происходит окрашивание автомобиля или его отдельных частей.

Таким образом, управление прогревом турбины при ее пуске заключается в соответствующем регулировании расхода греющего пара, его температуры и давления, причем главным является регулирование температуры греющего пара в соответствии с температурой металла прогреваемых деталей.



Читайте также:

Последние аварии на объектах электроэнергетики РФ

Энергетика. ТЭС и АЭС © 2012 Использование материалов с сайта разрешается при наличии на него активной ссылки без тегов nofollow и noindex.
Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100
Яндекс.Метрика