Паровая турбина К-300-23,5-3 ЛМЗ

Основные показатели турбины и турбоустановки представлены в табл. 1.4.

Турбоустановка имеет один двухходовой конденсатор с поверхностью охлаждения 15400 м2. Воздухоотсасывающее устройство состоит из двух основных и трех дополнительных водоструйных эжекторов. Система регенеративного подогрева питательной воды включает три ПВД, питаемые паром* из ЦВД с давлением в камере отбора 6,22 МПа, за ЦВД при 3,99 МПа и из ЦСД при 1,57 МПа Следующий (по потоку пара) отбор из ЦСД при 1,06 МПа питает деаэратор, после которого имеется питательный насос с турбоприводом. Турбопривод с противодавлением: свежий пар в пего подается из той же камеры, что и пар на ПНД6 с параметрами пара 1,57 МПа и 420 С; противодавление 0,226 МПа; пар после турбопривода направляется в линии за ЧСД. При полной нагрузке главной турбины мощность приводной турбины, затрачиваемая па питательный насос, составляет около 11 МВт.

Предусмотрен также питательный насос половинной производительности с приводом от электродвигателя, который служит для пуска установки, а также может работать при частичных нагрузках блока. Отборы из ЧСД (0,51 МПа), за ЧСД и два в ЦНД (при 0,086 и 0,016 МПа) снабжают паром четыре ПНД. Между ПНДI и конденсатным насосом располагается сальниковый подогреватель. Схема регенерации каскадная. На некоторых электростанциях используются ПНД смешивающего типа, что позволяет несколько повысить экономичность турбоустановки и при определенных условиях отказаться от деаэратора.

Турбина выполнена трехцилиндровой (рис. 10.7). После ЦВД пар возвращается в промежуточный перегреватель котла и оттуда направляется в ЧСД. Из последней ступени ЧСД две трети пара направляются в двухпоточный цилиндр низкого давления, в то время как одна треть протекает через отсек, встроенный в ЦСНД. Из трех потоков ступеней низкого давления пар поступает в один общий конденсатор.

Свежий пар подводится к одновенечной регулирующей ступени, расположенной в средней части ЦВД. Далее пар проходит по направлению от генератора к переднему подшипнику через пять ступеней, расположенных во внутреннем корпусе. Затем пар омывает внутренний корпус и направляется в последующие шесть ступеней правого потока, которые установлены в двух обоймах. Здесь пар расширяется до давления 3,91 МПа (все указанные давления по ступеням турбины относятся к полной нагрузке турбины). За третьей ступенью правого потока производится первый регенеративный отбор пара.

Примененная в этой турбине конструкция ЦВД позволяет расположить наиболее горячие части паропровода в середине цилиндра, удалив их от картеров подшипников. При сверх-критическом давлении 23,5 МПа ступени высокого давления приходится располагать во внутреннем цилиндре с таким расчетом, чтобы разделить перепады давлений и температур, которым подвергаются наружный и внутренний цилиндры. Так, при полной нагрузке давление в камере регулирующей ступени составляет 16,5 МПа, давление между внутренним и наружным цилиндрами 9,6 МПа. Таким образом, наибольший перепад давлений на внутренний цилиндр составляет 6,9 МПа. Наибольшее избыточное давление, которому подвергается наружный корпус, равно 9,5 МПа.

Поток пара, обтекающий внутренний корпус, позволяет понизить температуру наружного корпуса. Регулирующие клапаны сняты с корпуса турбины и расположены рядом с ЦВД. К четырем сопловым сегментам пар подводится двенадцатью : паропроводами. Увеличенное число паропроводов, соединяющих регулирующие клапаны с сопловыми сегментами, позволяет применить паропроводы уменьшенного диаметра и с меньшей ; толщиной стенки, что обеспечивает их достаточную гибкость.

Пар после ЦВД направляется в промежуточный перегреватель и возвращается в ЦСД турбины с параметрами

  В ЦСД размещается двенадцать ступеней, диски которых откованы за одно целое с валом. После двенадцатой ступени при давлении 0,22 МПа пар направляется в три ЧНД. В каждом потоке низкого давления имеется пять ступеней, диски которых посажены на вал в горячем состоянии.

Роторы частей высокого и среднего давления соединены жестко между собой, причем полумуфты откованы за одно целое с валами. Между частями среднего и низкого давления применена жесткая муфта с двумя насадными полумуфтами и промежуточной вставкой. Соединение вала турбины и ротора генератора выполнено жесткой муфтой, на которой расположено зубчатое колесо валоповоротного устройства.

Комбинированный опорно-упорный подшипник располагается между цилиндрами высокого и среднего давления. Опорная часть подшипника воспринимает нагрузку роторов как высокого, так и среднего давления. В то время как смазка турбины и генератора осуществляется турбинным маслом, в качестве рабочей жидкости для управления системой регулирования применена специальная негорючая жидкость.

Как масляные насосы, так и насосы, подающие рабочую жидкость в систему регулирования, сняты с турбины; они приводятся электродвигателями и располагаются непосредственно на масляном баке и на баке рабочей жидкости, которые помещаются на полу конденсационного помещения.

На рис. 10.8 показан вид сбоку и сверху ЦВД турбины, а также вид сверху на разъем этого цилиндра. На рис. 4.32 приведен поперечный разрез сопловых коробок ЦВД.

Два блока стопорных и регулирующих клапанов располагаются по обе стороны рядом с турбиной и гибкими паропроводами соединяются через проходные патрубки с четырьмя сопловыми сегментами регулирующей ступени, вваренными во внутренний корпус ЦВД. Паровпускные патрубки при жесткой связи с наружным корпусом подвижно с помощью поршневых колец соединены с горловинами внутреннего корпуса. Часть корпуса, представленного в плане, показана со снятой крышкой наружного цилиндра.

Перед ЧСД имеются две паровые коробки, в каждой из которых находятся по одному стопорному и регулирующему клапанам. Регулирующие клапаны ЧСД полностью открыты при нагрузке, составляющей более 30% от номинальной. Оба регулирующих клапана ЧСД открываются одновременно и подводят пар к первой ступени ЧСД по всей- окружности.

Фикс-пункт турбины расположен на боковых рамах задней части ЦНД.

Проточная часть ЦНД турбины К-300-23,5-3 существенно изменена по сравнению с первыми модификациями. Модернизация (рис. 10.9) коснулась изменения меридиональных обводов проточной части, заменен один ряд лопаток промежуточной ступени, на всех рабочих лопатках установлены периферийные бандажи. Трапециевидная их форма позволила уплотнить надбандажные зазоры и тем самым снизить потери от периферийных протечек и улучшить обтекание периферийной зоны рабочих решеток.

мм. Кольцевая площадь выхода одной ступени составляет

—это современный агрегат, предназначенный для установки на крупных электростанциях в блоке с прямоточным котлом. Основные показатели турбины и турбоустановки приведены в табл. 1.4.

Конденсационное устройство турбоустановки состоит из двух последовательно соединенных по воде конденсаторов. Благодаря такому соединению в ЦНД при номинальном расходе пара, температуре охлаждающей воды 12 С и ее расходе 51 480 м3/ч давление пара в первой секции равно 3,16, а во второй 3,96 кПа. Секционирование конденсаторов вследствие двухступенчатой схемы охлаждения -дополнительный выигрыш в мощности, особенно значительный (в относительных величинах) при понижении объемного пропуска пара через последние ступени, т. е. при уменьшенной нагрузке или ухудшенном вакууме. Двухходовые конденсаторы продольного расположения, т. е. их трубки устанавливаются вдоль оси турбины. Общая поверхность кондеггеаторов составляет 22 500 м2. Для отсоса паровоздушной смеси применены водоструйные эжекторы.

Система регенеративного подогрева питательной воды -восьмиступенчатая: три ПВД получают пар из отбора из ЦВД при 6,13 МПа, из линии за ЦВД при 4,2 МПа и из отбора из ЦСД при 1,87 МПа. Деаэратор соединен с линией отбора из ЦСД при 1,19 МПа, из этой же линии отбирается пар для конденсационного турбопривода питательного насоса (при 383° С); ПНД 3 и ПНД 4 поверхностного типа получают пар из ЦСД при 0,473 МПа и из линии за ЦСД при 0,263 МПа. Отборы пара из линий на ПНД 3 и ПНД 4 используются и для подогрева сетевой воды в двух сетевых подогревателях, давая внешнему потребителю 293 ГДж/ч. Подогреватели смешивающего типа ПНД 2 и ПНД 1 получают пар из отборов ЦНД при 0,107 и 0,019 МПа. В схему регенерации после ПНД 1 и ПНД 2 включены два сальниковых подогревателя.

Турбинный агрегат К-500-23,5-4 отличается высокой степенью унификации узлов и элементов с другими турбинами, ранее созданными ЛМЗ. Всего в турбине четыре цилиндра — противоточный ЦВД и двухпоточные ЦСД и два ЦНД (рис. 10.10). Впереди ЦВД установлены два блока клапанов, в сварно-литых коробках которых находятся по одному стопорному и по два регулирующих клапана. От регулирующих клапанов по четырем трубам пар поступает к четырем сопловым коробам.

Конструкция подвода пара к ЦВД аналогична рассмотренной выше конструкции турбины К-300-23,5-3.

После ЦВД нар направляется на промежуточный перегрев, после которого при 3,67 МПа и 540 С подводится к двум стопорным клапанам, установленным по обе стороны ЦСД. С целью уменьшения парового объема два регулирующих клапана, прикрывающихся при нагрузке меньшей 30%, установлены непосредственно на наружном корпусе ЦСД.

В каждом потоке ЦСД по 11 ступеней, первые три из которых располагаются во внутреннем корпусе; диафрагмы остальных ступеней крепятся в обоймах наружного корпуса. Принятая двухпоточная конструкция (сравните с турбиной К-500-23,5-3 ХТЗ, рис. 10.22) имеет и достоинства и недостатки. Положительными качествами ее является уравновешенность осевых усилий, равномерность прогрева при пуске, отсутствие разгрузочного диска —и то и другое благоприятно сказывается на показателях маневренности агрегата.

Разделение потоков позволяет уменьшить веерность последней ступени, снизить скорости пара в выходных патрубках ЦСД. В то же время первые ступени имеют меньшую высоту лопаток и несколько пониженный КПД; ротор с 22 ступенями оказывается длинным, с большим прогибом и трудностью обеспечения малых эксплуатационных зазоров в уплотнениях ступеней. Сохранение в период между ремонтами расчетных значений утечек в периферийных уплотнениях достигается применением корытообразных уплотнений (кроме последней ступени), рассмотренных в гл. 4. На рис. 10.11 показана типовая ступень ЦСД данной турбины с такими уплотнениями.

Аналогичный ЦСД с другого тина бандажами рабочих лопаток и их уплотнениями, а также с установкой в отдельных ступенях проволочных связей, т. е. принципиально при несколько худшей экономичности, чем у ЦСД турбины К-500-23,5-4, был испытан в турбине К-500-16-1, и по состоянию пара перед клапанами его КПД составил 92,5%.

Первые три ступени каждого потока располагаются во внутреннем корпусе ЦСД, что позволяет уменьшить время

пуска агрегата, остальные - в обоймах, устанавливаемых в наружном корпусе. В камере паровпуска внутреннего корпуса имеется разделительное кольцо, распределяющее входящий в цилиндр пар по двум потокам. Кольцо состоит из двух половин, приваренных к верхней и нижней частям внутреннего корпуса в плоскости горизонтального разъема. Наружный корпус соединяется с выходными патрубками вертикальными фланцами. Сопловые лопатки первых пяти ступеней и рабочие лопатки первой ступени выполнены постоянного по высоте профиля, остальные -переменного профиля.

Диафрагмы сварные с козырьками, в которых устанавливаются надбандажные уплотнения. Ротор ЦСД цельнокованый с полумуфтами, соединяющими его с роторами ЦВД и ЦНД 1 и также откованными заодно с ротором. Полная длина ротора равна 7585 мм, его пролет 6410 мм.

При поминальном режиме расчетное давление пара за ЦСД равно 0,263 МПа, внутренняя мощность ЦСД составляет 230 МВт.

Отвод пара из ЦСД выполнен симметрично относительно горизонтального разъема и осуществляется по четырем патрубкам диаметром 1706 мм. Ресиверы, направляющие пар в два ЦНД, располагаются по обе стороны турбины ниже плоскости разъема, что упрощает ремонт и ревизию цилиндров низкого давления.

  кольцевую площадь 7,48 м2.

При пуске и остановке турбины при вращении

с помощью валоповоротиого устройства автоматически включается система гидростатического подъема роторов.

Агрегат имеет два фикс-пункта: для ЦВД, ЦСД и ЦНД 1 фикс-пункт находится на задней поперечной раме ЦНД I, для ЦНД 2 — на его задней поперечной раме, при этом ЦНД 1 и ЦНД 2 не имеют жесткой связи, так как предусмотрено их подвижное соединение. Для облегчения тепловых перемещений корпусов подшипников но фундаментным рамам на поверхность последних наносится специальный материал с низким коэффициентом трения. Кроме того, под лапами ЦВД и передними лапами ЦСД, т. е. в подвижных местах с наивысшими температурами и наибольшими тепловыми расширениями, устанавливаются разгружающие амортизаторы.

Схема отсосов пара из концевых уплотнений выполнена как самоуплотняющаяся (рис. 10.12). Пар на концевые уплотнения ЦВД поступает от концевых уплотнений ЦСД. При частичных нагрузках и при пусках агрегата на концевые уплотнения цилиндров поступает пар из горячего коллектора № 1 и холодного коллектора № 2. Раздельное питание паром горячих и холодных концах турбины обеспечивает требуемые температурные режимы при пусках турбины из различных состояний.

Турбоагрегат располагается в ячейке машинного зала длиной 48 м и шириной 54 м. Поперечное расположение агрегата позволяет выполнить симметричными паропроводы свежего пара и промежуточного перегрева, что при тепловых расширениях трубопроводов обеспечивает более равномерные нагрузки на стопорные клапаны ЦВД и ЦСД.