Огурцов А.П. Паровые турбины ЛМЗ сверхкритических параметров

Подождите немного. Документ загружается.

На рабочих лопатках всех ступеней, где по условиям прочности

допустимо применение накладных бандажей, установлены бандажи с

усиками. Надбандажные уплотнения аналогичны надбандажным уп-

лотнениям, примененным в ЦВД. Рабочие лопатки в ступенях турбины

800 МВт имеют уплотнения у корня в виде горизонтальной площадки

на промтеле хвостовика рабочих лопаток и усика, вставленного в вы-

ступ диафрагмы. В ступенях турбины 500 МВт по рекомендации МЭИ

применена конструкция корневого уплотнения, обеспечивающая на-

правленный подсос диафрагменной утечки в прикорневую зону потока.

Таблица 4.2. Рабочие лопатки ступеней проточных

частей ЦСД (мм).

К-300-240-3 К-500-240-4 К-800-240-5

Номер ступени

Длина

рабочей

части

Корневой

диаметр

Длина

рабочей

части

Корневой

диаметр

Длина

рабочей

части

Корневой

диаметр

115

137

155

167

195

225

252

297

334

369

429

1057

1055

1054

106

122

140

167

195

225

252

297

334

369

—

1057

1055

1054

110

130

155

164

205

220

264

315

390

—

175

174

-—

—

Рисунок 4.2. Типовая ступень

проточной части ЦСД

турбины К-500-240-4.

Рисунок 4.3. Проточная часть ЦСД турбины К-800-240-5.

Типовая ступень ЦСД турбины К-500-240-4 показана на рис. 4.2.

Проточная часть ЦСД турбины К-800-240-5 показана на рис. 4.3.

Для повышения экономичности проточных частей ЦСД и ЦВД,

имеющих цельнокованые роторы, в дисках роторов выполняются раз-

грузочные отверстия с профилированным, в соответствии с выполнен-

ными исследованиями, входным участком.

Для уменьшения потерь во входных и выходных патрубках в

процессе разработки конструкции выполнена их аэродинамическая от-

работка. Из проточных частей ЦСД организованы следующие отборы

пара:

¾ за третьей ступенью в турбине К-800-240-5—на питание турбо-

привода питательных насосов и регенеративный подогреватель

ПВД-6; в турбине К-500-240-4—только на регенеративный подогре-

ватель ПВД-6;

¾ за четвертой ступенью в турбине К-300-240—на питание турбопривода

питательного насоса и регенеративный подогреватель ПВД-6;

¾ за пятой ступенью на деаэратор в турбине К-800-240-5; в турби-

не К-500-240-4 —на деаэратор и питание турбоприводов питатель-

ных насосов;

¾ за шестой ступенью в турбине К-300-240-3 - на деаэратор;

¾ на питание регенеративного подогревателя ПНД-4 за седьмой

ступенью в турбине К-800-240-5 и за девятой ступенью в турбинах

К-300-240-3 и К-500-240-4.

4.5. КОНСТРУКЦИЯ ПРОТОЧНОЙ ЧАСТИ

УНИФИЦИРОВАННОГО ЦНД.

Проточная часть ЦНД - двухпоточная, имеет по пять ступеней в

каждом потоке. Высоты рабочих лопаток и их корневые диаметры при-

ведены в табл. 4.3.

Для повышения экономичности проточной части верхний и

нижний меридиональные обводы выполнены плавными. Верхний об-

вод формируется наклонными поверхностями диафрагм и косыми бан-

дажами ступеней с первой по четвертую, в тело которых вынесены

демпферные проволочные связи.

Таблица 4.3. Рабочие лопатки ступеней проточной части

унифицированного ЦНД (мм).

Номер ступени

Длина рабочей

части (по горлу)

решетки

Корневой диа-

метр

249

310

414

600

960

1251

1301

1371

1455

1520

* Ступень имеет две проволочные связи

Дополнительная отстройка облопачивания ступеней ЦНД позво-

лила снизить количество демпферных связей, а вынос верхних прово-

лок за пределы проточной части привел к существенному уменьшению

их количества в проточной части и повышению экономичности.

Рисунок 4.3. Проточная часть унифицированного ЦНД.

В рабочих лопатках первых четырех ступеней демпферные связи

в проточной части отсутствуют, рабочие лопатки пятой ступени имеют

две демпферные связи в проточной части. Над рабочими лопатками

всех ступеней диафрагмы имеют козырьки, в которых располагаются

усики радиального надбандажного уплотнения. Верхний меридиональ-

ный обвод диафрагмы и рабочих лопаток пятой ступени выполнены с

возможностью обеспечения осевого выхода потока.

Входной патрубок ЦНД турбины мощностью 300 МВт имеет два

входа. Более нагруженные патрубки турбин мощностью 500 и 800 МВт

имеют по четыре входа. Входной и выходной осерадиальные патрубки

ЦНД прошли аэродинамическую отработку на экспериментальных ус-

тановках. Проточная часть цилиндра низкого давления представлена

на рис. 4.4.

Из проточной части ЦНД за второй и четвертой ступенью орга-

низованы отборы пара на регенеративные подогреватели ПНД-1 и

ПНД-2. Организация отбора пара за четвертой ступенью способствует

отводу капельной влаги из проточной части, благоприятствует улучше-

нию работы пятой ступени.

5. КОНСТРУКЦИЯ СТАТОРНЫХ УЗЛОВ.

5.1. КОРПУСА ЦВД.

Корпуса ЦВД паровых турбин мощностью 300, 500 и 800 МВт—

стальные, литые, однотипны по конструкции, отличаются размерами и

некоторыми элементами конструкции, определяемыми количеством

ступеней. Корпуса ЦВД всех трех типов турбин двустенные, т.е. имеют

наружный и внутренний корпуса, с поворотом потока после первой

группы ступеней, расположенной во внутреннем корпусе.

Двустенная конструкция корпуса ЦВД позволяет разгрузить на-

ружный корпус от давления свежего пара путем понижения давления в

ступенях внутреннего корпуса с 23,5 до 9,4 МПа, которое воздействует

на переднюю часть наружного корпуса. Температура пара за первой

группой ступеней ЦВД около 330

С. Этот пар, омывая после поворота

потока внутренний корпус, охлаждает его и поступает во вторую груп-

пу ступеней, расположенных в выходной части наружного корпуса.

Таким образом, конструкция ЦВД с поворотом потока обеспечивает

благоприятные условия работы как наружного, так и внутреннего кор-

пуса, обеспечивая относительно невысокий уровень пусковых термиче-

ских напряжений в корпусах и способствуя достаточно высокой манев-

ренности и турбин.

Наружный корпус ЦВД состоит из двух половин: верхней

(крышки) и нижней, соединяемых фланцами. Свежий пар от регули-

рующих клапанов подводится паровпускными трубами к четырем

входным патрубкам, расположенным в средней части верхней и ниж-

ней половин наружного корпуса ЦВД (рис.5.1,а). Паровпускные трубы

привариваются к входным патрубкам верхней половины при сборке на

заводе-изготовителе, нижней - при монтаже на электростанции. К вы-

ходным патрубкам, патрубкам отборов пара, подвода и отсоса пара из

концевых уплотнений трубопроводы привариваются во время монтажа

турбины на электростанции. Для предотвращения повреждений литых

патрубков наружного корпуса при сварке во время монтажа к ним в

заводских условиях приварены короткие отрезки труб из того же мате-

риала, что и станционные трубопроводы.

Рисунок 5.1. Наружный корпус ЦВД.

а) – корпус; б) – опирание лап корпуса на корпус подшипника;

1 – опорная поверхность корпуса подшипника; 2 – прижимная скоба;

3 – лапа; 4 – фланец крышки корпуса.

Наружный корпус цилиндра опорными лапами (рис 5.1.б), яв-

ляющимися продолжением фланцев горизонтального разъема нижней

половины корпуса, опирается на опорные площадки корпусов передне-

го и среднего подшипников турбины. На нижней поверхности опорных

лап выполнены поперечные шпоночные пазы, обеспечивающие попе-

речные тепловые расширения наружного корпуса от оси турбины и

перемещение вместе с корпусами подшипников вдоль оси турбины.

Нижняя половина корпуса зафиксирована от поперечных смещений

относительно оси турбины вертикальными шпонками, допускающими

радиальные вертикальные тепловые расширения корпуса. Фланцы го-

ризонтального разъема ЦВД снабжены коробами для их обогрева при

пусках турбины.

Рисунок 5.2. Внутренний кор-

пус ЦВД

На внутренней поверхности наружного корпуса выполнены рас-

точки для установки обойм диафрагм и уплотнений и предусмотрены

приливы и отверстия для крепления внутреннего корпуса и установки

шпонок, обеспечивающих взаимно направленные тепловые расшире-

ния корпусов

Рисунок 5.3. Узел соединения

паровпускных труб с сопловы-

ми коробками.

Внутренний корпус ЦВД—стальной, литой, состоит из двух по-

ловин - верхней и нижней, соединяемых фланцами (рис. 5.2.) В обеих

половинах входной части внутреннего цилиндра имеется по два пат-

рубка, к которым приварены сопловые коробки (рис. 5.3). На наружной

поверхности внутреннего цилиндра имеются приливы для установки в

наружном цилиндре и для шпоночных пазов, обеспечивающих его на-

правленные тепловые расширения.

На внутренней поверхности цилиндра имеются приливы для ус-

тановки шпонок, обеспечивающих направленные тепловые расширения

сопловых коробок, и расточки для установки диафрагм первой группы

ступеней и обоймы среднего уплотнения.

Для соединения паровпускных труб, приваренных к наружному

цилиндру, с сопловыми коробками, вваренными во внутренний корпус,

используется подвижное соединение с поршневыми уплотняющими

кольцами (рис. 5.3.), обеспечивающее возможность сборки ЦВД и сво-

бодные тепловые расширения сопловых коробок, внутреннего и на-

ружного корпусов ЦВД.

Фланцы наружного и внутреннего корпусов соединяются

шпильками с колпачковыми гайками.

5.2. КОРПУСА ЦСД.

Корпус ЦСД турбины К-300-240 — стальной литой, одностенной

конструкции, однопоточный, с входной сопловой камерой (рис. 5.4). На

внутренней поверхности цилиндра имеются кольцевые приливы, в ко-

торых выполнены расточки для установки обойм диафрагм и обойм

передних концевых уплотнений. В передней части нижней половины

корпуса по обе стороны его имеется два патрубка для подвода в ци-

линдр пара после промежуточного перегрева в котле, соединенных с

входной сопловой камерой.

В нижней половине корпуса расположены патрубки для отбора

пара из цилиндра на систему регенерации, а также для подвода и отсоса

пара из передних концевых уплотнений. На передней стенке нижней

Рисунок 5.4. Корпус ЦСД турбины К-300-240.

половины корпуса имеется прилив для установки вертикальной шпон-

ки, предотвращающей смещение цилиндра в поперечном направлении,

но не препятствующей свободному расширению корпуса в вертикаль-

ной плоскости.

Двумя лапами, представляющими собой единое целое с фланцем

горизонтального разъема передней части, нижняя половина корпуса

ЦСД опирается на корпус среднего подшипника, расположенного меж-

ду ЦВД и ЦСД. Лапы в нижней части имеют поперечные пазы, в кото-

рые входят поперечные шпонки, укрепленные на среднем подшипнике

и обеспечивающие свободное поперечное расширение корпуса ЦСД

относительно оси турбины и продольное (вдоль оси) расширение за

счет перемещения среднего подшипника в сторону ЦВД.

Задняя торцевая часть корпуса ЦСД имеет фланец вертикального

разъема, к которому своим передним фланцем крепится литой стальной

переходный патрубок между частями среднего и низкого давления.

Переходный патрубок выполнен из двух половин—верхней и

нижней, имеет фланцы горизонтального разъема. В нижней половине

переходного патрубка с обеих сторон имеются патрубки, к которым

присоединяются перепускные трубы, по ним пар из ЦСД поступает в

ЦНД. Внизу расположен патрубок, который соединяется с трубопрово-

дом отбора пара на систему регенерации.

К заднему фланцу вертикального разъема переходного патрубка

присоединяется выхлопной патрубок части низкого давления, в кото-

ром установлена обойма диафрагм одного потока проточной части низ-

кого давления.

Соединения фланцев ЦСД и присоединения к нему трубопрово-

дов аналогичны ЦВД. Перепускные трубы между ЦСД и ЦНД имеют

фланцевое присоединение.

Цилиндры среднего давления турбин К-500-240 и К-800-240 ли-

тые стальные двухпоточные. Они однотипны по конструкции и отли-

чаются лишь размерами и отдельными элементами конструкции.

Двухпоточные корпуса ЦСД (рис. 5.5.) выполнены двустенными.

Пар после промежуточного перегрева в котле подводится к двум сто-

порным клапанам ЦСД, а от них к двум регулирующим клапанам, рас-

положенным на входных патрубках верхней половины наружного кор-

пуса ЦСД, и к двум - расположенным по обе стороны турбины. От бо-

ковых клапанов к входным патрубкам нижней половины наружного

корпуса ЦСД пар подводится пароподводящими трубами, которые

привариваются к входным патрубкам. Крепление регулирующих кла-

панов к патрубкам верхней половины корпуса фланцевое. Далее через

входные патрубки внутреннего цилиндра пар поступает в кольцевую

сопловую камеру и через кольцевой сопловой аппарат - в проточную

часть турбины. Соединение входных патрубков наружного и внутрен-

него цилиндров аналогично соединению сопловых коробок ЦВД с

входным патрубком наружного корпуса (рис. 5.3.).

Рисунок 5.5. Корпус двухпоточного ЦСД (внутренний

корпус установлен в наружном).

Наружный цилиндр двухпоточного ЦСД состоит из трех час-

тей—средней и двух выходных патрубков, для соединения которых

служат фланцы вертикальных разъемов. В средней части наружного

корпуса имеются приливы для установки шпонок, центрирующих

внутренний корпус в наружном, и для крепления внутреннего корпуса,

а также кольцевые приливы с расточками для установки обойм диа-

фрагм. В нижней половине наружного корпуса расположены патрубки,

к которым привариваются трубопроводы отборов пара на систему ре-

генерации.

Выходные патрубки во внутренней полости имеют кольцевые

дефлекторы выходного диффузора и вертикальные ребра, разделяющие

поток пара, выходящего из последних ступеней ЦСД, и направляющие

его к четырем выходным патрубкам (по два с каждой стороны турби-

ны—в верхней и нижней половинах ЦСД). К фланцам выходных пат-

рубков присоединяются перепускные трубы между ЦСД и ЦНД боко-

вого подвода.

В нижней части выходных патрубков имеются патрубки, к кото-

рым присоединяются трубопроводы отсосов пара из концевых уплот-

нений, а в верхней части (с торцов)—бобышки для строповки верхней

половины ЦСД. Выхлопные патрубки имеют кольцевые приливы с рас-

точками для установки обойм концевых уплотнений.

Внутренний цилиндр среднего давления - литой, стальной, име-

ет по два входных патрубка в верхней и нижней половинах. На внут-

ренней его поверхности выполнены кольцевые приливы для установки

соплового (направляющего) аппарата первой ступени и двух диафрагм.

5.3. КОРПУС ЦНД.

Корпус ЦНД двухпоточный стальной, сварной конструкции

(рис. 5.6.), состоит из трех частей - средней и двух выхлопных патруб-

ков.

Рисунок 5.6. Наружный корпус ЦНД.

В турбинах К-500-240-4 и К-800-240-5 применяется ЦНД новой

конструкции. Подвод пара из ЦСД в ЦНД осуществляется двумя боко-

выми перепускными трубами в нижнюю половину средней части ЦНД

с двух сторон. Перепускные трубы проходят через отверстия средней

части присоединяются к входной камере внутреннего цилиндра

(рис. 5.7.). Уплотнение отверстий в средней части ЦНД осуществлено