Трухний А.Д. Паротурбинная установка блоков Балаковской АЭС

Подождите немного. Документ загружается.

§2 9] НЕОБХОДИМОСТЬ И ПРЕИМУЩЕСТВА МНОГОСТУПЕНЧАТОЙ КОНСТРУКЦИИ ТУРБИНЫ 59

особенно в ступенях с длинными лопатками. Дейст-

вительно, как видно из рис. 2.22, а, например, в пер-

вой ступени турбины К-1000-5,9/25-2 треугольники

скоростей по высоте изменяются очень мало.

Поэтому профили и сопловых, и рабочих лопаток

выполняют одинаковыми по высоте и устанавлива-

ют под одинаковыми углами. Совсем по-другому

(см. рис. 2.22, б) выглядят треугольники скоростей

для сечений последней ступени, средний диаметр

которой м, а длина (отношение

Из-за увеличения реактивности по вы-

соте лопатки скорость уменьшается, а окружная

скорость и увеличивается от корневого сечения к

периферийному; соответственно изменяются и от-

носительные скорости на входе в рабочую решетку

и выходе из нее. Но самое главное то, что изменя-

ются по высоте углы входа на рабочую лопатку.

Если в корневом сечении то в периферий-

ном сечении этот угол достигает 125°. Меняется и

разность углов поэтому для корневого сече-

ния требуется сильно изогнутый, а для периферий-

ного — почти прямой профиль. Одним словом, для

ступеней большой веерности из-за изменения тре-

угольников скоростей для обеспечения высокой эко-

номичности требуется изменять профили сопло-

вых и рабочих лопаток по высоте. Эти требования

усугубляются необходимостью обеспечения доста-

точной прочности и технологичности изготовления

рабочих лопаток.

2.9. НЕОБХОДИМОСТЬ

И ПРЕИМУЩЕСТВА

МНОГОСТУПЕНЧАТОЙ

КОНСТРУКЦИИ ТУРБИНЫ

Располагаемый теплоперепад турбины зависит

от ее начальных и конечных параметров.

На рис. 2.23 показан процесс расширения пара

в турбине К-1000-5,9/25-2. Если подсчитать рас-

полагаемый теплоперепад отдельных цилиндров

турбины и сложить, то он окажется равным

1154 кДж/кг.

Условием высокого КПД ступени является ее

выполнение с оптимальным отношением скоростей

Условия прочности вращающегося ротора

в области высоких температур ограничивают

окружную скорость значениями

Если для оценки принять оптимальное отношение

то скорость должна быть равной

и максимальный теплоперепад, который возможно

переработать в одной ступени с достаточной эконо-

мичностью, составит

Это значение существенно меньше располагае-

мого теплоперепада всей турбины, что предопреде-

ляет ее многоступенчатую конструкцию.

Теплоперепад который можно переработать

в одной ступени, зависит не только от диаметра

ступени, который определяет окружную скорость и.

Для обеспечения малых потерь в сопловых

и рабочих решетках их высота должна быть

достаточной. При фиксированных расходе пара

и его параметрах, т.е. фиксированном объемном

расходе пара высоты решеток будут тем боль-

ше, чем меньше диаметр ступени.

Поэтому в ЦВД, где объемный расход сравни-

тельно мал из-за высокого давления, диаметры сту-

пеней делают меньше, чем требуется по условию

прочности, что увеличивает число ступеней. Это

60 ТЕПЛОВОЙ ПРОЦЕСС В ПАРОВОЙ ТУРБИНЕ И ЕЕ ПРИНЦИПИАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО [Гл. 2

объясняет, почему в турбине К-1000-5,9/25-2 в ЦВД

и ЦНД одинаковое число ступеней — семь

(см. рис. 2.23) несмотря на то, что в ЦНД срабаты-

вается теплоперепад втрое больший, чем в ЦВД.

Таким образом, многоступенчатая конструкция

паровой турбины позволяет срабатывать в каждой

ступени небольшую часть общего теплоперепада

турбины при одновременном обеспечении высокого

КПД ступеней и турбины в целом и ее механиче-

ской прочности.

Совокупность решеток последовательно уста-

новленных ступеней называется проточной ча-

стью турбины.

Выполнение многоступенчатой конструкции

позволяет получить другие дополнительные преиму-

щества.

Кинетическая энергия пара с которой пар

покидает ступень, не вырабатывает энергии в рас-

сматриваемой ступени, но может быть использо-

вана в значительной степени в последующей ступе-

ни. В этом случае потери с выходной скоростью

будут только в тех ступенях, в которых выходная

скорость не используется. В частности, в турбине

К-1000-5,9/25-2 это относится к последним ступе-

ням ЦВД и ЦНД, теплоперепад которых при много-

ступенчатой конструкции составляет лишь часть

общего теплоперепада турбины.

Выше отмечалось, что регенеративный подогрев

питательной воды приводит к увеличению термиче-

ского КПД цикла и соответственно абсолютного

электрического КПД турбоустановки. Анализ реге-

неративного цикла показывает, что экономически

целесообразно вести подогрев питательной воды

не в одном подогревателе с использованием пара

высоких параметров, а в нескольких последова-

тельно включенных подогревателях, подбирая дав-

ление греющего пара в соответствии с достигнутой

температурой питательной воды. Чем более низких

параметров пар будет взят из турбины, тем боль-

шую работу в ней он произведет, не потеряв при

этом свою теплоту конденсации. Многоступенчатая

конструкция позволяет организовать такие последо-

вательные отборы пара на регенеративные подогре-

ватели, турбины питательных насосов и воздуходу-

вок котла, деаэраторы, внешним потребителям теп-

лоты и др.

Использование многоступенчатой конструкции

имеет и другие преимущества, которые рассмот-

рим ниже.

Вместе с тем многоступенчатые турбины

несравненно дороже и сложнее, требуют тщатель-

ного изготовления и более подготовленного персо-

нала для их наладки и эксплуатации.

2.10. ПАРОРАСПРЕДЕЛЕНИЕ

ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ

Внутренняя мощность, развиваемая турбиной,

не имеющей отборов пара, определяется соотноше-

нием

(2.41)

где G — расход пара через турбину; — ее рас-

полагаемый теплоперепад.

Внутренняя мощность турбины с отборами пара

выражается как сумма мощностей отдельных отсе-

ков, имеющих расходы пара располагаемые теп-

лоперепады и КПД

Из соотношения (2.41) следует, что на мощ-

ность турбины принципиально можно повлиять,

изменяя расход пара через турбину или ее отсеки,

ее теплоперепад за счет начальных или конечных

параметров пара, а также расход и теплоперепад

проточной части турбины одновременно. В турбине

К-1000-5,9/25-2 реализуется последний способ.

Система подачи пара в турбину называется

системой парораспределения, или просто

парораспределени ем. Конструктивно парорас-

пределение реализуется с помощью регулиру-

ющих клапанов. При изменении степени их от-

крытия изменяется площадь сечения для прохода

пара и, следовательно, его расход. При частичном

открытии регулирующего клапана происходит

дросселирование пара, что приводит к уменьшению

теплоперепада проточной части турбины. Таким

образом, в общем случае при регулировании на-

грузки клапанами происходит изменение и расхода

пара, и теплоперепада проточной части турбины.

Для турбины К-1000-5,9/25-2 используют так

называемое дроссельное парораспределение.

При дроссельном парораспределении

(рис. 2.24, а) весь пар, подводимый к турбине, после

дросселирования в одном или нескольких одновре-

менно открывающихся регулирующих клапанах по-

дается в общую сопловую камеру. Из этой камеры

пар поступает к соплам первой ступени, выполнен-

ной с полным подводом пара.

На рис. 2.24, б показан процесс расширения пара

в турбине с дроссельным парораспределением. При

полной нагрузке, когда регулирующие клапаны

полностью открыты, давление за ними отлича-

ется от давления перед ними всего па несколько

процентов и турбина имеет располагаемый тепло-

перепад При закрытии регулирующих клапа-

нов в них происходит процесс дросселирования

§ 2 11] ПРЕВРАЩЕНИЕ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ В РАБОТУ В МНОГОСТУПЕНЧАТОЙ ТУРБИНЕ 61

Рис. 2.24. Схема дроссельного парораспределения (я) и процессы расширения

пара в турбине при различных степенях открытия дроссельного клапана (б):

1 — дроссельный регулирующий клапан, 2 — сопла первой ступени

АВ', при котором давление за клапаном стано-

вится существенно меньше, чем В результате

располагаемый теплоперепад турбины станет рав-

ным и существенно меньшимТаким об-

разом, при дроссельном парораспределении мощ-

ность турбины изменяется не только за счет

уменьшения расхода пара, но и за счет уменьшения

теплоперепада проточной части турбины.

Уменьшение теплоперепада из-за дросселирова-

ния приводит к уменьшению работоспособности

пара, которое зависит от двух факторов: относи-

тельного расхода пара ( — расход пара

через полностью открытый клапан) и отношения

давлений ( — давление за турбиной). Чем

меньше относительный расход тем больше

дросселирование и потери от него. Чем больше

отношение давлений тем меньше теплопе-

репад и, следовательно, больше его отно-

сительное изменение, т.е. снижение КПД из-за

дросселирования. В турбине К-1000-5,9/25-2 давле-

ние в конденсаторе и поэтому уменьшение

теплоперепада определяется только отноше-

нием

Важными преимуществами дроссельного паро-

распределения являются его простота, высокая

экономичность при полном открытии клапанов

и высокая надежность рабочих лопаток первой

ступени.

2.11. ПРЕВРАЩЕНИЕ ТЕПЛОВОЙ

ЭНЕРГИИ В РАБОТУ

В МНОГОСТУПЕНЧАТОЙ ТУРБИНЕ

На рис. 2.25 показаны профили двух первых

соседних ступеней многоступенчатой турбины,

позволяющих увидеть, как протекает пар в проточ-

ной части и как они расположены по отношению

друг к другу. Пар входит в каналы сопловой решетки

первой ступени со скоростью а выходит со ско-

ростью под углом который составляет 10—

15°, т.е. почти в окружном направлении. Однако

поскольку рабочие лопатки «бегут» мимо сопловой

решетки справа налево со скоростью то на рабо-

чие лопатки пар будет поступать со скоростью

и под углом В соплах первой ступени

давление уменьшается от значения до значения

и далее остается постоянным вплоть до встречи

с сопловой решеткой второй ступени.

Профиль рабочей лопатки первой ступени уста-

навливают под таким углом чтобы вектор скоро-

сти «встретил» ее переднюю часть безударно

и пар плавно вошел в каналы рабочей решетки

Поскольку, как указывалось выше, их сечение

примерно постоянно, то угол выхода а

скорость выхода пара в относительном движении

Но так как рабочие лопатки имеют ско-

рость то скорость выхода пара относительно кор-

пуса Далее процесс повторяется в проточ-

62 ТЕПЛОВОЙ ПРОЦЕСС В ПАРОВОЙ ТУРБИНЕ И ЕЕ ПРИНЦИПИАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО [Гл 2

ной части второй ступени (см. рис. 2.25) и в осталь-

ных ступенях до тех пор, пока пар не попадет в кон-

денсатор

По мере расширения пара его удельный объем

возрастает, и поэтому увеличивается необходимая

площадь сечения для прохода пара. Для ее обеспе-

чения увеличивают как диаметр ступени, так и

высоту лопаток. Наибольшую площадь сечения для

прохода пара имеет последняя ступень турбины, из

которой пар с давлением р

покидает турбину и по-

ступает в выходной патрубок (см. рис. 2.26).

На рабочих лопатках каждой из ступеней за счет

срабатывания теплоперепада возникает окружная

сила, создающая крутящий момент Суммиру-

ясь от ступени к ступени, крутящий момент растет,

достигая своего максимального значения на выход-

ном валу, который присоединяется муфтой к элек-

трическому генератору или другой машине.

Процесс расширения пара в рассмотренной тур-

бине в показан на рис 2 27 Отрезок

ОА изображает процесс расширения пара от началь-

ных параметров до состояния в первой ступени. Он

отклоняется от изоэнтропы ОК из-за потерь. Конеч-

ная точка А расширения является начальной точкой

для процесса расширения в следующей ступени

и т.д. В результате пар расширяется до давления

и сухости

При внимательном рассмотрении диаграм-

мы можно убедиться, что с увеличением энтропии

вертикальные расстояния между изобарами увели-

чиваются. Применительно к процессу расширения

пара это означает, что реальный располагаемый

теплоперепад некоторой ступени больше, чем

располагаемый теплоперепад этой же ступени

при протекании процесса расширения по изоэн-

тропе ОК. Таким образом, сумма располагаемых

теплоперепадов всех ступеней за счет возникающих

в них потерь оказывается больше, чем располагае-

мый теплоперепад турбины и потери энергии

как бы частично возвращаются (3—5 % располагае-

мого теплоперепада). Это явление называется воз-

вратом теплоты.

Рассмотренный процесс расширения пара отно-

сится только к проточной части турбины. Однако,

прежде чем пар поступит к соплам регулирующей

ступени, ему необходимо пройти стопорный и регу-

лирующий клапаны, в которых происходит потеря

давления и, следовательно, работоспособности

пара. Из рис. 2.28 видно, что пар, поступая к сто-

порному клапану с давлением на входе в про-

точную часть имеет давление меньшее

вследствие чего располагаемый теплоперепад

уменьшается на значение, равное потерям энер-

гии в паровпуске При правильно выпол-

ненных стопорном клапане и элементах паровпуска

потеря давления на расчетном режиме не превы-

шает 3—4 % начального.

Пару, выходящему из последней ступени, необ-

ходимо преодолеть аэродинамическое сопротивле-

ние выходного патрубка. В правильно выполнен-

ном выходном патрубке это осуществляется за счет

кинетической энергии потока пара, выходящего

из последней ступени. В этом случае давление

на выходе из выходного патрубка будет совпадать

с давлением за последней ступенью. Иногда патру-

бок можно выполнить так, чтобы не только преодо-

леть его аэродинамическое сопротивление, но и вос-

становить давление, т.е. преобразовать часть кине-

тической энергии в давление. В этом случае можно

§ 2 11] ПРЕВРАЩЕНИЕ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ В РАБОТУ В МНОГОСТУПЕНЧАТОЙ ТУРБИНЕ 63

64 ТЕПЛОВОЙ ПРОЦЕСС В ПАРОВОЙ ТУРБИНЕ И ЕЕ ПРИНЦИПИАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО [Гл. 2

получить давление за последней ступенью даже

меньшее, чем на выходе из патрубка.

Чаще всего, однако, кинетической энергии

не хватает на преодоление аэродинамического

сопротивления патрубка, и поэтому за последней

ступенью турбины устанавливается давление

большее (рис. 2.28). Тогда конечной точкой про-

цесса расширения пара в проточной части будет

точка В, а на выходе из патрубка — точка

Используемый теплоперепад в турбине будет

меньше, что снизит мощность и КПД турбины.

2.12. КОНЦЕВЫЕ УПЛОТНЕНИЯ

ТУРБИНЫ

В местах выхода вала из корпуса турбины уста-

навливаются концевые уплотнения. В областях

высоких давлений уплотнения ограничивают выход

пара из турбины, а в областях, находящихся под

давлением ниже атмосферного, препятствуют под-

сосу атмосферного воздуха в турбину и конденса-

тор, обеспечивая их нормальную работу.

Лабиринтные концевые уплотнения принципи-

ально не отличаются от рассмотренных выше лаби-

ринтных диафрагменных уплотнений. Главное

отличие состоит в отношении давлений после

уплотнения и до него. В диафрагменном уплотне-

нии оно составляет 0,85—0,9, в то время как для

концевого уплотнения оно в сотни раз меньше.

Поэтому концевые уплотнения обеспечивают

малую утечку лишь при достаточно большом числе

гребней, достигающем нескольких десятков. При

этом часть длины вала, занятая концевыми и проме-

жуточными уплотнениями, может составлять 40 %

длины вала и более.

Концевое уплотнение организуется так, чтобы

исключить попадание пара в машинный зал даже в

самых малых количествах, так как при этом теряет-

ся не только рабочее тело, которое надо восполнять

на водоподготовительных установках, но и повы-

шается влажность в машинном зале, появляется

опасность попадания пара в корпуса стоящих рядом

подшипников и обводнения масла.

Схема переднего концевого уплотнения для час-

ти цилиндра, работающей под давлением, показана

на рис. 2.29. Все уплотнение разделяется на отдель-

ные камеры. В предпоследние камеры подается

уплотняющий пар с регулируемым давлением,

§ 2 14] УРАВНОВЕШИВАНИЕ ОСЕВЫХ УСИЛИЙ В ТУРБИНЕ 65^

несколько большим атмосферного. Из последней

камеры пар отсасывается с помощью эжектора

уплотнений, и в ней создается небольшое разреже-

ние. Таким образом, из последней камеры отсасыва-

ется пар, поступающий из предпоследней камеры,

и воздух, подсасываемый из атмосферы, но пар из

турбины не может выйти в машинный зал. Проме-

жуточные камеры уплотнения соединяют с паро-

вым пространством регенеративных подогревате-

лей, направляя в них пар из турбины. Тем самым

утилизируется теплота отсасываемого пара.

Аналогичным образом организовано и концевое

уплотнение части вала, находящегося под разреже-

нием. Разница состоит лишь в том, что оно имеет

только две камеры: подачи уплотняющего пара

и отсоса смеси пара и атмосферного воздуха.

2.13. МНОГОЦИЛИНДРОВЫЕ

ТУРБИНЫ

Современные мощные паровые турбины, в част-

ности турбина К-1000-5,9/25-2, выполняются много-

цилиндровыми. Для этого имеется несколько причин.

Если общий теплоперепад турбины доста-

точно большой, то для его рационального использо-

вания потребуется много ступеней. При этом, если

выполнить турбину в одном цилиндре, то потребу-

ется очень длинный ротор с большим расстоянием

между опорными подшипниками. Ротор турбины

будет гибким, и его вибрационные характеристики

будут неудовлетворительными. Поэтому при боль-

шом теплоперепаде расширение пара осуществляют

в нескольких цилиндрах, роторы которых имеют

умеренную длину и опираются на свои подшипники.

Другим параметром, определяющим число

цилиндров, является объемный расход пара через

последнюю ступень. Чем больше мощность тур-

бины и чем меньше давление в конденсаторе,

тем при выбранных начальных параметрах больше

объемный расход пара на выходе из турбины. Для

пропуска этого количества пара требуется кольце-

вая площадь выхода

(2.42)

определяемая потерей с выходной скоростью за

последней ступенью, допустимой по соображениям

экономичности. Однако выполнить ступень с боль-

шим диаметром и большой высотой лопатки невоз-

можно, так как большие центробежные силы приве-

дут к отрыву лопатки. Поэтому при расширении

пара более определенного объема его разделяют

на несколько потоков. В простейшем случае таких

потоков будет два и их конструктивно объединяют

в отдельный двухпоточный цилиндр низкого давле-

ния, схема которого показана на рис. 2.30. В турбине

К-1000-5,9/25-2 объемный расход пара на выходе

настолько велик, что требуется установка трех двух-

поточных ЦНД, и таким образом выход пара из тур-

бины производится шестью одинаковыми потоками.

К многоцилиндровой конструкции естествен-

ным путем приводит использование сепарации

и промежуточного перегрева пара, когда пар выво-

дится из турбины в СПП и затем возвращается

в турбину. Конструктивно это проще всего осуще-

ствить, выполняя цилиндры высокого и низкого

давлений.

2.14. УРАВНОВЕШИВАНИЕ

ОСЕВЫХ УСИЛИЙ В ТУРБИНЕ

В ступени активного типа, всегда выполняемой

с большей или меньшей реактивностью, возникает

разность давлений на рабочем диске, создающая

осевое усилие. Осевые усилия складываются

от диска к диску (рис. 2.31, а), и в результате, если

не принять специальных мер, суммарное осевое

усилие окажется настолько большим, что его

не сможет выдержать ни один упорный подшипник.

Как уже отмечалось, в ЦВД рабочие диски

выполняют сразгрузочными отверстиями,

уменьшающими разность давлений на диске. Одна-

ко разгрузочные отверстия, даже большого размера,

обладают определенным аэродинамическим сопро-

тивлением, из-за чего все-таки поддерживается

некоторая разность давлений. В дисках ротора ЦНД

разгрузочных отверстий, как правило, не делают,

66 ТЕПЛОВОЙ ПРОЦЕСС В ПАРОВОЙ ТУРБИНЕ И ЕЕ ПРИНЦИПИАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО [Гл 2

так как в нем абсолютные давления малы и соответ-

ственно невелики абсолютные перепады давления

на дисках.

Радикальным способом уменьшения осевого

усилия является использование симметричной

(двухпоточной) конструкции цилиндров, показан-

ной на рис. 2.30. В частности, и ЦВД, и ЦНД тур-

бины К-1000-5,9/25-2 выполнены двухпоточными.

Поскольку добиться полной симметрии в расходах

пара и зазорах в проточной части по потокам невоз-

можно, то даже в двухпоточной конструкции возни-

кают осевые усилия, которые, однако, не перегру-

жают упорный подшипник.

Паровая турбина для привода питательных насо-

сов энергоблока с турбиной К-1000-5,9/25-2 из-за

относительно малого расхода пара через нее выпол-

нена однопоточной, что требует специальных мер

для уменьшения осевого усилия.

Для разгрузки ротора от осевого усилия чаще

всего используют разгрузочный «поршень» — дум-

мис (рис. 2.31, а), схема работы которого показана

на рис. 2.31, б. Диаметр «поршня» выполняют

большим, чем диаметр вала под диафрагмой пер-

вой ступени. В результате на кольцевую поверх-

ность, расположенную вне окружности диаметра

будет действовать осевое усилие обуслов-

ленное разностью давлений и направлен-

ное по потоку пара, а на кольцевую поверхность

будет действовать давление за сту-

пенью, в результате чего возникнет разгружающая

сила

действующая справа налево и направленная против

основного осевого усилия действующего слева

направо. Чем больше разность диаметров

тем больше разгрузочная сила. Поскольку диаметр

оказывается больше диаметра вала выходя-

щего из цилиндра, на ротор будет действовать

дополнительная нагружающая осевая сила

вызванная давлением Для ее уменьшения камеру

А связывают трубопроводом с промежуточной сту-

пенью или выходным патрубком.

Суммарное осевое усилие, действующее на ротор,

где — суммарное осевое усилие, действующее

на диски турбины.

Диаметр подбирают так, чтобы создать раз-

гружающую силу , которая обеспечила бы малое

результирующее осевое усилие действующее

на упорный подшипник.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 67

Контрольные вопросы и задачи

1. Сухой насыщенный пар с давлением 0,6 МПа расши-

ряется в сопле до давления 5 кПа. Какое сопло необ-

ходимо использовать для полного превращения

потенциальной энергии пара в кинетическую? Какова

будет скорость истечения пара?

2. Как будет изменяться скорость протекающего пара

в трубе при наличии сил трения?

3. Параметры пара перед ступенью

Определите параметры тормо-

жения перед ступенью.

4. Запишите уравнения неразрывности для выходных

сечений сопловой и рабочей решеток ступени и

объясните их смысл.

5. Запишите уравнение первого закона термодинамики

для потока пара.

6. Что такое реактивность ступени?

7. Вследствие задеваний произошла закатка выходных

кромок рабочих лопаток и их выходные сечения

уменьшились. Как изменилась реактивность ступени?

8. Для чего строят треугольники скоростей?

9. Какие потери энергии учитывает относительный

лопаточный КПД ступени? Как связаны эти потери

с коэффициентами скорости?

10. Какая основная характеристика решетки определяет

значения коэффициентов

11. Какая характеристика ступени является основной при

оценке экономичности ступени?

12. Почему относительный внутренний КПД меньше

относительного лопаточного?

13. При ремонте уплотнения радиальный зазор умень-

шили с 2,5 до 1 мм. Как изменилась утечка?

14. Во сколько раз будут отличаться потери на трение

в ступенях двух турбин одинаковых размеров, если

водной из них давление 18 МПа и температура

500 °С, а во второй соответственно 7 МПа и 490 °С?

15. Как и почему изменяется давление в зазоре между

сопловой и рабочей решетками?

16. Относительный внутренний КПД ступени без учета

влажности составляет 88 %. Каков он в действитель-

ности, если влажность составляет 6 %?

17. Почему в турбине возникают осевые усилия?

18. Объясните работу думмиса.

19. Какие конструктивные мероприятия используются

для уменьшения осевых усилий в турбине?

20. Почему турбины выполняют многоступенчатыми?

21. Что такое возврат теплоты?

22. Может ли давление за последней ступенью быть

меньше, чем давление в конденсаторе?

Глава третья

КОНСТРУКЦИЯ ДЕТАЛЕЙ И УЗЛОВ ТУРБИНЫ

К-1000-5,9/25-2

3.1. КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ТЕПЛОВОЙ

СХЕМЫ ТУРБОУСТАНОВКИ

И ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ

Для последующего детального изучения конст-

рукции турбины К-1000-5,9/25-2 необходимо прежде

всего уяснить хотя бы в самых общих чертах связи

между основными элементами турбоу станов ки

и паровой турбиной, а также ее конструкцию.

На рис. 3.1 приведена упрощенная принципи-

альная тепловая схема турбоустановки. Пар с дав-

лением 5,9 МПа (60 кгс/см ) и влажностью 0,5 %

из четырех парогенераторов реакторной установки

ВВЭР-1000 соответственно по четырем паропрово-

дам подводится к четырем стопорно-регулирую-

щим клапанам, а из них — в середину двухпоточ-

ного симметричного ЦВД. После расширения

в ЦВД пар с давлением 1,2 МПа (12 кгс/см )

и влажностью у = \2% по четырем паропроводам

направляется в СПП для осушки и промежуточного

перегрева.

Влага, отделенная от пара, имеет температуру

насыщения, соответствующую давлению 1,1 МПа,

т.е. 184 °С. Поэтому для использования ее теплоты

она отводится в деаэратор.

Осушенный пар направляется в два последо-

вательно расположенных пароперегревателя, в

которых он перегревается до температуры 250 °С

при давлении 1,13 МПа. Питание первой ступени

пароперегревателя осуществляется влажным па-

ром, отбираемым из ЦВД после третьей ступени

при давлении 2,8 МПа (температура насыщения

230 °С). Питание второй ступени осуществляется

свежим паром. Перегрев основного пара произво-

дится теплотой конденсации греющего пара, а обра-

зовавшийся конденсат направляется в ПВД для

передачи его теплоты питательной воде. Выйдя

из СПП, пар поступает в две ресиверные трубы,

расположенные по бокам турбины, а из них — в три

одинаковые двухпоточные ЦНД (на рис. 3.1 показан

один из трех ЦНД). Из каждого ЦНД пар поступает

в свой конденсатор.

Регенеративная система турбоустановки состоит

из четырех ПНД, деаэратора и двух ПВД. Для повы-

шения экономичности конденсат греющего пара

ПНД закачивается дренажными насосами в конден-

сатный тракт. Давление в деаэраторе при номиналь-

ной нагрузке составляет 0,7 МПа. Питательная вода

в ПВД подается двумя турбопитательными насосами

мощностью около 11 МВт каждый. Приводная тур-

бина (см. гл. 7) питается перегретым паром, отби-

раемым за СПП, и имеет собственный конденсатор.

Турбоагрегат устанавливается на верхней

фундаментной плите (рис. 3.2). Собственно турбина

состоит из ЦВД и трех одинаковых ЦНД, располо-

женных между ЦВД и генератором. Опоры вало-

провода турбоагрегата размещаются на мощных

горизонтальных фундаментных рамах, установлен-

ных на поперечных балках (ригелях) верхней фун-

даментной плиты, а цилиндры располагаются над

прямоугольными проемами в верхней фундамент-

ной плите, через которые к цилиндрам турбины

подходят паропроводы отборов пара на регенера-

тивный подогрев, выходные патрубки, переходные

патрубки к конденсаторам. Конденсаторы размеща-

ются на нулевой отметке.

Валопровод турбоагрегата состоит из рото-

ров четырех цилиндров и ротора генератора. Все

опоры валопровода выполнены выносными, опи-

рающимися на ригели. Опоры, расположенные

между цилиндрами, содержат по два опорных вкла-

дыша соединяемых роторов. В опоре, располо-

женной между ЦВД и ЦНД, дополнительно уста-

навливается упорный подшипник. Для соединения

роторов используются жесткие муфты, полумуфты

которых откованы заодно с концевыми участками

валов. Насадную полумуфту имеет только ротор гене-

ратора. Между полумуфтами роторов генератора

и ЦНД установлен промежуточный вал, на котором

размещены кулачки обгонной муфты валоповорот-

ного устройства. Валопровод снабжен гидростати-

ческой системой подъема при пусках.

Цилиндр высокого давления (рис. 3.3)

выполнен двухпоточным, симметричным. Каждый

из потоков включает в себя семь ступеней. Ротор

ЦВД — сварно-кованый, состоящий из четырех час-