RU123460U1 - STEAM TURBINE HIGH PRESSURE REGENERATION SYSTEM - Google Patents

Abstract

Система регенерации высокого давления паровой турбины, включающая один или несколько камерных подогревателей с патрубками подвода и отвода воды и трубной доской, с патрубком подвода пара от отборов турбины и с водяной камерой, снабженной дренажными патрубками, отличающаяся тем, что она снабжена циркуляционным контуром прогрева подогревателя с теплообменником, соединенным с трубопроводами подвода и отвода воды в подогреватели, при этом на трубопроводе, соединяющем теплообменник с патрубком отвода воды из подогревателей, установлен циркуляционный насос с арматурой, кроме того, теплообменник соединен с источником тепла, например пар (вода) от деаэратора, и с резервуаром отвода охлажденного теплоносителя, например конденсатором.A high-pressure regeneration system for a steam turbine, which includes one or more chamber heaters with water inlet and outlet pipes and a tube plate, with a steam supply pipe from the turbine outlets and with a water chamber equipped with drainage pipes, characterized in that it is equipped with a heating circulation loop with a heat exchanger connected to the pipelines for supplying and removing water to the heaters, while a circulation pump with fittings is installed on the pipeline connecting the heat exchanger with the water outlet from the heaters, in addition, the heat exchanger is connected to a heat source, for example, steam (water) from the deaerator, and with a reservoir for the removal of the cooled heat carrier, for example, a condenser.

Description

Полезная модель относится к области теплоэнергетики и может быть использована в системах регенерации высокого давления паровых турбин на атомных, тепловых электростанциях, а также в системах, где используются подогреватели высокого давления (ПВД).The utility model relates to the field of power engineering and can be used in high-pressure regeneration systems of steam turbines in nuclear and thermal power plants, as well as in systems where high-pressure heaters (LDPE) are used.

Известна система регенерации высокого давления паровой турбины, включающая один или несколько подогревателей высокого давления камерного типа с нижним расположением водяной камеры, снабженных дренажными штуцерами (труды ЦКТИ, №288, 2002 г., стр.26, 43, 99, 101).A known system of high pressure regeneration of a steam turbine, including one or more chamber-type high pressure heaters with a lower location of the water chamber, equipped with drainage fittings (works CKTI, No. 288, 2002, p. 26, 43, 99, 101).

Недостатком данной системы является отсутствие системы прогрева толстостенных элементов конструкции, вследствие чего возникновение значительных напряжений в толстостенных элементах подогревателя, как при пуске ПВД из холодного состояния, так и после ремонта на работающей турбоустановке. Причиной этого является большой перепад температуры между подводимым теплоносителем и металлом, что снижает ресурс подогревателя.The disadvantage of this system is the lack of a heating system for thick-walled structural elements, resulting in the occurrence of significant stresses in thick-walled elements of the heater, both when starting LDPE from a cold state and after repair at a working turbine. The reason for this is the large temperature difference between the supplied coolant and the metal, which reduces the resource of the heater.

Известна система регенерации высокого давления паровой турбины, включающая два или три подогревателя высокого давления спирально-коллекторного типа, соединенных по питательной воде с впускным и обратным клапанами и снабженных в верхней части трубной системы штуцерами с вентилем для отвода воздуха при заполнении трубной системы водой. (Отраслевой каталог «Теплообменное оборудование паротурбинных установок», Москва, 1989 г., часть 2, 20-89-09, стр.8-29).A known system for high pressure regeneration of a steam turbine, comprising two or three spiral-type high-pressure heaters, connected via feed water to the inlet and non-return valves and equipped with fittings with a valve in the upper part of the pipe system for venting when filling the pipe system with water. (Industry catalog “Heat exchange equipment of steam turbine plants”, Moscow, 1989, part 2, 20-89-09, pp. 8-29).

Недостатком данной системы является наличие гидроударов при пусковом прогреве аппаратов теплоносителем из деаэратора.The disadvantage of this system is the presence of water hammers during the starting warm-up of devices by the coolant from the deaerator.

Известна система прогрева трубного пучка спирально-коллекторных ПВД теплоносителем из деаэратора. Непрерывный прогрев паром корпуса ПВД осуществляется одновременно с прогревом турбины (при включении группы ПВД с пуском турбины). При включении группы ПВД во время работы турбины прогрев паром производится в несколько этапов путем открытия байпасов паровых задвижек, где они имеются, а затем частичного открытия задвижек. (Методические указания по эксплуатации поверхностных подогревателей турбоустановок ТЭС и АС РД 34.40.508-85, стр.21 п.2.2.6).A known system for heating a tube bundle of spiral collector LDPE with a coolant from a deaerator. Continuous steam heating of the LDPE case is carried out simultaneously with the heating of the turbine (when the LDPE group is turned on with the turbine starting). When the LDPE group is turned on during turbine operation, steam is heated in several stages by opening the bypasses of the steam valves, where they are, and then partially opening the valves. (Methodical instructions for the operation of surface heaters of turbine units of TPPs and AS RD 34.40.508-85, p.21, clause 2.2.6).

По совокупности признаков это известное техническое решение является наиболее близким к заявляемому и принято за прототип.By the totality of the features, this known technical solution is the closest to the claimed one and is taken as a prototype.

Недостатком данной системы является то, что ее возможно применить лишь для прогрева подогревателей спирально-коллекторного типа, она не подходит для подогревателей с толстостенными элементами, как по скорости прогрева, так и по возникающим при этом напряжениям в элементах конструкции.The disadvantage of this system is that it can only be used for heating spiral-collector-type heaters, it is not suitable for heaters with thick-walled elements, both in terms of heating speed and in the resulting stresses in the structural elements.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, а также выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленной полезной модели позволил установить, что заявитель не обнаружил технического решения, характеризующегося признаками, тождественными или эквивалентными предлагаемым. При этом предлагаемое техническое решение не вытекает явным для специалиста образом из известного уровня техники и определенного заявителем.The analysis of the prior art by the applicant, including a search by patent and scientific and technical sources of information, as well as the identification of sources containing information about analogues of the claimed utility model, allowed to establish that the applicant did not find a technical solution characterized by signs identical or equivalent to those proposed. However, the proposed technical solution does not follow explicitly for the specialist in the manner of the prior art and determined by the applicant.

Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого технического решения по совокупности признаков, позволило выявить в заявленном устройстве совокупность существенных отличительных признаков по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату, изложенную в нижеприведенной формуле полезной модели.The determination from the list of identified analogues of the prototype as the closest technical solution for the totality of features made it possible to identify in the claimed device a combination of significant distinguishing features with respect to the technical result perceived by the applicant, as set forth in the utility model below.

Заявляемое решение позволяет сделать систему регенерации высокого давления, в которой используются подогреватели с толстостенными элементами, более надежной, маневренной и обеспечить требуемый срок службы подогревателей. Прогрев ПВД осуществляется по полностью автономному, не зависящему от других операций на блоке, контуру. Он может быть выполнен в любой удобный момент времени. Также заявляемое решение является оптимальным по условию прочности и ресурса для подогревателей высокого давления. Предлагаемое решение служит для прогрева подогревателей высокого давления камерного типа и может быть использовано для существующих систем регенерации и вновь разрабатываемых.The claimed solution allows to make the high pressure regeneration system, in which heaters with thick-walled elements are used, more reliable, maneuverable and to provide the required service life of the heaters. LDPE heating is carried out according to a completely autonomous circuit independent of other operations on the unit. It can be performed at any convenient time. Also, the claimed solution is optimal in terms of strength and resource for high pressure heaters. The proposed solution is used for heating chamber-type high pressure heaters and can be used for existing regeneration systems and newly developed ones.

Предложена система регенерации высокого давления паровой турбины, включающая один или несколько камерных подогревателей с патрубками подвода и отвода воды и трубной доской, с патрубком подвода пара от отборов турбины и с водяной камерой, снабженной дренажными патрубками, при этом она снабжена циркуляционным контуром прогрева подогревателя с теплообменником, соединенным с трубопроводами подвода и отвода воды в подогреватели, причем на трубопроводе, соединяющем теплообменник с патрубком отвода воды из подогревателей, установлен циркуляционный насос с арматурой, кроме того теплообменник соединен с источником тепла, например, пар (вода) от деаэратора, и с резервуаром отвода охлажденного теплоносителя, например, конденсатором.A system for high pressure regeneration of a steam turbine is proposed, which includes one or several chamber heaters with water inlet and outlet pipes and a tube board, with a steam supply pipe from the turbine take-offs and with a water chamber equipped with drainage pipes, while it is equipped with a circulation loop for heating the heater with a heat exchanger connected to the pipelines for supplying and discharging water to the heaters, and on the pipeline connecting the heat exchanger to the pipe for draining water from the heaters, a circulator is installed yatsionny pump valves, furthermore a heat exchanger connected to a heat source, e.g., steam (water) from the deaerator and with a reservoir outlet chilled coolant, e.g., a capacitor.

Полезная модель иллюстрируется чертежом, где изображена система регенерации высокого давления.The utility model is illustrated in the drawing, which shows a high pressure regeneration system.

Система регенерации высокого давления паровой турбины включает подогреватель высокого давления камерного типа 1 с П-образной трубной системой 2, трубной доской 3 с патрубками подвода 4 и отвода 5 воды, с патрубком подвода пара 6 от отборов турбины, водяной камерой 7, снабженной дренажными патрубками 8. Подогреватель 1 соединен с впускным клапаном 9 с байпасной линией 10 и с подогревателем 11. Подогреватель 11 включает П-образную трубную систему 12, трубную доску 13 с патрубками подвода 14 и отвода 15 воды, с патрубками подвода пара высокого давления 16 от отборов турбины, водяную камеру 17, снабженную дренажными патрубками 18. Подогреватель 11 соединен с обратным клапаном 19. Циркуляционный контур прогрева подогревателя подключен между впускным клапаном 9 и входным патрубком 4 и между обратным клапаном 9 и выходным патрубком 15. Циркуляционный контур включает теплообменник 20, циркуляционный насос 21, отключающую арматуру 22, 23, 24, 25, 26, 27 и трубопровод подвода воды 28 в контур прогрева. Теплообменник 20 соединен с источником тепла в виде пара, например, с деаэратором 29 через трубопровод 30, либо с источником тепла в виде воды, например, пускорезервным электронасосом 31 через трубопровод 32. Теплообменник 20 соединен по воде с циркуляционным контуром через входной патрубок 33 и выходной патрубок 34 и через трубопровод отвода дренажа греющего пара или охлажденной воды 35 с резервуаром отвода охлажденного теплоносителя, например, с конденсатором 36. На паропроводе 30 установлен регулирующий клапан 37 и на трубопроводе 32 установлен регулятор 38. Входной патрубок 33 соединен через трубопровод 39 с циркуляционным насосом 21. Трубопровод подвода воды 28 подсоединяется в циркуляционный контур между насосом 21 и арматурой 27. Помимо отключающей арматуры 26 на трубопроводе 28 установлен обратный клапан 40. На толстостенных элементах подогревателей 1 и 11 установлены датчики температуры 41 для регулирования скорости прогрева ПВД.The high-pressure regeneration system of a steam turbine includes a chamber-type high-pressure heater 1 with a U-shaped pipe system 2, a tube plate 3 with water supply pipes 4 and water discharge 5, with a steam supply pipe 6 from the turbine outlets, a water chamber 7 provided with drainage pipes 8 The heater 1 is connected to the inlet valve 9 with a bypass line 10 and with a heater 11. The heater 11 includes a U-shaped pipe system 12, a pipe board 13 with nozzles for supplying 14 and water outlet 15, with nozzles for supplying high pressure steam 16 about t turbine take-offs, a water chamber 17 provided with drainage nozzles 18. The heater 11 is connected to the check valve 19. The heater heating circuit is connected between the inlet valve 9 and the inlet pipe 4 and between the check valve 9 and the outlet pipe 15. The circulation circuit includes a heat exchanger 20, a circulation pump 21, shutoff valves 22, 23, 24, 25, 26, 27 and a water supply pipe 28 to the heating circuit. The heat exchanger 20 is connected to a heat source in the form of steam, for example, to a deaerator 29 through a pipe 30, or to a heat source in the form of water, for example, a start-up electric pump 31 through a pipe 32. The heat exchanger 20 is connected through water to a circulation circuit through an inlet pipe 33 and an outlet a pipe 34 and through a drainage pipe for heating steam or chilled water drainage 35 with a coolant coolant drainage tank, for example, with a condenser 36. A control valve 37 is installed on the steam pipe 30 and heater 38. The inlet pipe 33 is connected through a pipe 39 to a circulation pump 21. A water supply pipe 28 is connected to the circulation circuit between the pump 21 and the valve 27. In addition to the shut-off valve 26, a check valve 40 is installed on the pipe 28. On thick-walled elements of the heaters 1 and 11 are installed temperature sensors 41 for regulating the heating rate of the LDPE.

Система регенерации высокого давления паровой турбины работает следующим образом.The high pressure regeneration system of a steam turbine operates as follows.

Циркуляционный контур заполняется водой путем открытия задвижки 26, вода через трубопровод 28 от источника воды заполняет насос 21, теплообменник 20, водяные камеры подогревателей 7, 17 и трубные системы ПВД 2, 12. Далее включается в работу насос 21, он осуществляет циркуляцию воды по контуру прогрева, а также создает необходимое давление. Для нагрева воды в теплообменнике 20 подается пар по трубопроводу 30 от источника пара 29. В теплообменнике 20 пар нагревает воду, которая циркулирует по контуру прогрева. Конденсат греющего пара из теплообменника 20 через трубопровод 35 направляется в резервуар 36 для слива охлажденного теплоносителя. В качестве греющей среды можно использовать воду из трубопровода на всасе резервного питательного насоса 31, которая подается по трубопроводу 32 путем открытия задвижек 23 и сливается из теплообменника 20 в резервуар 36. Температура прогрева толстостенных элементов ПВД определяется по штатным датчикам 41, сигнал от них выводится на щит управления. Скорость прогрева регулируется расходом пара (воды) на теплообменник 20 регулятором 37 или регулируется расходом воды с помощью регулятора 38. После требуемого прогрева ПВД контур прогрева отключается и производится подключение ПВД по питательной воде, опрессовка и дальнейшее повышение температуры.The circulation circuit is filled with water by opening the valve 26, water through the pipe 28 from the water source fills the pump 21, the heat exchanger 20, the water chambers of the heaters 7, 17 and the pipe systems LDPE 2, 12. Then the pump 21 is turned on, it circulates the water through the circuit warming up, and also creates the necessary pressure. To heat water in the heat exchanger 20, steam is supplied through a pipe 30 from the steam source 29. In the heat exchanger 20, the steam heats the water that circulates along the heating circuit. The condensate of the heating steam from the heat exchanger 20 through the pipe 35 is sent to the tank 36 for draining the cooled coolant. As the heating medium, you can use water from the pipeline at the inlet of the backup feed pump 31, which is supplied through the pipe 32 by opening the valves 23 and drains from the heat exchanger 20 into the tank 36. The heating temperature of the thick-walled LDPE elements is determined by standard sensors 41, the signal from them is output to switchboard. The heating rate is regulated by the flow of steam (water) to the heat exchanger 20 by the regulator 37 or is regulated by the water flow using the regulator 38. After the required heating of the LDPE, the heating circuit is switched off and the LDPE is connected via feed water, pressure testing and a further increase in temperature.

Claims (1)

Система регенерации высокого давления паровой турбины, включающая один или несколько камерных подогревателей с патрубками подвода и отвода воды и трубной доской, с патрубком подвода пара от отборов турбины и с водяной камерой, снабженной дренажными патрубками, отличающаяся тем, что она снабжена циркуляционным контуром прогрева подогревателя с теплообменником, соединенным с трубопроводами подвода и отвода воды в подогреватели, при этом на трубопроводе, соединяющем теплообменник с патрубком отвода воды из подогревателей, установлен циркуляционный насос с арматурой, кроме того, теплообменник соединен с источником тепла, например пар (вода) от деаэратора, и с резервуаром отвода охлажденного теплоносителя, например конденсатором.

A high-pressure regeneration system for a steam turbine, including one or more chamber heaters with water inlet and outlet pipes and a tube board, with a steam supply pipe from the turbine take-offs and with a water chamber equipped with drainage pipes, characterized in that it is equipped with a circulation heater heating circuit with a heat exchanger connected to the pipelines for supplying and discharging water to the heaters, while on the pipeline connecting the heat exchanger to the pipe for draining water from the heaters, a chi kulyatsionny pump valves, moreover, a heat exchanger connected to a heat source, such as steam (water) from the deaerator and with a tank outlet of cooled coolant, such as a capacitor.