RU2151887C1 - Steam turbine plant condenser - Google Patents

Abstract

FIELD: heat power engineering; condensers for double-flow turbines. SUBSTANCE: condenser has housing with or two connecting branch pipes placing the condenser in communication with exhaust part. Each branch pipe is provided with bellows spaced in height of branch pipe. Walls of branch pipe over upper bellows and under lower bellows are connected from inside by braces rigid in vertical direction and made in form of rigid rods hinge-secured on these walls or flexible plates rigidly connected with these walls. Such design provides displacement of turbine along its axis relative to condenser at thermal at thermal expansion and unloading of low-pressure cylinder from atmospheric pressure. EFFECT: enhanced reliability of operation. 3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в конденсаторах паровых турбин, преимущественно в конденсаторах с двумя соединительными патрубками для двухпоточных турбин. The invention relates to a power system and can be used in condensers of steam turbines, mainly in condensers with two connecting pipes for dual-flow turbines.

Известен конденсатор паротурбинной установки, в котором с целью обеспечения тепловых расширений турбины и конденсатора одна из опор конденсатора, являющаяся одновременно опорой выхлопной части турбины, выполнена скользящей, а другая опора содержит гибкий элемент между неподвижной частью опоры и конденсатора (См. И. Н. Кирсанов. Конденсационные установки. М., "Энергия", 1965, стр. 104, рис. 6.6). A condenser of a steam turbine installation is known, in which, in order to provide thermal expansions of the turbine and condenser, one of the capacitor supports, which is also a support for the exhaust part of the turbine, is made sliding, and the other support contains a flexible element between the fixed part of the support and condenser (See I. N. Kirsanov Condensation units. M., "Energy", 1965, p. 104, Fig. 6.6).

Такая конструкция позволяет обеспечить тепловые перемещения при расширении турбины в горизонтальной плоскости. Однако жесткое соединение конденсатора с турбиной, исключающее присосы воздуха в вакуумную систему, передает нагрузку от веса конденсатора на корпус турбины и на ее опоры, что приводит к необходимости значительного усиления корпуса выхлопной части турбины конденсатора, увеличению ее металлоемкости и усилению конструкции опор для обеспечения их перемещения (особенно для крупных конденсаторов и турбин). Кроме того, такая конструкция не обеспечивает компенсацию вертикальных тепловых и иных перемещений системы "турбина - конденсатор - опоры конденсатора". This design allows for thermal displacement during expansion of the turbine in the horizontal plane. However, the rigid connection of the condenser with the turbine, eliminating the suction of air into the vacuum system, transfers the load from the weight of the condenser to the turbine housing and its supports, which leads to the need for a significant increase in the body of the exhaust part of the condenser turbine, an increase in its metal consumption and reinforcement of the support structure to ensure their movement (especially for large capacitors and turbines). In addition, this design does not provide compensation for vertical thermal and other displacements of the system "turbine - condenser - capacitor support".

Известен конденсатор паротурбинной установки, который имеет линзовый компенсатор на соединительном патрубке и стержневые вертикальные опоры снаружи конденсатора, закрепленные по концам на его боковых стенках и стойках фундамента, при этом опоры снабжены компенсатором вертикальных температурных перемещений, обеспечивающим удлинение и укорочение опор (Авторское свидетельство СССР N 1513363, кл. F 28 B 1/02, 1989 г.). A condenser of a steam turbine installation is known, which has a lens compensator on the connecting pipe and rod-shaped vertical supports outside the condenser, fixed at the ends on its side walls and base racks, while the supports are equipped with a vertical temperature displacement compensator that provides elongation and shortening of supports (USSR Author's Certificate N 1513363 Cl. F 28 B 1/02, 1989).

Такая конструкция позволяет обеспечить перемещения конденсатора в вертикальном направлении, однако приводит к увеличению металлоемкости за счет значительного усиления корпуса и опорного пояса турбины для восприятия нагрузки от атмосферного давления. Кроме того, такое техническое решение усложняется за счет введения специального устройства для компенсации тепловых перемещений стержневых опор с гидравлической системой подвода и отвода теплоносителя. This design allows for the movement of the capacitor in the vertical direction, but leads to an increase in metal consumption due to the significant strengthening of the casing and the support belt of the turbine to absorb the load from atmospheric pressure. In addition, this technical solution is complicated by the introduction of a special device to compensate for the thermal displacements of the rod supports with a hydraulic system for supplying and discharging the coolant.

Известен также конденсатор паротурбинной установки с жестким соединением конденсатора с выхлопной частью турбины, который с целью восприятия вертикальных усилий и теплового вертикального перемещения турбины вместе с конденсатором устанавливается на пружинные опоры (И.Н. Кирсанов. Конденсационные установки. М., "Энергия", 1965, стр. 159, рис. 8.18). A condenser of a steam-turbine installation with a rigid connection of the condenser with the exhaust part of the turbine is also known, which, with the aim of absorbing vertical forces and thermal vertical movement of the turbine, together with the condenser, is mounted on spring supports (I. N. Kirsanov. Condensation units. M., "Energy", 1965 , p. 159, Fig. 8.18).

Такая конструкция в силу податливости пружин позволяет разгрузить опорный пояс выхлопной части турбины от веса пустого конденсатора, а дополнительная нагрузка при заполнении конденсатора водой воспринимается опорным поясом и частично пружинами. This design, due to the flexibility of the springs, allows you to unload the support belt of the exhaust part of the turbine from the weight of the empty condenser, and the additional load when filling the condenser with water is perceived by the support belt and partially by the springs.

В то же время тепловые расширения турбины в горизонтальной плоскости могут приводить к появлению значительных усилий в верхней части конденсатора и выхлопной части турбины и как следствие вызывать нарушение герметичности в месте присоединения турбины к конденсатору. При этом возникают отрицательные последствия: попадание воздуха через появившиеся неплотности в вакуумную систему, снижение экономичности и надежности турбоустановки в целом. At the same time, thermal expansion of the turbine in the horizontal plane can lead to the appearance of significant forces in the upper part of the condenser and the exhaust part of the turbine and, as a result, cause leakage at the point where the turbine is connected to the condenser. At the same time, negative consequences arise: air entering through the leaks that have appeared in the vacuum system, a decrease in the efficiency and reliability of the turbine unit as a whole.

Задачей является обеспечение компенсации горизонтальных температурных перемещений турбины относительно конденсатора при одновременной разгрузке цилиндра низкого давления (ЦНД) от атмосферного давления. В результате соответственно повышается надежность работы паротурбинной установки, при этом не требуется увеличение металлоемкости, поскольку, как и в прототипе, обеспечена разгрузка ЦНД от атмосферного давления. The objective is to provide compensation for the horizontal temperature displacements of the turbine relative to the condenser while unloading the low-pressure cylinder (LPC) from atmospheric pressure. As a result, the reliability of the steam turbine installation increases correspondingly, while the increase in metal consumption is not required, since, as in the prototype, the low pressure cylinder is unloaded from atmospheric pressure.

Указанный технический эффект достигается в конденсаторе паротурбинной установки, установленном с возможностью вертикальных перемещений, например, на пружинных опорах, содержащем корпус конденсатора, по крайней мере, один соединительный патрубок, сообщающий корпус конденсатора с выхлопной частью турбины, в котором согласно изобретению соединительный патрубок снабжен линзовыми конденсаторами, разнесенными по высоте патрубка, стенки патрубка над верхним компенсатором и под нижним компенсатором соединена изнутри с возможностью относительного перемещения стенок патрубка вдоль оси турбины жесткими в вертикальном направлении стяжками в виде шарнирно закрепленных на этих стенках жестких стержней или жестко скрепленных с этими стенками гибких пластин. The indicated technical effect is achieved in the condenser of the steam turbine installation, which is installed with the possibility of vertical movements, for example, on spring supports, containing the condenser body, at least one connecting pipe connecting the condenser body to the exhaust part of the turbine, in which according to the invention the connecting pipe is equipped with lens condensers spaced along the height of the nozzle, the walls of the nozzle above the upper compensator and under the lower compensator are connected internally with the possibility of tion nozzle walls move along the axis of the turbine rigid in the vertical direction in the form of tie rods hinged to these walls or rigid rods are rigidly fastened to the walls of these flexible plates.

При этом соединительный патрубок для повышения надежности конденсатора снабжен, по крайней мере, одной распорной решеткой стержней, расположенной между стенками соединительного патрубка, размещенными между линзовыми компенсаторами. Кроме того шарнирное соединение жестких стержней со стенками патрубка имеет размещенный под кронштейном шарнира клиновой домкрат для прижатия кронштейна к валу шарнира снизу. In this case, the connecting pipe to increase the reliability of the capacitor is equipped with at least one spacer grid of rods located between the walls of the connecting pipe located between the lens compensators. In addition, the hinge connection of the rigid rods with the walls of the pipe has a wedge jack located under the hinge bracket to press the bracket against the bottom of the hinge.

При тепловом расширении турбины вдоль оси в заявленном конденсаторе деформация линзовых компенсаторов обеспечивает поворот части патрубка, размещенный между ними, что делает возможным перемещение турбины относительно конденсатора вдоль оси турбины. При этом стяжки, соединяющие компенсаторы заявленным образом, передают нагрузки от атмосферного давления с выхлопа турбины на конденсатор. During thermal expansion of the turbine along the axis in the inventive condenser, the deformation of the lens compensators provides rotation of the nozzle portion located between them, which makes it possible to move the turbine relative to the condenser along the axis of the turbine. At the same time, the couplers connecting the compensators in the claimed manner transfer loads from atmospheric pressure from the turbine exhaust to the condenser.

На фиг. 1 - изображены паровая турбина, конденсатор и патрубки. In FIG. 1 - shows a steam turbine, a condenser and nozzles.

На фиг. 2 - изображен клиновой домкрат. In FIG. 2 - shows a wedge jack.

Конденсатор содержит корпус 1, установленный на пружинных опорах 2, имеющий два соединительных патрубка 3, которыми конденсатор соединен с выхлопными патрубками 4 выхлопной части турбины. В соединительных патрубках 3 установлены на расстоянии друг от друга по высоте патрубков 3 линзовые компенсаторы 5, которые с размещенными между ними стенками 6 патрубков 3 образуют в каждом патрубке 3 систему линзовых компенсаторов. Внутри патрубков 3 размещены стяжки 7 в виде жестких стержней, соединяющих шарнирно стенки 8 над верхними компенсаторами 5 со стенками 9 под нижними компенсаторами 5. При этом шарнирные опоры-валы 10 шарниров, посредством которых стержни 7 закреплены на стенках 8, 9, расположены в горизонтальной плоскости перпендикулярно оси турбины для обеспечения перемещения относительно друг друга стенок 6, 8, 9 патрубков 3 вдоль оси турбины. Для выборки рационального зазора под пальцами 10 нижних шарниров они имеют клиновидный домкрат 11 под кронштейнами 12, позволяющий выбрать указанный зазор в процессе монтажа системы турбины - конденсатор. The condenser comprises a housing 1 mounted on spring supports 2, having two connecting pipes 3, by which the condenser is connected to the exhaust pipes 4 of the exhaust part of the turbine. In the connecting pipes 3, lens compensators 5 are installed at a distance from each other along the height of the pipes 3, which, with the walls 6 of the pipes 3 located between them, form a system of lens compensators in each pipe 3. Inside the nozzles 3 there are couplers 7 in the form of rigid rods connecting the hinge walls 8 above the upper compensators 5 with the walls 9 under the lower compensators 5. Moreover, the pivot bearings-shafts 10 of the hinges, by means of which the rods 7 are mounted on the walls 8, 9, are located in horizontal plane perpendicular to the axis of the turbine to ensure movement relative to each other of the walls 6, 8, 9 of the nozzles 3 along the axis of the turbine. To select a rational gap under the fingers 10 of the lower hinges, they have a wedge-shaped jack 11 under the brackets 12, allowing you to select the specified gap during the installation of the turbine-condenser system.

Стяжки 7 могут быть выполнены в виде жестких в вертикальном направлении гибких пластин (последние на черт. не показаны), каждая из которых жестко закреплена по концам на стенке 8 и 9, соединяя их. При этом пластины размещают на противоположных стенках патрубка, перпендикулярных оси турбины так, чтобы пластины имели наименьший момент сопротивления в направлении этой оси. Ties 7 can be made in the form of vertically rigid flexible plates (the latter are not shown in the diagram), each of which is rigidly fixed at the ends on the wall 8 and 9, connecting them. In this case, the plates are placed on opposite walls of the pipe perpendicular to the axis of the turbine so that the plates have the least moment of resistance in the direction of this axis.

Для увеличения жесткости соединительных патрубков 3 в зоне их стенок 6 внутри патрубков 3 размещены распорные решетки стержней 13, которые расположены между стенками 6. To increase the rigidity of the connecting pipes 3 in the area of their walls 6 inside the pipes 3 are placed spacer bars of the rods 13, which are located between the walls 6.

Линзовые компенсаторы 5 для повышения надежности работы в горизонтальном сечении имеют скругленные угловые участки их контуров. Lens compensators 5 to increase the reliability of the horizontal section have rounded corner sections of their contours.

При работе турбины температурные удлинения ее корпуса от фикспункта вдоль оси турбины оказываются больше удлинения корпуса конденсатора. Для компенсации этой разницы перемещений предназначено предлагаемое устройство. When the turbine is operating, the temperature extensions of its casing from the fixed point along the axis of the turbine are greater than the extension of the condenser casing. To compensate for this difference in movements, the proposed device is intended.

При расширении турбины вдоль оси относительно конденсатора происходит смещение стенок 8 соединительного патрубка 3 по отношению к стенкам 9. При этом у верхнего компенсатора 5 левая сторона его линзы сжимается, правая растягивается. У нижнего компенсатора 5 наоборот левая часть его линзы растягивается, а правая сжимается. В результате этого короб, образованный стенками 6 части соединительного патрубка, связанными между собой стержневой решеткой 13, поворачивается, обеспечивая возможность перемещения турбины вдоль оси. Для разгрузки усилий от атмосферного давления на турбину служат стяжки 7 на шарнирных опорах-валах 10, расположенные на внутренних поверхностях стенок соединительного патрубка и передающие нагрузки с выхлопа турбины на конденсатор. When the turbine expands along the axis relative to the condenser, the walls 8 of the connecting pipe 3 are displaced with respect to the walls 9. At the same time, at the upper compensator 5, the left side of its lens is compressed, the right one is stretched. In the lower compensator 5, on the contrary, the left side of its lens is stretched, and the right is compressed. As a result of this, the box formed by the walls 6 of the part of the connecting pipe, interconnected by the rod grating 13, rotates, making it possible to move the turbine along the axis. To unload the forces from atmospheric pressure to the turbine, couplers 7 on the hinged bearings-shafts 10 are located on the inner surfaces of the walls of the connecting pipe and transferring loads from the turbine exhaust to the condenser.

Для восприятия этих нагрузок с момента набора вакуума стяжки 7 предварительно сжимаются клиновыми домкратами 11, устраняющими зазоры между кронштейнами 12, пальцами 10, стяжки 7. To absorb these loads from the moment of vacuum accumulation, the couplers 7 are preliminarily compressed by wedge jacks 11, eliminating the gaps between the brackets 12, the fingers 10, and the couplers 7.

Усилия от атмосферного давления воспринимают гибкие пластины, имеющие достаточную жесткость в вертикальном направлении. Efforts from atmospheric pressure perceive flexible plates having sufficient rigidity in the vertical direction.

Claims (2)

1. Конденсатор паротурбинной установки, установленный с возможностью температурных вертикальных перемещений, например, на пружинных опорах, содержащий корпус конденсатора, по крайней мере один соединительный патрубок, сообщающий корпус конденсатора с выхлопной частью турбины, отличающийся тем, что соединительный патрубок снабжен линзовыми компенсаторами, разнесенными по высоте патрубка, стенки патрубка над верхним компенсатором и под нижним компенсатором соединены изнутри с возможностью относительного перемещения стенок патрубка вдоль оси турбины жесткими в вертикальном направлении стяжками в виде шарнирно закрепленных на этих стенках жестких стержней и/или жестко скрепленных с этими стенками гибких пластин. 1. The condenser of the steam turbine installation, mounted with the possibility of vertical temperature movements, for example, on spring supports, comprising a condenser body, at least one connecting pipe connecting the condenser body to the exhaust part of the turbine, characterized in that the connecting pipe is equipped with lens compensators spaced apart the height of the pipe, the pipe walls above the upper compensator and under the lower compensator are connected from the inside with the possibility of relative movement of the pipe walls lengthwise axis turbine rigid in the vertical direction in the form of tie rods hinged on these walls of rigid rods and / or rigidly connected with these walls of flexible plates. 2. Конденсатор паротурбинной установки по п.1, отличающийся тем, что соединительный патрубок снабжен по крайней мере одной распорной решеткой стержней, расположенной между стенками соединительного патрубка, размещенными между линзовыми компенсаторами. 2. The condenser of the steam turbine installation according to claim 1, characterized in that the connecting pipe is provided with at least one spacer grid of rods located between the walls of the connecting pipe located between the lens compensators.

Images