RU2210675C2

RU2210675C2 - Low-pressure part of steam turbine with axial outlet

Info

Publication number: RU2210675C2
Application number: RU2001112585/06A
Authority: RU
Inventors: Ю.С. Сачков; М.Т. Бикташев
Original assignee: Открытое акционерное общество "Ленинградский Металлический завод"
Priority date: 2001-05-07
Filing date: 2001-05-07
Publication date: 2003-08-20

Abstract

FIELD: turbines. SUBSTANCE: proposed low-pressure part is designed for steam turbine with axial outlet. Said low-pressure part is provided with axial outlet branch pipe connected through adapter with condenser is containing end face seal and bearing support of rotor. The latter are installed in support shell secured in outlet branch pipe by means of radial posts. in proposed low-pressure part upper half of support shell consists of two parts connected through flange joint between seal and bearing support, radial posts pass in zone of arrangement of bearing support and hatch is made in outlet branch pipe over end face seat. Pipelines to deliver steam to seal and suck steam-air mixture out of seal pass through lower half of outlet branch pipe being laid through pipes which form, together with round rods and bridges, streamlined profiles of radial posts. Housing of bearing support from side of condenser is provided with flange overlapped by hinged down cover. Second hatch is made over cover in outlet branch pipe. EFFECT: convenience of servicing of end seal in rotor bearing support without opening turbine cylinder. 4 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к паровым турбинам, а его объектом является часть низкого давления (ЧНД) одноцилиндровой турбины или в равной мере однопоточный цилиндр низкого давления (ЦНД) многоцилиндровой турбины, выполненные с аксиальным выходом в конденсатор через переходной патрубок. The invention relates to steam turbines, and its object is a part of the low pressure (NPV) of a single-cylinder turbine or an equally single-threaded low pressure cylinder (LPC) of a multi-cylinder turbine made with an axial outlet to the condenser through the transition pipe.

Большинство известных паротурбинных агрегатов с конденсационной установкой выполняют с подвальным расположением конденсаторов - в помещении ниже пола машинного зала [1]. Такая компоновка турбинного агрегата обеспечивает удобство технического обслуживания концевого уплотнения и подшипниковой опоры ротора ЧНД, однако требует значительных инвестиционных затрат. Most well-known steam turbine units with a condensing unit are made with a basement arrangement of condensers in a room below the floor of the turbine room [1]. This arrangement of the turbine unit provides ease of maintenance of the end seal and bearing support of the rotor of the NPP, however, it requires significant investment costs.

Известны паротурбинные агрегаты с равноуровневым расположением турбины и конденсационной установки, в которых конденсаторы расположены с боковых сторон от ЧНД [2] или за ЧНД вдоль продольной оси турбины [3]. Однако агрегаты с боковым расположением конденсаторов приводят к необходимости значительного увеличения ширины машинного зала и обладают повышенными потерями в выходном тракте ЧНД. Steam turbine units are known with an equal level arrangement of the turbine and condensing unit, in which the capacitors are located on the sides of the NPP [2] or behind the NPP along the longitudinal axis of the turbine [3]. However, units with a lateral arrangement of capacitors lead to the need for a significant increase in the width of the engine room and have increased losses in the output tract of the NPP.

Паротурбинные агрегаты с расположением конденсатора за ЧНД вдоль продольной оси обладают наименьшими потерями в выходном тракте. Такие агрегаты из-за расположения турбины и конденсатора на одной оси изготавливают, как правило, в одноцилиндровом исполнении. ЧНД такой паровой турбины с аксиальным выходом, содержащая выходной патрубок, концевое уплотнение и подшипниковую опору ротора, установленные в опорной обечайке, закрепленной в выходном патрубке с помощью радиальных стоек и образующей с этим патрубком диффузорный канал, и переходник к горловине конденсатора [4], является ближайшим аналогом настоящего изобретения. В такой ЧНД, как и в других известных, все названные элементы выполнены с горизонтальным разъемом, а к уплотнению и опоре проведены трубопроводы для подачи уплотняющего пара и отвода паровоздушной смеси из камер уплотнения, а также для подвода масла к вкладышу подшипниковой опоры, слива масла из картера этой опоры и отсоса из него масляных паров. При этом в указанной ЧНД опорная обечайка в выходном патрубке выполнена неразъемной по длине между уплотнением и подшипниковой опорой, а радиальные стойки не ограничены пространственным расположением. Это, как и в других известных ЧНД с аксиальным выходом, не дает возможности доступа к концевому уплотнению и опорному подшипнику ротора без вскрытия цилиндра турбины, что осуществляется только при капитальных и аварийных ремонтах, относящихся к трудоемким работам. В основу настоящего изобретения поставлена задача создания такого ЧНД с аксиальным выходом, в котором компоновка элементов и их выполнение могут обеспечивать доступ к концевому уплотнению и подшипниковой опоре ротора без вскрытия цилиндра турбины. Steam turbine units with a condenser located behind the NPV along the longitudinal axis have the least losses in the output tract. Such units, due to the location of the turbine and condenser on the same axis, are manufactured, as a rule, in a single-cylinder design. The NPV of such a steam turbine with an axial outlet, containing an outlet pipe, an end seal and a bearing support of the rotor installed in a support shell secured to the outlet pipe using radial struts and forming a diffuser channel with this pipe, and an adapter to the neck of the condenser [4], is the closest analogue of the present invention. In such a BHP, as in other known ones, all of the above elements are made with a horizontal connector, and pipelines are passed to the seal and support for supplying sealing vapor and removal of the air-vapor mixture from the seal chambers, as well as for supplying oil to the bearing support insert, draining oil from the crankcase of this support and the suction of oil vapor from it. In this case, the bearing shell in the outlet pipe in the outlet pipe is made integral in length between the seal and the bearing support, and the radial struts are not limited by the spatial arrangement. This, as in other well-known NPVs with axial output, does not allow access to the end seal and the bearing of the rotor without opening the turbine cylinder, which is carried out only during overhaul and emergency repairs related to labor-intensive work. The basis of the present invention is the task of creating such a NPV with an axial output, in which the layout of the elements and their implementation can provide access to the end seal and bearing support of the rotor without opening the turbine cylinder.

Эта задача решается с ЧНД с аксиальным выходом, которая содержит выходной патрубок, концевое уплотнение и подшипниковую опору ротора, установленные в опорной обечайке, закрепленной в выходном патрубке с помощью радиальных стоек и образующей с этим патрубком кольцевой диффузорный канал, переходник конденсатора, а также трубопроводы для подачи уплотняющего пара и отсоса паровоздушной смеси из камер уплотнения для подвода масла к подшипнику, слива масла из картера подшипника и отсоса из него масляных паров, причем верхняя половина опорной обечайки состоит из двух соединенных вертикальным фланцевым соединением частей между уплотнением и подшипниковой опорой, радиальные стойки проходят в зоне расположения подшипниковой опоры, трубопроводы для подвода уплотняющего пара и отсоса паровоздушной смеси проходят через нижнюю половину выходного патрубка, а в его верхней половине над концевым уплотнением выполнен люк. This problem is solved with a NPP with an axial output, which contains an outlet pipe, an end seal and a bearing support of the rotor installed in a support shell secured to the outlet pipe using radial struts and forming with this pipe an annular diffuser channel, a condenser adapter, as well as pipelines for supplying sealing vapor and suction of the air-vapor mixture from the seal chambers for supplying oil to the bearing, draining oil from the bearing housing and sucking out oil vapor from it, the upper half supporting The shell consists of two parts connected by a vertical flange connection between the seal and the bearing support, radial racks pass in the area of the bearing support, pipelines for supplying sealing steam and suction of the air-vapor mixture pass through the lower half of the outlet pipe, and a hatch is made in its upper half above the end seal .

При такой компоновке через люк обеспечиваются возможность выема верхней половины обечайки, охватывающей концевое уплотнение, и далее демонтажа верхней половины концевого уплотнения, а затем и уплотняющих сегментов нижней половины. Кроме того, через этот же люк и проход между радиальными стойками возможен доступ со стороны торца к подшипниковой опоре. With this arrangement, through the hatch, it is possible to remove the upper half of the shell covering the end seal, and then dismantle the upper half of the end seal, and then the sealing segments of the lower half. In addition, through the same hatch and the passage between the radial struts, access from the end side to the bearing support is possible.

Картер подшипниковой опоры со стороны конденсатора снабжен откидывающейся вниз крышкой, а в верхней части выходного патрубка над этой крышкой выполнен люк, при этом обеспечится возможность еще более простого доступа к подшипниковой опоре ротора и ее демонтажа. The housing of the bearing support on the capacitor side is equipped with a hinged lid, and a hatch is made in the upper part of the outlet pipe above this cover, which will allow for even easier access to the bearing of the rotor and its dismantling.

Для обеспечения свободы монтажных работ внутри выходного патрубка целесообразно провести указанные трубопроводы в диффузорном канале через радиальные стойки. To ensure freedom of installation work inside the outlet pipe, it is advisable to conduct these pipelines in the diffuser channel through radial racks.

При этом предпочтительно, чтобы радиальные стойки были выполнены каждая из трубы и круглого прутка, соединенных перемычками с образованием аэродинамически обтекаемого профиля, а через трубы проведены трубопроводы для подачи уплотняющего пара и отсоса паровоздушной смеси из камер уплотнения, для подвода масла к подшипнику, сливу масла из картера подшипника и отсоса из него масляных паров. Это позволит обеспечить не только осевое направление потока в конденсатор, но и наиболее рационально организовывать проведение соответствующих каналов. In this case, it is preferable that each of the pipe and the round bar, connected by jumpers with the formation of an aerodynamically streamlined profile, be made radial racks, and pipelines are passed through the pipes to supply sealing vapor and to extract the air-vapor mixture from the seal chambers, to supply oil to the bearing, to drain oil from bearing housing and suction of oil vapor from it. This will provide not only the axial direction of flow to the condenser, but also the most rational way to organize the conduct of the corresponding channels.

Сущность настоящего изобретения поясняется следующим, далее подробным описанием одного из примеров его осуществления, иллюстрируемым прилагаемыми чертежами, на которых
фиг. 1 показывает турбину с частью низкого давления (ЧНД) согласно изобретению, в продольном разрезе;
фиг.2 - вид со стороны конденсатора по стрелке А на фиг.1;
фиг. 3 - поперечное сечение радиальных стоек в выходном патрубке по Б-Б на фиг.1.The essence of the present invention is illustrated by the following, further detailed description of one example of its implementation, illustrated by the accompanying drawings, in which
FIG. 1 shows a turbine with a low pressure part (NPV) according to the invention, in longitudinal section;
figure 2 is a view from the side of the capacitor in the direction of arrow A in figure 1;
FIG. 3 is a cross section of radial struts in the outlet pipe along BB in FIG. 1.

Описываемый пример относится к одноцилиндровой паровой турбине с передним расположением электрогенератора и аксиальным расположением конденсатора за выхлопной частью, которая расположена за последней ступенью 1 турбины и охвачена выходным патрубком 2, соединенным переходным патрубком 3 в виде линзового компенсатора с горловиной 4 конденсатора. В выходном патрубке 2 на радиальных стойках 5, 6, 7, 8 и 9 закреплена опорная обечайка 10, образующая с выходным патрубком 2 диффузорный канал. Опорная обечайка 10 состоит из двух соединенных фланцевым соединением верхних частей 10₁ и 10₂, в которых установлены концевое уплотнение 11 и подшипниковая опора 12 соответственно. Все эти элементы выполнены с горизонтальным разъемом и демонтируемой верхней половиной. Нижние половины опорной обечайки, корпуса концевого уплотнения с опорными стойками и рамой подшипниковой опоры выполнены в виде сварной конструкции. Подшипниковая опора 12 выполнена с картером, который образован опорной обечайкой 10, торцевой стенкой 13 и фланцем 14. Со стенкой 13 вертикальным фланцевым соединением связана верхняя половина корпуса концевого уплотнения 11 и сварным соединением нижняя половина этого корпуса так, что между концевым уплотнением 11 и подшипниковой опорой 12 образуется камера 15, соединенная с атмосферой.The described example relates to a single-cylinder steam turbine with a front location of the electric generator and an axial arrangement of the condenser behind the exhaust part, which is located behind the last stage 1 of the turbine and is surrounded by the outlet pipe 2, connected by a transition pipe 3 in the form of a lens compensator with a neck 4 of the condenser. In the outlet pipe 2, on the radial struts 5, 6, 7, 8 and 9, a support shell 10 is fixed, which forms a diffuser channel with the outlet pipe 2. The supporting shell 10 consists of two upper parts 10 ₁ and 10 ₂ connected by a flange connection, in which an end seal 11 and a bearing support 12 are installed, respectively. All these elements are made with a horizontal connector and a dismountable upper half. The lower halves of the bearing shell, the housing of the end seal with the supporting posts and the bearing frame are made in the form of a welded structure. The bearing support 12 is made with a crankcase, which is formed by the bearing shell 10, the end wall 13 and the flange 14. The upper half of the housing of the end seal 11 and the welded joint the lower half of this housing are connected with the wall 13 by a vertical flange connection so that between the end seal 11 and the bearing support 12 a chamber 15 is formed, connected to the atmosphere.

К фланцу 14 картера подшипниковой опоры 10 крепится откидывающаяся вниз крышка 16 (это положение показано на фиг.2), на наружной поверхности которой закреплено лестничное устройство 17. Над местом расположения крышки 16 в выходном патрубке 2 выполнен люк 18. В этом патрубке выполнен также второй люк 19, который расположен над концевым уплотнением 11. A hinged lid 16 is attached to the flange 14 of the crankcase of the bearing support 10 (this position is shown in FIG. 2), on the outer surface of which a ladder 17 is fixed. A hatch 18 is made above the location of the lid 16 in the outlet pipe 2. This second pipe also has a second the hatch 19, which is located above the end seal 11.

Для обеспечения нормальной работы концевого уплотнения 11 через выходной патрубок произведены трубопроводы для подачи уплотняющего пара и отвода паровоздушной смеси из камер уплотнения, а для подшипниковой опоры 12 - трубопроводы для подвода масла, слива масла и отсоса из картера масляных паров. В выходном патрубке 2 эти трубопроводы между патрубком и опорной обечайкой 10 проведены через радиальные стойки 5, 6, 7, 8 и 9. Эти радиальные стойки выполнены в виде аэродинамически обтекаемого профиля в осевом направлении и состоят из трубы 19 и круглого прутка 20, соединенных перемычками 21 (фиг. 3). В трубах 19 проложены трубопроводы 22, образующие вышеперечисленные коммуникации. To ensure the normal operation of the end seal 11, pipelines were produced through the outlet pipe for supplying the sealing vapor and removal of the air-vapor mixture from the seal chambers, and for the bearing support 12, pipelines for supplying oil, draining the oil, and suction from the oil vapor case. In the outlet pipe 2, these pipelines between the pipe and the support shell 10 are led through radial struts 5, 6, 7, 8 and 9. These radial struts are made in the form of an aerodynamically streamlined profile in the axial direction and consist of a pipe 19 and a round rod 20 connected by jumpers 21 (Fig. 3). In the pipes 19 laid pipelines 22, forming the above communications.

Трубопроводы для подачи уплотняющего пара и отвода паровоздушной смеси расположены в радиальных стойках 6 и 9, проходя в картер подшипниковой опоры 12 через нижнюю половину опорной обечайки 10, а далее они соединяются с трубопроводами (не показаны), проходящими через торцевую стенку 13 к камерам нижней половины корпуса концевого уплотнения. Трубопровод для слива масла из картера расположен в радиальной стойке 5, также проходя в картер подшипниковой опоры 12 через нижнюю половину опорной обечайки, а трубопроводы для подвода масла и отсоса из картера масляных паров расположены в радиальных стойках 8 и 9, проходя в картер подшипниковой опоры 12 через верхнюю половину опорной обечайки. Pipelines for supplying sealing vapor and venting the air-vapor mixture are located in radial struts 6 and 9, passing into the bearing housing 12 through the lower half of the bearing shell 10, and then they are connected to pipelines (not shown) passing through the end wall 13 to the chambers of the lower half end seal housings. The pipeline for draining oil from the crankcase is located in the radial strut 5, also passing into the crankcase of the bearing support 12 through the lower half of the bearing shell, and the pipelines for supplying oil and exhaust from the crankcase of oil vapor are located in the radial struts 8 and 9, passing into the crankcase of the bearing support 12 through the upper half of the support shell.

Осуществление технического обслуживания, т.е. обследование и ремонт концевого уплотнения 11 и подшипниковой опоры 12, в описанной ЧНД осуществляется без вскрытия цилиндра и выхлопного патрубка следующим образом. Для доступа к уплотнительным секциям концевого уплотнения 11 открывают люк 19, разбалчивают фланцевые соединения верхних частей опорной обечайки 10₁ и крышки 11 и подъемным приспособлением извлекают их через люк 19. После снятия люка 18 и поворота вниз крышки 16 получают доступ к подшипнику 12, который может демонтироваться известным способом.Maintenance, i.e. inspection and repair of the end seal 11 and the bearing support 12, in the described NPI is carried out without opening the cylinder and exhaust pipe as follows. To access the sealing sections of the end seal 11 open the hatch 19, flange the flanged joints of the upper parts of the support shell 10 ₁ and the cover 11 and lift them to remove them through the hatch 19. After removing the hatch 18 and turning down the cover 16 gain access to the bearing 12, which can dismantled in a known manner.

Источники информации
1. А.Д. Трухний, С.М. Лосев. Стационарные паровые турбины. М., 1981, с. 164-174.Sources of information
1. A.D. Trukhny, S.M. Losev. Stationary steam turbines. M., 1981, p. 164-174.

2. Там же, с. 265-269, рис. 7.54, 7.55. 2. Ibid., P. 265-269, fig. 7.54, 7.55.

3. Wilhelm Engelke. Паровые турбины для ПГУ - электростанций. BWK, т.41, 1989, 7/8, с. 338, рис.1. 3. Wilhelm Engelke. Steam turbines for CCGT - power plants. BWK, Vol. 41, 1989, 7/8, p. 338, Fig. 1.

4. D. Tremmel, W. Kacher и др. "Entwincklung einer kompakten 300-MW-Dampfturbine mit einflutigem ND-Teil und axialer Abstromung". VGB Kraftwerkstechnik 72 (1992), Heft 1, с. 37, 38. 4. D. Tremmel, W. Kacher et al. "Entwincklung einer kompakten 300-MW-Dampfturbine mit einflutigem ND-Teil und axialer Abstromung". VGB Kraftwerkstechnik 72 (1992), Heft 1, p. 37, 38.

Claims

1. Часть низкого давления паровой турбины с аксиальным выходом, содержащая выходной патрубок, концевое уплотнение и подшипниковую опору ротора, установленные в опорной обечайке, закрепленной в выходном патрубке с помощью радиальных стоек и образующей с выходным патрубком кольцевой диффузорный канал, переходник конденсатора и трубопроводы для подачи уплотняющего пара и отсоса паровоздушной смеси из камер уплотнения, для подвода масла к подшипнику, слива масла из картера подшипника и отсоса из него масляных паров, отличающаяся тем, что верхняя половина опорной обечайки состоит из двух соединенных фланцевым соединением частей - между уплотнением и подшипниковой опорой, радиальные стойки проходят в зоне расположения подшипниковой опоры, трубопроводы для подвода уплотняющего пара и отсоса паровоздушной смеси проходят через нижнюю половину выходного патрубка, а в его верхней половине над концевым уплотнением выполнен люк. 1. Part of the low pressure steam turbine with an axial outlet, containing an outlet pipe, end seal and bearing of the rotor mounted in a support shell secured to the outlet pipe using radial struts and forming an annular diffuser channel with an outlet pipe, a condenser adapter and supply pipelines sealing steam and suction of the air-vapor mixture from the seal chambers, for supplying oil to the bearing, draining oil from the bearing housing and sucking out oil vapor from it, characterized in that in The upper half of the support shell consists of two parts connected by a flange connection - between the seal and the bearing support, radial racks pass in the area of the bearing support, pipelines for supplying sealing vapor and suction of the air-vapor mixture pass through the lower half of the outlet pipe, and in its upper half above the end the seal is made hatch.

2. Часть низкого давления по п. 1, отличающаяся тем. что картер подшипниковой опоры со стороны конденсатора, снабжен откидывающейся вниз крышкой, а в верхней части выходного патрубка над этой крышкой выполнен люк. 2. Part of the low pressure under item 1, characterized in that. that the bearing housing on the capacitor side is equipped with a hinged lid, and a hatch is made in the upper part of the outlet pipe above this lid.

3. Часть низкого давления по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что радиальные стойки выполнены из трубы и круглого прутка, соединенных перемычками с образованием аэродинамически обтекаемого профиля. 3. Part of the low pressure according to claim 1 or 2, characterized in that the radial struts are made of pipe and a round rod connected by jumpers to form an aerodynamically streamlined profile.

4. Часть низкого давления по п. 3, отличающаяся тем, что через трубы радиальных стоек проходят трубопроводы для подачи уплотняющего пара и отсоса паровоздушной смеси из камер уплотнения, для подвода масла к подшипнику, слива масла из картера подшипника и отсоса из него масляных паров. 4. Part of the low pressure according to claim 3, characterized in that pipelines pass through the pipes of the radial struts for supplying sealing vapor and suctioning the vapor-air mixture from the seal chambers, for supplying oil to the bearing, draining oil from the bearing housing and suctioning oil vapor from it.