RU2274802C1 - System for removing condensate of heating steam from surface low-pressure heater of steam turbine - Google Patents

Abstract

FIELD: heat power engineering.

SUBSTANCE: system comprises surface low-pressure heater provided with housing, branch pipes for supplying steam, branch pipes for supplying and discharging water, tube bank, space for collecting condensate, connecting pipes for measuring water level, and drain pump provided with the control valve and connected with the low-pressure heater through a pipeline. The low-pressure heater has baffle that separates the steam space from the space for collecting condensate of heating steam and devices for discharging the condensate and leveling pressure. The connecting pipes for control of the level are mounted on the housing under the baffle. The connecting pipes for protecting the turbine against the level rising are mounted above the baffle.

EFFECT: enhanced reliability and efficiency.

1 dwg

Description

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано при проектировании и модернизации систем откачки конденсата греющего пара из подогревателя низкого давления паровой турбины.The invention relates to the field of power engineering and can be used in the design and modernization of systems for pumping condensate of heating steam from a low pressure heater of a steam turbine.

Известны системы откачки конденсата греющего пара, содержащие поверхностные подогреватели низкого давления паровой турбины, патрубки подвода и отвода пара и воды, трубные доски с закрепленными в них трубками поверхности теплообмена, штуцеры замера уровня воды, установленные на корпусе, отводящие трубопроводы с регулирующим клапаном (Тепловые и атомные электрические станции. Под общей редакцией В.А.Григорьева и В.М.Зорина. - М.: Энергоиздат, 1982 г., стр.315, 398, 399, 534).Known systems for pumping condensate of heating steam containing surface heaters of low pressure of a steam turbine, nozzles for supplying and discharging steam and water, pipe boards with heat exchange surface tubes fixed to them, water level metering fittings mounted on the housing, discharge pipes with a control valve (Thermal and nuclear power plants. Under the general editorship of V. A. Grigoriev and V. M. Zorin. - M .: Energoizdat, 1982, p. 315, 398, 399, 534).

Недостатком известных систем отвода конденсата является наличие значительной массы воды в аппарате и отвод конденсата в нижестоящий подогреватель, что снижает надежность вследствие возможного попадания влаги с обратным потоком пара при сбросе нагрузки и снижение экономичности на стационарных режимах работы.A disadvantage of the known condensate drainage systems is the presence of a significant mass of water in the apparatus and condensate drainage to a downstream heater, which reduces reliability due to the possible ingress of moisture with a reverse steam flow during load shedding and a decrease in efficiency in stationary operating modes.

Известна система отвода конденсата греющего пара, в которой конденсат греющего пара отводится в нижестоящий подогреватель через гидрозатвор. (Паротурбинные установки атомных электростанций. Под редакцией к.т.н. Ю.Ф.Косяка. - М.: Энергия, 1978 г., стр.276, 278).A known system is the condensate drain of heating steam, in which the condensation of heating steam is discharged to the downstream heater through a water trap. (Steam turbine installations of nuclear power plants. Edited by Ph.D. Yu.F. Kosyak. - M.: Energy, 1978, p. 276, 278).

Недостатком известного решения является снижение экономичности.A disadvantage of the known solution is the decrease in efficiency.

Известна система отвода конденсата греющего пара, включающая поверхностный подогреватель низкого давления с патрубками подвода и отвода воды и пара, трубную доску с закрепленными в ней трубками поверхности теплообмена, зону сбора конденсата, штуцеры замера уровня воды, установленные на корпусе, сливной насос, соединенный трубопроводом с подогревателем низкого давления. (Т.Х.Маргулова. Атомные электрические станции. М.: Высшая школа, 1978 г., стр.74, 80, 292, 293 - прототип).A known system for removing condensate of heating steam, including a surface low-pressure heater with nozzles for supplying and discharging water and steam, a tube board with heat exchange surface tubes fixed therein, a condensate collection zone, water level measuring fittings installed on the housing, a drain pump connected to a pipeline with low pressure heater. (T.Kh. Margulova. Nuclear power plants. M: Higher school, 1978, p. 74, 80, 292, 293 - prototype).

Недостатком указанной схемы является сниженная надежность и экономичность. Снижение надежности вызвано наличием значительной массы нагретой воды в подогревателе низкого давления, возможным попаданием влаги, разгоном турбины с обратным потоком пара при сбросе нагрузки турбины до нуля, собственных нужд, холостого хода и др. при отказе обратного клапана, кавитационным срывом насоса и связанного с этим увеличением массы воды в аппарате, поломкой насоса.The disadvantage of this scheme is the reduced reliability and efficiency. The decrease in reliability is caused by the presence of a significant mass of heated water in the low-pressure heater, possible moisture ingress, acceleration of the turbine with a return steam flow when the turbine load drops to zero, auxiliary needs, idling, etc., when the non-return valve fails, cavitation pump breakdown and the associated an increase in the mass of water in the apparatus, a breakdown of the pump.

Снижение экономичности вызвано снижением давления пара в корпусе подогревателя низкого давления на величину гидравлического сопротивления обратного клапана.The decrease in efficiency is caused by a decrease in the vapor pressure in the housing of the low pressure heater by the value of the hydraulic resistance of the non-return valve.

Заявляемое решение позволяет исключить кавитационный срыв насоса и его поломку, переполнение водой корпуса подогревателя низкого давления и отказаться от обратного клапана, повысить давление пара в подогревателе низкого давления и нагрев основного конденсата, т.е. повысить надежность и экономичность схемы на стационарных режимах работы турбины.The claimed solution allows to exclude cavitation breakdown of the pump and its breakdown, overfilling with water of the housing of the low pressure heater and abandon the check valve, increase the steam pressure in the low pressure heater and the heating of the main condensate, i.e. to increase the reliability and efficiency of the circuit in stationary turbine operation modes.

Предложена система откачки конденсата греющего пара из поверхностного подогревателя низкого давления, включающая поверхностный подогреватель низкого давления с патрубками подвода пара и патрубками подвода и отвода воды, трубную доску с закрепленными в ней трубками поверхности теплообмена, зону сбора конденсата, штуцеры замера уровня воды, установленные на корпусе, сливной насос, снабженный регулирующим клапаном и соединенный трубопроводом с подогревателем низкого давления, при этом подогреватель низкого давления снабжен перегородкой, отделяющей паровое пространство от зоны сбора конденсата греющего пара, и устройствами слива конденсата и выравнивания давления, кроме того, штуцеры регулирования уровня установлены на корпусе под перегородкой, а штуцеры защиты турбины от повышения уровня - над перегородкой.A system is proposed for pumping condensate of heating steam from a surface low-pressure heater, including a surface low-pressure heater with steam inlets and water inlet and outlet pipes, a tube plate with heat-exchange surface tubes fixed in it, a condensate collection zone, water level gauges installed on the body , a drain pump equipped with a control valve and connected by a pipe to a low pressure heater, while the low pressure heater is equipped with a partition second separating the vapor space of the condensate collecting zone heating steam, and the condensate drain device and the pressure equalization further level adjustment fittings are mounted on the housing below the partition and protect the turbine nozzles from increasing - above the partition.

Изобретение иллюстрируется чертежом.The invention is illustrated in the drawing.

Система включает корпус 1, водяную камеру 2 с патрубками подвода 3 и отвода воды 4, перфорированную трубную доску 5 с закрепленными в ней трубками теплообмена 6, патрубок подвода пара 7 с обратным клапаном 8, зону сбора конденсата 9, перегородку 10 с устройством слива конденсата 11 и устройством выравнивания давления 12, штуцеры регулирования уровня 13, штуцеры защиты турбины от повышения уровня 14, трубопровод 15, сливной насос 16, снабженный регулирующим клапаном 17 и соединенный трубопроводом 15 с подогревателем низкого давления. Штуцеры регулирования уровня 13 установлены на корпусе под перегородкой 10, а штуцеры защиты турбины от повышения уровня 14 - над перегородкой 10.The system includes a housing 1, a water chamber 2 with nozzles for supplying 3 and water drain 4, a perforated tube board 5 with heat exchange tubes 6 fixed therein, a steam supply nozzle 7 with a check valve 8, a condensate collection zone 9, a partition 10 with a condensate drain 11 and a pressure equalization device 12, level 13 fittings, turbine protection fittings against level increase 14, pipe 15, a drain pump 16 provided with a control valve 17 and connected by a pipe 15 to a low pressure heater. The level 13 fittings are installed on the housing under the partition 10, and the turbine protection fittings against rising level 14 are installed above the partition 10.

Система работает следующим образом. Основной конденсат через патрубок 3 поступает в водяную камеру 2, проходит через трубную доску 5, трубки поверхностного теплообмена 6 и через патрубок 4 выходит из подогревателя. Пар от отбора турбины через патрубок 7 поступает на трубки поверхностного теплообмена 6, конденсируется, отдавая тепло основному конденсату, сливается на перегородку 10 и через сливное устройство 11 поступает в зону сбора конденсата 9 и далее через регулирующий клапан 17 подается в тракт основного конденсата. Регулирующий клапан 17 поддерживает уровень воды в корпусе 1, датчики которого подключены к штуцерам 13, расположенным под перегородкой. При повышении уровня воды в корпусе 1 выше допустимого предусмотрена подача сигнала на защиту турбины от датчиков, присоединенных к штуцерам 14. Поддержание уровня воды в зоне сбора конденсата 9 обеспечивает необходимый подпор сверх давления насыщенных паров для насоса, обеспечивая при этом его надежную работу.The system operates as follows. The main condensate through the pipe 3 enters the water chamber 2, passes through the tube plate 5, the surface heat transfer tubes 6 and through the pipe 4 exits the heater. The steam from the turbine take-off through the pipe 7 enters the surface heat exchange tubes 6, condenses, giving off heat to the main condensate, flows to the baffle 10 and through the drain device 11 enters the condensate collection zone 9 and then passes through the control valve 17 to the main condensate path. The control valve 17 maintains the water level in the housing 1, the sensors of which are connected to the fittings 13 located under the partition. When the water level in the housing 1 rises above the permissible level, a signal is provided to protect the turbine from sensors connected to the fittings 14. Maintaining the water level in the condensate collection zone 9 provides the necessary overpressure over the saturated vapor pressure for the pump, while ensuring its reliable operation.

При сбросе нагрузки турбины до нуля, холостого хода и др. прокачка основного конденсата продолжается, а пар из турбины не поступает, что приводит к резкому снижению давления пара в паровом пространстве. Это приводит к вскипанию конденсата греющего пара в зоне 9 и образованию пара, который через устройство выравнивания давления 12 поступает на трубный пучок 6, конденсируется и сливается через устройство слива конденсата 11 в зону сброса конденсата 9. Наличие устройства выравнивания давления 12 ограничивает расход пара из зоны 9 в паровое пространство и уменьшает скорость снижения давления пара в зоне 9, обеспечивая требуемый подпор сверх давления насыщения паров для насоса и, тем самым, устойчивую его работу, исключая кавитационный срыв насоса и его поломку. Кроме того, устойчивая работа насоса обеспечивает откачку конденсата, исключает переполнение в корпусе и, следовательно, срабатывание защиты турбины.When the turbine load drops to zero, idle, etc., the main condensate pumping continues, and steam does not flow from the turbine, which leads to a sharp decrease in the vapor pressure in the vapor space. This leads to boiling of the condensate of the heating steam in zone 9 and the formation of steam, which through the pressure equalization device 12 enters the tube bundle 6, condenses and drains through the condensate drain 11 to the condensate discharge zone 9. The presence of the pressure equalization device 12 limits the flow of steam from the zone 9 into the vapor space and reduces the rate of decrease in vapor pressure in zone 9, providing the required overpressure in excess of the vapor saturation pressure for the pump and, thereby, its stable operation, excluding pump cavitation and its breakdown. In addition, the stable operation of the pump ensures the pumping out of condensate, eliminates overfilling in the casing and, consequently, triggering of the turbine protection.

Наличие перегородки дополнительно позволяет исключить обратный клапан на паропроводе и, тем самым, повысить давление пара в аппарате и нагрев основного конденсата, т.е. повысить экономичность на стационарных режимах работы.The presence of a baffle additionally eliminates the check valve on the steam line and, thereby, increases the steam pressure in the apparatus and the heating of the main condensate, i.e. increase efficiency in stationary operation modes.

Claims (1)

Система откачки конденсата греющего пара из поверхностного подогревателя низкого давления паровой турбины, включающая поверхностный подогреватель низкого давления с корпусом, с патрубками подвода пара и патрубками подвода и отвода воды, трубную доску с закрепленными в ней трубками поверхности теплообмена, зону сбора конденсата, штуцеры замера уровня воды, установленные на корпусе, сливной насос, снабженный регулирующим клапаном и соединенный трубопроводом с подогревателем низкого давления, отличающаяся тем, что подогреватель низкого давления снабжен перегородкой, отделяющей паровое пространство от зоны сбора конденсата греющего пара и устройствами слива конденсата и выравнивания давления, кроме того, штуцеры регулирования уровня установлены на корпусе под перегородкой, а штуцеры защиты турбины от повышения уровня - над перегородкой.A system for pumping condensate of heating steam from a surface low-pressure heater of a steam turbine, including a surface low-pressure heater with a casing, with steam inlets and water inlet and outlet pipes, a tube plate with heat-exchange surface tubes fixed in it, a condensate collection zone, water level measuring fittings mounted on the housing, a drain pump equipped with a control valve and connected by a pipe to a low pressure heater, characterized in that the heater is low the pressure is equipped with a baffle separating the steam space from the condensate collection zone of the heating steam and condensate drainage and pressure equalization devices, in addition, level control fittings are installed on the casing under the baffle, and the turbine protection fittings from the level increase are above the baffle.