RU2322589C1 - Steam turbine cylinder - Google Patents

Abstract

FIELD: power engineering; turbine building.

SUBSTANCE: invention can be used at designing and modernization of steam turbines with two-housing cylinder with outer and inner housings and supply of steam for cooling of rotor. Proposed cylinder of steam turbine includes outer and inner housings, flow paths of high and medium pressure, front end seal with chambers and device to supply cooling steam into space between disk of first stage and front end high-pressure seal. Partition with slotted pipeline is installed in first chamber in direction of flow of sealing steam, pipeline being connected with screen arranged in interhousing space of cylinder on inner housing. Screen communicates with chamber of intermediate stage of flow path through branch pipes, and inside screen guide partitions are made. Moreover, screen is installed on outer housing of cylinder. Proposed invention improves reliability and maneuverability of cylinder and steam turbine owing to reduction of heat stresses of high-temperature sections of cylinder housings. Moreover, heat economy of cylinder and turbine as a whole is increased owing to use of cooling steam for cooling of cylinder housing delivered to rotor and getting into seal and return of part of said steam into flow path of turbine and exclusion of steam extraction after fifth stage for cooling of cylinder housings and delivery of steam into seal.

EFFECT: improved reliability and maneuverability of cylinder and turbine.

2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области энергетики, к турбиностроению и может быть использовано при проектировании и модернизации паровых турбин, имеющих двухкорпусный цилиндр с наружным и внутренним корпусом и подвод пара на охлаждение ротора, например, для турбины К-160-130 ХТГЗ.The invention relates to the field of energy, to turbine engineering and can be used in the design and modernization of steam turbines having a two-cylinder cylinder with an outer and inner case and steam supply for cooling the rotor, for example, for the K-160-130 KhTGZ turbine.

Известен двухкорпусный цилиндр паровой турбины с проточными частями высокого и среднего давления и передним концевым уплотнением с камерами (Паровая турбина К-160-130 ХТГЗ. Под редакцией С.П. Соболева, М., Энергия, 1980, с.21, рис.2-1).Known double-cylinder cylinder of a steam turbine with flowing parts of high and medium pressure and a front end seal with chambers (Steam turbine K-160-130 KhTGZ. Edited by S.P. Sobolev, M., Energy, 1980, p.21, Fig. 2 -one).

Недостатком известного устройства является использование для охлаждения его стенок (внутреннего и наружного корпуса) пара, отбираемого из проточной части за пятой ступенью с последующим перепуском части этого пара за шестую ступень, что сопровождается вынужденной потерей давления в специально организованном сужении трубопровода. Таким образом, часть отбираемого за пятой ступенью пара не работает в шестой ступени, а остальная уходит из межкорпусного пространства на уплотнение вала ротора.A disadvantage of the known device is the use for cooling its walls (inner and outer casing) of steam taken from the flow part after the fifth step with the subsequent bypass of a part of this steam to the sixth step, which is accompanied by a forced loss of pressure in a specially organized narrowing of the pipeline. Thus, part of the steam taken after the fifth stage does not work in the sixth stage, and the rest leaves the inter-housing space for sealing the rotor shaft.

Известен цилиндр паровой турбины, в котором для охлаждения ротора в районе первой ступени и переднего концевого уплотнения подводится охлаждающий пар, расход и температура которого определяются требуемым уровнем снижения температуры наиболее термонапряженных участков ротора (RU 2037051, МПК F01D 5/08, 25/12, 25/08, опубликован 26.03.92).A known cylinder is a steam turbine in which cooling steam is supplied in order to cool the rotor in the region of the first stage and the front end seal, the flow rate and temperature of which are determined by the required level of temperature reduction of the most thermally stressed sections of the rotor (RU 2037051, IPC F01D 5/08, 25/12, 25 / 08, published on March 26, 1992).

Это известное техническое решение является наиболее близким к заявленному по совокупности признаков и принято за прототип.This well-known technical solution is the closest to what is claimed by the totality of features and is taken as a prototype.

Недостатком устройства, принятого за прототип, а также причиной, препятствующей достижению желаемого технического результата при использовании упомянутого известного устройства, является то, что охлаждающий пар не омывает высокотемпературные корпусные детали, что снижает маневренность и надежность паротурбинной установки.The disadvantage of the device adopted for the prototype, as well as the reason that impedes the achievement of the desired technical result when using the aforementioned known device, is that the cooling steam does not wash the high-temperature body parts, which reduces the maneuverability and reliability of the steam turbine installation.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, а также выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволили установить, что заявитель не обнаружил технического решения, характеризующегося признаками, тождественными или эквивалентными предлагаемым. При этом предлагаемое изобретение 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 identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, allowed to establish that the applicant did not find a technical solution characterized by signs identical or equivalent to those proposed. However, the proposed invention does not follow explicitly for a specialist in the manner of the prior art and defined by the applicant.

Заявляемое техническое решение позволяет существенно повысить надежность и маневренность цилиндра и паровой турбины за счет снижения термонапряжений высокотемпературных участков корпусов цилиндра. Кроме того, повышается тепловая экономичность цилиндра и турбины в целом за счет использования для охлаждения корпусов цилиндра охлаждающего пара, подаваемого на ротор и попадающего в уплотнение, при возврате части его в проточную часть турбины, а также за счет исключения отбора пара за пятой ступенью для охлаждения корпусов цилиндра и подачи в уплотнение.The claimed technical solution can significantly improve the reliability and maneuverability of the cylinder and steam turbine by reducing the thermal stresses of high-temperature sections of the cylinder bodies. In addition, the thermal efficiency of the cylinder and the turbine as a whole is increased due to the use of cooling steam for cooling the cylinder bodies, supplied to the rotor and entering the seal, when part of it is returned to the turbine flow part, and also due to the elimination of steam extraction behind the fifth stage for cooling cylinder bodies and seal feed.

Предложен цилиндр паровой турбины, включающий наружный и внутренний корпусы, проточные части высокого и среднего давления, переднее концевое уплотнение с камерами и устройство подвода охлаждающего пара в полость между диском первой ступени и передним концевым уплотнением высокого давления, при этом в первой камере по ходу пара уплотнения установлена перегородка с трубопроводом со щелями в нем, соединенными с расположенным в межкорпусном пространстве цилиндра на внутреннем корпусе экраном, сообщенным посредством патрубков с камерой промежуточной ступени проточной части, а внутри экрана выполнены направляющие перегородки. Кроме того, экран установлен на наружном корпусе цилиндра.A cylinder of a steam turbine is proposed, including the outer and inner casings, high and medium pressure flow parts, a front end seal with chambers, and a device for supplying cooling steam into the cavity between the first stage disk and the front high pressure end seal, while in the first chamber along the seal steam a partition is installed with a pipeline with slots in it, connected to a screen located in the housing of the cylinder on the inner case, communicated by means of pipes with a camera of an intermediate stage of the flowing part, and guide walls are made inside the screen. In addition, the screen is mounted on the outer cylinder body.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид цилиндра, на фиг.2 - вид экрана по А.The invention is illustrated by drawings, where in Fig.1 shows a General view of the cylinder, Fig.2 is a view of the screen according to A.

Цилиндр паровой турбины включает наружный 1 и внутренний 2 корпусы, проточные части высокого 3 и среднего 4 давления, переднее концевое уплотнение 5 с камерами и устройство подвода охлаждающего пара 6 в полость между диском первой ступени 7 и передним концевым уплотнением высокого давления 5. В первой камере 8 по ходу пара уплотнения установлена перегородка 9 с трубопроводом 10 со щелями 11 в нем, соединенными с расположенным в межкорпусном пространстве цилиндра на внутреннем корпусе 2 экраном 12, сообщенным посредством патрубков 13 с камерой промежуточной ступени проточной части 14. Внутри экрана 12 выполнены направляющие перегородки 15. Экран 12 установлен на наружном корпусе 1 цилиндра.The cylinder of a steam turbine includes an outer 1 and an inner 2 bodies, flow parts of high 3 and medium 4 pressure, a front end seal 5 with chambers and a device for supplying cooling steam 6 into the cavity between the disk of the first stage 7 and the front end seal of high pressure 5. In the first chamber 8 along the seal pair, a partition 9 is installed with a pipeline 10 with slots 11 in it, connected to a screen 12 located in the housing of the cylinder on the inner casing 2, communicated by means of nozzles 13 with a prom chamber daily steps of the flow part 14. Inside the screen 12, guide baffles 15 are made. The screen 12 is mounted on the outer case 1 of the cylinder.

Цилиндр паровой турбины работает следующим образом. При работе турбины охлаждающий пар поступает в полость между диском первой ступени 7 и передним концевым уплотнением 5. Далее пар поступает в первую камеру 8 по ходу пара уплотнения и по трубопроводу 10 через щели 11 в расположенный в межкорпусном пространстве цилиндра экран 12. Пар огибает направляющие перегородки 15, охлаждает внутренний корпус 2 в районе первых ступеней части высокого давления. Из экрана 12 по патрубкам 13 пар сбрасывается в камеру промежуточной ступени проточной части 14, например за шестую ступень высокого давления.The cylinder of a steam turbine operates as follows. During the operation of the turbine, cooling steam enters the cavity between the disk of the first stage 7 and the front end seal 5. Next, the steam enters the first chamber 8 along the seal pair and through the pipe 10 through the slots 11 into the screen 12. The steam bends around the guide walls 15, cools the inner casing 2 in the region of the first stages of the high-pressure part. From the screen 12 through the nozzles 13, the steam is discharged into the chamber of the intermediate stage of the flow part 14, for example, for the sixth high pressure stage.

Claims (2)

1. Цилиндр паровой турбины, включающий наружный и внутренний корпусы, проточные части высокого и среднего давления, переднее концевое уплотнение с камерами и устройство подвода охлаждающего пара в полость между диском первой ступени и передним концевым уплотнением высокого давления, отличающийся тем, что в первой камере по ходу пара уплотнения установлена перегородка с трубопроводом со щелями в нем, соединенными с расположенным в межкорпусном пространстве цилиндра на внутреннем корпусе экраном, сообщенным посредством патрубков с камерой промежуточной ступени проточной части, при этом внутри экрана выполнены направляющие перегородки.1. The cylinder of the steam turbine, including the outer and inner casings, flow parts of high and medium pressure, the front end seal with chambers and the device for supplying cooling steam into the cavity between the disk of the first stage and the front end seal of high pressure, characterized in that in the first chamber a seal was installed along the septum with a pipeline with slots in it, connected to a screen located in the housing of the cylinder on the inner case, communicated by means of nozzles with a kame second intermediate-stage portion of the flow, wherein the screen formed inside the baffles. 2. Цилиндр по п.1, отличающийся тем, что экран установлен на наружном корпусе цилиндра.2. The cylinder according to claim 1, characterized in that the screen is mounted on the outer cylinder body.

Images