SU765514A1 - Automatic control of steam supply to chambers of turbine end seals - Google Patents

Description

1one

Изобретение относитс  к теплоэнергетике и может быть использовано дл  регулировани  режимов работы концевых уплотнений паровых турбин.The invention relates to a power system and can be used to regulate the operating modes of the end seals of steam turbines.

Известны устройства дл  автоматического регулировани  подвода пара в камеры концевых уплотнений турбины, содержащие регул тор давлени  с измерителем давлени  в камерах подвода и с исполнительным органом на линии подачи пара в эти камеры 1. В этих устройствах выполнен также отсос пара из последних камер в вакуумный коллектор.Devices are known for automatically controlling the supply of steam to the turbine end seal chambers, which contain a pressure regulator with a pressure gauge in the supply chambers and with an actuator on the steam supply line to these chambers 1. These devices also perform suction of steam from the latter chambers into the vacuum collector.

Такие устройства предусматривают подачу сравнительно холодного пара на гор чие детали турбины, что может привести к короблению, особенно в переменных режимах работы.Such devices provide for the supply of relatively cold steam to the hot parts of the turbine, which can lead to distortion, especially in variable operating modes.

Известно также устройство дл  автоматического регулировани  подвода пара в камеры концевых уплотнений турбины, содержащее регул тор давлени  с измерителем давлени  в камерах холодного пара и с исполнительным органом на линии подачи этого пара в указанные камеры, исполнительный орган на линии подачи гор чего пара из подвод щего трубопровода в соответствующие камеры и отвод щий трубопровод 2.It is also known a device for automatically controlling the supply of steam to the turbine end seal chambers, comprising a pressure regulator with a pressure gauge in cold steam chambers and with an actuator on the steam supply line to said chambers, an actuator on the hot steam supply line from the supply line into the respective chambers and the discharge pipe 2.

Это устройство  вл етс  ближайшим к данному по технической сущности и достигаемому результату.This device is the closest to this technical essence and the achieved result.

5 Недостатком известного устройства следует считать несколько пониженную надежность при изменени х режима работы турбины. Этот недостаток возникает из-за возможности омывани  некоторых деталей турбины одновременно холодным и гор чим5 A disadvantage of the known device should be considered a somewhat lower reliability with changes in the mode of operation of the turbine. This disadvantage arises due to the possibility of washing some parts of the turbine at the same time with cold and hot

10 паром и из-за отсутстви  автоматического регулировани  подачи гор чего пара, что приводит к отклонени м от оптимального режима.10 due to the lack of automatic control of the supply of hot steam, which leads to deviations from the optimum mode.

Дл  повышени  надежности при измене , ни х режима работы турбины в предлагаемое устройство дополнительно введены позиционный регул тор температуры с измерителем температуры корпуса турбины и с запорным органом, который установлен на подвод щем трубопроводе, и измерительIn order to increase the reliability when changing the turbine mode of operation, the proposed device additionally introduced a positional temperature controller with a temperature meter of the turbine housing and with a shut-off element, which is installed on the supply pipe, and a meter

20 давлени  в камерах гор чего пара, а исполнительный орган на линии подачи гор чего пара выполнен трехходовым, соединен с отвод щим трубопроводом и подключен к измерителю давлени  в камерах гор чего пара.The pressure in the hot steam chambers and the actuator on the hot steam supply line are three-way, connected to the discharge pipe and connected to a pressure meter in the hot steam chambers.

На чертеже дана схема предлагаемого устройства.The drawing is a diagram of the proposed device.

Концевые уплотнени  цилиндра 1 высокого давлени  (ЦВД) и цилиндра 2 среднего давлени  (ЦСД) турбины снабжены камерами 3 и 4 холодного пара ЦВД и камерой 5 холодного пара ЦСД, камерами 6 и 7 гор чего пара ЦВД и камерой 8 гор чего пара ЦСД. Дл  регулировани  подвода холодного пара выполнен измеритель 9 давлени  в камерах холодного пара, соединенный с регул тором 10 давлени  и через него с исполнительным органом 11 на линии 12 подачи холодного пара по соединительным трубопроводам 13, 14 и 15 в камеры 3, 4 и 5 концевых уплотнений из подвод щего трубопровода 16 холодного пара. Цо трубопроводу 17 пар из камер 3, 4 и 5 может отводитьс  в полость с давлением ниже атмосферного .The end seals of the high pressure cylinder 1 (CVP) and the medium pressure cylinder 2 (CCD) of the turbine are provided with cameras 3 and 4 of the cold steam of the cylinder cylinders and chamber 5 of the cold steam of the CCD, chambers 6 and 7 of the hot pair of the CCD and chamber 8 of the hot pair of CCD. To regulate the supply of cold steam, a pressure gauge 9 is made in cold steam chambers connected to pressure regulator 10 and through it to the actuator 11 on the cold steam supply line 12 via connecting pipes 13, 14 and 15 to chambers 3, 4 and 5 of end seals from the inlet pipe 16 of cold steam. Co pipe 17 of the chambers 3, 4 and 5 can be discharged into the cavity with a pressure below atmospheric.

Дл  регулировани  подвода гор чего пара имеетс  измеритель 18 давлени  в камерах 6, 7 и 8 гор чего пара, подключенный к исполнительному органу 19 на линии 20 подачи гор чего пара из подвод щего трубопровода 21 по соединительным трубопроводам 22, 23 и 24 в камеры 6, 7 и 8. Исполнительный орган 19 выполнен трехходовым и соединен также с отвод щим трубопроводом 25, св занным с регенеративным отбором турбины. На подвод щем трубопроводе 21 установлен запорный орган 26, подключенный к позиционному регул тору 27 температуры, который снабжен измерителем 28 температуры корпуса турбины , например корпуса ЦВД 1.To regulate the supply of hot steam, there is a pressure gauge 18 in the hot steam chambers 6, 7 and 8, connected to the actuator 19 on the hot steam supply line 20 from the supply pipe 21 through the connecting pipes 22, 23 and 24 to the chambers 6, 7 and 8. The executive body 19 is made three-way and is also connected to the outlet pipe 25 connected with the regenerative selection of the turbine. A shut-off member 26 is connected to the inlet pipe 21 and is connected to the positional temperature regulator 27, which is provided with a temperature gauge 28 of the turbine housing, for example, the high-pressure cylinder housing 1.

Из камер 29, 30 и 31 пар отсасываетс  эжектором.From chambers 29, 30 and 31, steam is sucked off by an ejector.

Измеритель 18 давлени  в камерах 6, 7 и 8 гор чего пара должен быть настроен на поддержание давлени  в этих камерах выше, чем давление в камерах 3, 4 и 5 холодного пара, и ниже, чем рабочее давление в линии 20 при работе турбины на номинальном режиме .The pressure gauge 18 in the hot steam chambers 6, 7 and 8 should be set to maintain the pressure in these chambers higher than the pressure in the cold steam chambers 3, 4 and 5, and lower than the operating pressure in line 20 when the turbine operates at nominal mode.

Измеритель 28 температуры корпуса турбины должен быть настроен на величину, определ ющую условную границу между холодным и прогретым состо нием корпуса.The temperature gauge 28 of the turbine housing must be tuned to a value defining the conditional boundary between the cold and heated state of the housing.

Предлагаемое устройство работает на различных режимах следующим образом.The proposed device operates in various modes as follows.

«Холодное состо ние турбины означает , что температура корпуса турбины, например корпуса ЦВД, ниже указанной условной границы, и поэтому от измерител  28 температуры через позиционный регул тор 27 температуры на запорный орган 26 не поступает сигнал на его открытие, т.е. этот орган будет закрытым. В то же врем , поскольку на режиме пуска давление в камерах 6, 7 и 8 и, соответственно, в линии 20 ниже настройки измерител  18 давлени , этот измеритель дает на трехходовой исполнительный орган 19 такой сигнал, что указанный орган будет находитьс  в положении , когда отвод пара из линии 20 в отвод щий трубопровод 25 перекрыт, а подвод гор чего пара из подвод щего трубопровода 21 в линию 20 открыт."The cold state of the turbine means that the temperature of the turbine body, for example, the high-pressure cylinder body, is below the indicated conditional boundary, and therefore, the temperature gauge 28 does not receive a signal to open the temperature gauge 28, i.e. this body will be closed. At the same time, since the pressure in chambers 6, 7 and 8 and, respectively, in line 20 below the setting of pressure gauge 18, in the start-up mode, this meter gives a signal to the three-way actuator 19 such that the specified organ will be in the position when Steam from line 20 to outlet pipe 25 is blocked, and hot steam from supply pipe 21 to line 20 is open.

Однако, так как запорный орган 26 закрыт , гор чий пар не поступит к концевымHowever, since the valve body 26 is closed, the hot steam will not flow to the end

уплотнени м. С другой стороны, поскольку на режиме пуска давление пара в корпусе турбины и соответствующих камерах концевых уплотнений ниже заданного измерителю 9, на регул тор 10 давлени  поступаетseals. On the other hand, since in the start-up mode the vapor pressure in the turbine housing and the corresponding end-chamber chambers are lower than the one specified to the meter 9, the pressure regulator 10 is supplied

д сигнал, который через исполнительный орган 11 закрывает сброс пара из линии 12 в трубопровод 17 и открывает подвод холодного пара из подвод щего трубопровода 16 в эту линию. В результате к концевым уплотнени м турбины подаетс  только холодныйA signal that, through the actuator 11, closes the discharge of steam from line 12 to pipeline 17 and opens the supply of cold steam from supply line 16 to this line. As a result, only cold coolant is supplied to the turbine end seals.

уплотн ющий пар.sealing steam.

По мере нагружени  турбины (увеличени  электрической мощности) начинает расти давление пара перед концевыми уплотнени ми и соответственно в камерах 6, 7 и 8. При этом уплотн ющий холодный пар, который на режиме пуска протекал от камеры 3 в камеру 6, от камеры 4 - в камеру 7 от камеры 5 - в камеру 8, на режиме нагружени  вытесн етс  паром, протекающим из корпуса турбины, и при превыS щении давлени  в камерах 6, 7 и 8 сверх заданного измерителю 9 пар из корпуса турбины начинает протекать из камер 6, 7 и 8 соответственно в камеры 3, 4 и 5 и далее в камеры 29, 30 и 31.As the turbine is loaded (increasing electric power), the vapor pressure starts to grow before the end seals and accordingly in chambers 6, 7 and 8. At the same time, the condensing cold steam, which, during the start-up mode, flowed from chamber 3 to chamber 6, from chamber 4 - into chamber 7 from chamber 5 into chamber 8, during loading, it is displaced by steam flowing from the turbine casing, and when the pressure in chambers 6, 7 and 8 is exceeded beyond that given by meter 9, steam from the turbine casing begins to flow from chambers 6, 7 and 8 respectively in chambers 3, 4 and 5 and further in chambers 29, 30 and 31.

При этом измеритель 9 давлени , поддер0 жива  заданное давление, дает сигнал, согласно которому исполнительный орган 11 прикрывает сечение подачи холодного пара и открывает сечение сброса пара из линии 12 в трубопровод 17.In this case, the pressure gauge 9, maintaining a predetermined pressure, gives a signal according to which the actuator 11 covers the cold steam supply cross section and opens the steam discharge section from line 12 to the pipeline 17.

Claims (2)

5 При соответствующем увеличении давлени  пара в линии 20 от измерител  18 давлени  на трехходовой исполнительный орган 19 поступает сигнал, в соответствии с которым орган 19 открывает сечение сброса пара из линии 20 в трубопровод 25 и пере0 крывает сечение подачи из трубопровода 21 в линию 20. Гор чий уплотн ющий пар на режиме нагружени  после пуска из «холодного состо ни  также не поступает, так как запорный орган 26 закрыт, а сечение подачи гор чего пара через исполнительный орган 19 перекрыто. По мере дальнейщего нагружени  турбины и ее прогрева при повыщении температуры корпуса ЦВД выще заданного уровн  от измерител  28 температуры поступает сигнал на открытие запор ного органа 26. Однако гор чий уплотн ющий пар не попадает в линию 20 и камеры 6, 7 и 8, так как исполнительный орган 19 перекрывает сечение подачи, как описано выше. Таким образом, после нагружени  турJ бины в концевых уплотнени х протекает пар, поступающий из цилиндра, а поток уплотн ющего пара как холодного, так и гор чего перекрываетс  соответствующим исполнительным органом. При сбросе электрической нагрузки давление в линии 20 и соответственно в камерах 6, 7 и 8 снижаетс  и становитс  меньше заданного. С этого момента измеритель 18, поддержива  заданное давление, дает сигнал исполнительному органу 19, который перекрывает сброс пара из линии 20 в трубопровод 25 и открывает сечение подачи гор чего уплотн ющего пара, поступающего из трубопровода 21 через запорный орган 26, который к этому моменту уже открыт по команде измерител  28 температуры, так как до сброса нагрузки температуры корпуса ЦВД выше заданного уровн . Поскольку давление в линии 20 и, следовательно , камерах 6, 7 и 8 поддерживаетс  заданным, гор чий уплотн ющий пар, поступивший в камеры 6, 7 и 8 через запорный клапан 26, трубопровод 21 исполнительный орган 19, линию 20 и трубопроводы 22, 23 и 24, начинает протекать вдоль вала в сторону цилиндра и в камеры 3, 4 и 5 и далее в камеры 29, 30 и 31. Избыток гор чего уплотн ющего пара (как и на нормальном режиме работы турбины ) через камеры 3, 4 и 5, трубопроводы 13, 14 и 15, линии 12 и исполнительный орган 11 сбрасывает через трубопровод 17. Таким образом, на высокотемпературные детали концевых уплотнений автоматически подаетс  только гор чий уплотн ющий пар. Пуск турбины из «гор чего состо ни  (неостывщего) характеризуетс  тем, что температура корпуса ЦВД выше заданного граничного уровн . В св зи с этим измеритель 28 температуры дает команду на открытие запорного органа 26. Исполнительный орган 19 также открывает подачу пара, так как давление в линии 20 на режиме пуска меньше заданного . В камеры 6, 7 и 8 подаетс  гор чий уплотн ющий пар. Так как давление в этих камерах с помощью измерител  18 давлени  и исполнительного органа 19 поддержиБаетс  заданным, гор чий пар, как и в режиме сброса нагрузки, протекает вдоль всего концевого уплотнени . Тем самым на всех режимах обеспечиваетс  подача гор чего уплотн ющего пара, когда детали концевых уплотнений имеют высокую температуру, и подача холодного уплотн ющего пара, когда металл концевых уплотнений имеет низкую температуру. Указанное обсто тельство приводит к повышению надежности, маневренности и экономичности работы турбины. Формула изобретени  Устройство дл  автоматического регулировани  подвода пара в камеры концевых уплотнений турбины, содержащее регул тор давлени  с измерителем давлени  в камерах холодного пара и с исполнительным органом на линии подачи этого пара в указанные камеры, исполнительный орган на линии подачи гор чего пара из подвод щего трубопровода в соответствующие камеры и отвод щий трубопровод, отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности при изменени х режима работы турбины, в устройство дополнительно введены позиционный регул тор температуры с измерителем температуры корпуса турбины и с запорным органом, который установлен на подвод щем трубопроводе, и измеритель давлени  в камерах гор чего пара, а исполнительный орган на линии подачи гор чего пара выполнен трехходовым, соединен с отвод щим трубопроводом и подключен к измерителю давлени  в камерах гор чего пара. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 457809, кл. F 01 D 11/10, 1972. 5 With a corresponding increase in steam pressure in line 20 from pressure gauge 18, a three-way actuator 19 receives a signal, according to which body 19 opens a cross section for discharge of steam from line 20 to pipeline 25 and overlaps the supply cross section from pipeline 21 to line 20. Gor After the start-up from the cold state, the sealing steam also does not enter, since the locking member 26 is closed, and the section of hot steam supply through the actuator 19 is closed. As the turbine is further loaded and it warms up as the temperature of the high-pressure cylinder body increases above a predetermined level, the temperature gauge 28 receives a signal to open the locking member 26. However, hot sealing steam does not fall into line 20 and chambers 6, 7 and 8, because Executive body 19 overlaps the feed cross section as described above. Thus, after loading the turbine in the end seals, steam flows from the cylinder, and the flow of sealing steam, both cold and hot, is blocked by the corresponding actuator. When the electrical load is discharged, the pressure in line 20 and, accordingly, in chambers 6, 7 and 8 decreases and becomes less than the set value. From this point on, the meter 18, maintaining the set pressure, gives a signal to the executive body 19, which blocks the discharge of steam from line 20 to pipe 25 and opens the cross section of the supply of hot sealing steam coming from pipe 21 through the locking body 26, which by this time is already open at the command of the temperature gauge 28, since until the load is dropped the temperature of the high-pressure cylinder housing is above a predetermined level. Since the pressure in line 20 and, consequently, chambers 6, 7, and 8, is maintained at a predetermined rate, the hot sealing steam that has entered the chambers 6, 7, and 8 through the check valve 26, pipeline 21, the actuator 19, line 20, and pipelines 22, 23 and 24, begins to flow along the shaft towards the cylinder and into chambers 3, 4 and 5 and further into chambers 29, 30 and 31. Excess of hot sealing steam (as in the normal mode of operation of the turbine) through chambers 3, 4 and 5 , pipelines 13, 14 and 15, lines 12 and the executive body 11 is discharged through pipe 17. Thus, at high temperatures details of end seals automatically fed only hot sealing steam. The turbine start-up from the "hot (non-exiting) state" is characterized by the fact that the temperature of the CVP case is above a predetermined boundary level. In this connection, the temperature gauge 28 commands the opening of the locking member 26. The actuator 19 also opens the steam supply, since the pressure in the line 20 in the start mode is less than the set value. Hot sealing steam is supplied to chambers 6, 7 and 8. Since the pressure in these chambers is maintained by the pressure gauge 18 and the actuator 19 as specified, the hot steam flows along the entire end seal, as in the load shedding mode. Thus, in all modes, hot sealing steam is supplied when the parts of the end seals have a high temperature, and cold sealing steam is supplied, when the metal of the end seals has a low temperature. This circumstance leads to an increase in the reliability, maneuverability and efficiency of the turbine operation. Claims An apparatus for automatically controlling the supply of steam to the turbine end seal chambers, comprising a pressure regulator with a pressure gauge in cold steam chambers and with an actuator on the steam supply line to said chambers, an actuator on the hot steam supply line from the supply line In the respective chambers and the discharge pipeline, characterized in that, in order to increase reliability with changes in the operating mode of the turbine, a positional p is added to the device A temperature gauge with a temperature gauge of the turbine casing and with a shut-off element, which is installed on the inlet pipeline, and a pressure gauge in the hot steam chambers, and the actuator on the hot steam supply line is three-way, connected to the discharge pipe and connected to the gauge pressure in the chambers of hot steam. Sources of information taken into account during the examination 1. USSR author's certificate number 457809, cl. F 01 D 11/10, 1972. 2.Бененсон Е. И. и Иоффе Л. С. Теплофикационные паровые турбины. М., «Энерги , 1976, с. 136-141. JO 4 7 ,.Л rv AvA6 3 J/ efe2. Benenson E. I. and Ioffe L. S. Heat-generating steam turbines. M., “Energie, 1976, p. 136-141. JO 4 7, .L rv AvA6 3 J / efe 5five 1515 2222 ЛL /J /б /. -a. Х чЦТj олоднь/й пар ff гу 1 Горичый пар/ J / b /. -a. X hCT jr / fr ff gu 1 Bitter steam 7474 /4ч В регенеративный omSap/ 4h In regenerative omSap