Устройство паровой турбины

Турбина состоит из трех цилиндров (ЦВС, ЦСД, ЦНД). Каждый цилиндр состоит из статора, главный элемент которого является неподвижный корпус и вращающийся ротор. Роторы ЦВД, ЦСД, ЦНД жестко соединяются муфтами. К полумуфте присоединяется полумуфта ротора ЭГ, а к нему – ротор возбудителя. Цепочка из роторов цилиндров, генератора и возбудителя, называется валопроводом. Его длина при большом числе цилиндров может достигать 80 м. Устройство паровой турбины, а также схема тепловых расширений турбины изображены на рис. 1.1.

Валопровод вращается во вкладышах опорных подшипников скольжения на тонкой масляной пленке и не касается металлической части вкладышей подшипников.

Иногда между роторами ЦВД и ЦСД устанавливают один подшипник. В турбине пар заставляет вращаться каждый из роторов. Возникающие на них мощности складываются и достигают на полумуфте максимального значения.

К каждому из роторов приложено осевое усилие. Они суммируются и их результирующая осевая сила передается с гребня на упорные сегменты, установленные в корпусе упорного подшипника.

Каждый из роторов помещают в корпус цилиндра. При больших давлениях корпус цилиндра выполняют двустенным (из внутреннего и внешнего корпусов). Это уменьшает резкость давлений на каждый из корпусов.

Все корпуса имеют горизонтальные разъемы. Они необходимы для установки роторов внутри цилиндров при монтаже. А также, для легкого доступа внутрь цилиндров при ревизиях и ремонтах.

Пар внутри турбины имеет высокую температуру. А ротор вращается во вкладышах на масляной пленке, температура масла которой не должна превышать 100 С. Поэтому вкладыши подшипников выносят из корпусов цилиндров и размещают их в специальных строениях – опорах. Следовательно, вращающиеся концы каждого из роторов соответствующего цилиндра необходимо вывести из невращающегося статора, причем так, чтобы с одной стороны исключить какие-либо задевания ротора о статор, а с другой – не допустить значительную утечку пара из цилиндра в зазор между ротором и статором, так как это снижает мощность и экономичность турбины. Поэтому каждый из цилиндров снабжают концевыми уплотнениями – специальными конструкциями.

Установка и монтаж паровой турбины

Турбина устанавливается в главном корпусе ТЭС на верхней фундаментной плите. В плите выполняются прямоугольные окна по числу цилиндров, а также осуществляется вывод трубопроводов, питающих регенеративные подогреватели, паропроводы свежего и вторично перегретого пара, переходный патрубок к конденсатору.

Монтаж турбины осуществляют в следующем порядке. Сначала устанавливают нижнюю половину корпуса ЦНД опорным поясом, расположенным по периметру обоих выходных патрубков ЦНД. ЦНД имеет собственные вваренные в них опоры ротора. Затем на перемычке между окнами под ЦВД и ЦСД, и слева от окна под ЦВД, размещают нижние половины корпусов опор. После этого на опоры подвешивают нижние половины корпусов наружных цилиндров. В них помещают статорные элементы и осуществляют центровку всех цилиндров турбины.

В опоры ротора вставляются нижние половины опорных вкладышей, и на них опускают отдельные роторы. Их строго прицентровывают друг к другу и соединяют с помощью муфт.

Затем в верхние половины корпусов помещают внутренние статорные элементы и турбину закрывают. Для этого в отверстия на горизонтальные разъемы корпусов ввинчивают шпильки и опускают верхние половины, после чего с помощью шпилек и специальных приспособлений верхние и нижние половины корпусов плотно стягиваются по фланцевым разъемам.

Аналогичным образом закрываются опоры роторов. После изоляции турбины, ограждения кожухом и многочисленных проверок ее доводят до состояния, пригодного состояния, пригодного к несению нагрузки.

Принцип действия паровой турбины

При работе турбины пар из котла под одному или несколькими паропроводам поступает сначала к главной паровой задвижке, затем к стопорному и, наконец, к регулирующим клапанам. От регулирующих клапанов пар по перепускным трубам подается в паровпускную камеру внутреннего корпуса ЦВД. Из этой полости пар попадает в проточную часть турбины и, расширяясь, движется к выходной камере ЦВД. В этой камере в нижней половине корпуса ЦВД имеются 2 выходных патрубка. К ним приварены паропроводы, направляющие пар в котел для промежуточного перегрева.

Вторично перегретый пар по трубопроводам поступает через стопорный клапан к регулирующим клапанам, а из них – в паровпускную полость ЦСД. Далее пар расширяется в проточной части ЦСД и поступает в его выходной патрубок, а из него – в 2 перепускные трубы, в которые подают пар в паровпускную камеру ЦНД. В отличие от однопоточных ЦВД и ЦСД, ЦНД почти всегда выполняют двухпоточными: попав в камеру, пар расходится на 2 одинаковых потока и, пройдя их,поступает в выходные патрубки ЦНД. Из них пар направляется вниз в конденсатор.

Перед передней опорой располагается блок регулирования и управления турбиной. Его механизм управления позволяет пускать, нагружать, разгружать и останавливать турбину.

Больше статей по дисциплине “Эксплуатация, расчет и выбор теплотехнического оборудования” на нашем сайте.