Устройство и функционирование двухцилиндровой паровой турбины
Паровая турбина реализована как одновальный двухцилиндровый механизм, включающий два ключевых элемента:
- цилиндр высокого давления (ЦВД);
- цилиндр низкого давления (ЦНД).
Существенная особенность компоновки — расположение паровпуска в обоих цилиндрах возле среднего подшипника. Это техническое решение позволяет существенно уменьшить осевые нагрузки на упорный подшипник, что положительно сказывается на надёжности и долговечности узла.
Подача и распределение рабочего пара
Входная система и первичное распределение
Процесс начинается с подачи свежего пара от котлоагрегатов в автономно размещённую паровую коробку. Внутри неё установлен клапан АСК диаметром 280 мм. Оттуда пар по четырём перепускным трубам направляется к регулирующим клапанам ЦВД (РК ВД).
Особенности конструкции и работы ЦВД
ЦВД выполнен методом литья из жаропрочной стали марки 15Х1М1ФЛ и оснащён сопловым механизмом парораспределения.
Регулирующие клапаны (диаметр — 125 мм) размещены в паровых коробках, жёстко приваренных к корпусу цилиндра:
- клапаны № 2 и № 3 — в верхней зоне цилиндра;
- клапаны № 1 и № 4 — по бокам, в нижней части.
В проточной части ЦВД присутствуют:
- одновенечная регулирующая ступень;
- 16 ступеней давления, вращающихся влево.
После прохождения через ЦВД поток пара разделяется:
- одна часть поступает в регулируемый производственный отбор;
- оставшаяся масса направляется в ЦНД.
Переток и распределение пара в ЦНД
Пар поступает в ЦНД по четырём перепускным трубам, идущим от ЦВД, и достигает паровых коробок регулирующих клапанов.
Конструктивные особенности ЦНД:
- передняя часть — литая, изготовлена из углеродистой стали;
- выхлопная часть — выполнена методом сварки.
Проточная часть ЦНД разделена на два функциональных участка:
- Часть среднего давления (ЧСД) — расположена до камеры теплофикационного отбора. Включает регулирующую ступень и 8 ступеней давления.
- Часть низкого давления (ЧНД) — содержит регулирующую ступень с поворотной диафрагмой и 3 ступени давления. Регулировка давления теплофикационного отбора осуществляется с помощью поворотной диафрагмы.
Роторная группа и подшипниковая система
Оба ротора — РВД и РНД — спроектированы как гибкие элементы:
- РВД выполнен цельнокованым;
- РНД имеет комбинированную конструкцию: первые 9 дисков откованы совместно с валом, последние 4 диска — насадные.
Роторы соединены жёсткой муфтой и опираются на общий упорный подшипник. Система опор включает:
- по два опорных подшипника для каждого ротора;
- передний подшипник РНД — комбинированный (опорно‑упорный).
Фикс‑пункт турбины размещён на задней фундаментной раме ЦНД. Тепловое расширение конструкции направлено к переднему подшипнику.
Система лабиринтных уплотнений
Концевые и диафрагменные уплотнения ЦВД и ЦНД формируют систему камер отсоса:
- Первые (внешние) камеры
Паровоздушная смесь активно отсасывается в сальниковый охладитель, оснащённый эжектором (КПУ). - Вторые камеры
Пар не отсасывается, а подвергается дросселированию и перенаправляется в первую камеру. Предусмотрен постоянный дренаж (Ø 10) в линию отсосов, ведущую к сальниковому охладителю. - Третьи камеры
- в рабочем режиме — пар отсасывается в охладитель пара уплотнений;
- при пуске и останове — в камеры подаётся пар из деаэратора или коллектора (давление 10–16 ата).
- Четвёртая камера переднего уплотнения ЦВД
Пар отводится на выхлоп ЦВД через трубу, размещённую в верхней половине. - Пятая камера переднего уплотнения ЦВД
Пар направляется в трубопровод первого отбора до КОС. На линии установлен электроприводной задвижка, позволяющая:
- изолировать трубопровод отсоса от первого отбора;
- подавать свежий пар в пятую камеру через специальный трубопровод.
Подача пара в пятую камеру способствует обогреву ротора, что вызывает удлинение РВД. Это даёт возможность гибко регулировать относительное расширение ротора.
Дополнительно:
- во вторую камеру заднего уплотнения ЦНД подаётся пар из уравнительной линии деаэратора;
- давление регулируется клапаном, управляемым регулятором подачи пара на уплотнения;
- регулятор поддерживает давление в камере уплотнений на уровне 0,029–0,049 МПа (0,03–0,05 кгс/см²).
Вспомогательные системы турбины
Валоповоротное устройство (ВПУ)
Устройство обеспечивает вращение ротора турбины с частотой 3–4 об/мин. При превышении заданного порога частоты вращения ВПУ автоматически отключается, предотвращая нештатные режимы работы.
Система парового обогрева
Для ускорения прогрева и оптимизации условий запуска турбины внедрена система парового обогрева фланцев и шпилек ЦВД. Свежий пар подаётся в обнизку фланцевого разъёма ЦВД, что сокращает время подготовки агрегата к рабочему режиму и повышает надёжность пуска.
