Классификация и основные конструкции паровых турбин

По назначению турбины подразделяются на:

- чисто конденсаци­онные с противодавлением (отработавший пар используют для ка­ких-либо производственных или бытовых целей, если отработав­ший пар используют в других турбинах, то такую турбину с про­тиводавлением называют предвключенной);

- конденсационные с отбором пара;

- конденсационные с отбором и противодавлением «мя­того пара» (турбина использует, кроме свежего пара, отработав­ший на производстве пар, который подводится в одну из проме­жуточных ступеней турбины) и др.

Каждая турбина обозначается шифром, состоящим из трех ча­стей: первая из них – буквенная, остальные – цифровые. Буквен­ная часть шифра характеризует тип турбины: К – конденсацион­ная без регулируемых отборов; Т – с теплофикационным регули­руемым отбором пара (р = 0,7...2,5 МПа); П – с производствен­ным регулируемым отбором пара (р > 0,3 МПа); Р – с противо­давлением.

Вторая (цифровая) часть шифра указывает номинальную мощ­ность турбины (тыс. кВт). Третья часть шифра обозначает давление свежего пара. У турбин типов П и Р третья часть шифра представля­ет собой дробь, числитель которой указывает давление свежего пара, а знаменатель – давление отборного или противодавленческого пара.

Так, например, конденсационная турбина мощностью 50 ООО кВт с начальным давлением 12,75 МПа (130 ат) обозначается К-50-130. Та же турбина, но с двумя регулируемыми отборами пара – про­изводственным давлением 0,69 МПа (7 ат) и теплофикационным – обозначается ПТ-50-130/7.

В качестве характерного примера конструкции паровой турби­ны мощностью 50 тыс. кВт и частотой вращения 3000 об/мин.

Пар с начальными параметрами 9 МПа и 535 °С подводится по паровпускной трубе к расположенной на корпусе турбины паро­вой коробке 3, в которой размещены регулирующие клапаны 4. Из клапанной коробки пар через одновенечную регулирующую ступень подводится к проточной части турбины, состоящей из 21 ступени. Первые 18 ступеней имеют рабочие диски (колеса), вы­полненные за одно целое с валом турбины. Последующие три сту­пени 12 имеют диски, посаженные с натягом на вал. На ободах каждого диска укреплены рабочие лопатки.

Сопловые решетки первой регулирующей ступени закреплены в паровой коробке, приваренной к корпусу б турбины. Диски ос­тальных ступеней разделены неподвижными промежуточными диафрагмами 5, 7. В каждой диафрагме размещены неподвижные сопловые решетки. Часть корпуса б, охватывающая первые 14 сту­пеней высокого давления, выполнена в виде стальной отливки. Остальные ступени размещены в сварной части корпуса. Выхлоп­ной патрубок турбины сварен из листовой стати. В корпусе тур­бины предусмотрены пять патрубков для отбора пара из промежу­точных ступеней турбины. Эти нерегулируемые отборы предназ­начены для подогрева питательной воды.

Вал ротора турбины опирается на два подшипника. Пере­дний подшипник 1 имеет несколько более сложную конструк­цию, чем задний 10, так как он, помимо веса ротора, воспри­нимает также осевые усилия, возникающие при протекании пара через лопатки ротора. Конструкция переднего подшипника дает возможность фиксировать осевое положение ротора по отно­шению к корпусу турбины. Такой подшипник носит название опорно-упорного.

Там, где вал турбины проходит через ее корпус, расположены Два концевых уплотнения 2 и 9. Переднее концевое уплотнение 2, работающее в области избыточных давлений пара, служит для предотвращения утечки пара из корпуса турбины в окружающую среду. Заднее концевое уплотнение 9, работающее в области вакуума, защищает выходную часть турбины от подсоса воздуха из окружающей среды, при котором ухудшается экономичность ра­боты турбины и снижается развиваемая ею мощность.

В местах, где вал проходит через расположенные между рабо­чими дисками пере городки-диафрагмы, установлены промежуто­чные уплотнения, препятствующие протечкам пара из одной сту­пени в другую в обход сопловых решеток. Диски рабочих колес имеют разгрузочные отверстия для выравнивания давления по обе стороны диска.

На переднем конце вала турбины распложен предельный ско­ростной регулятор, который служит для предотвращения повы­шения частоты вращения вала турбины более чем на 10... 12% сверх номинальной. Масляный насос предназначен для подачи масла в систему смазки подшипников турбоагрегата, привода ме­ханизма системы автоматического регулирования турбины и уп­равления им. Масляный насос и опорно-упорный подшипник опираются на станину 13.

На рисунке 12.2 показан продольный разрез реактивной турбины.

Рисунок 12.2 – Продольный разрез турбины мощностью 50 тыс. кВт: 1 – передний подшипник; 2 – переднее концевое уплотнение; 3 – паровая коробка; 4 – регулирующий клапан; 5,7 – промежуточ­ные диафрагмы; б – корпус; 8 – выхлопной патрубок; 9 – заднее концевое уплотнение; 10 – задний подшипник; 11 – муфта; 12 – ступени; 13 – станина каких-либо специальных перегородок-диафрагм.

На противоположном конце вала размещена муфта 11, служа­щая для передачи вращающего момента валу генератора. Рядом с муфтой установлено валоповоротное устройство, состоящее из электродвигателя и червячно-зубчатой передачи. Валоповоротное устройство служит для медленного вращения вала неработающей турбины перед пуском и после остановки агрегата для обеспече­ния равномерного прогрева или остывания ротора турбины и рав­номерности распределения возникающих при этом термических деформаций. С передним концом вала связан указатель частоты вращения – тахометр.

Корпус турбины, а также корпуса подшипников имеют гори­зонтальный разъем на уровне вала турбины. Это дает возможность разборки и сборки турбины путем съема верхней части ее корпуса.

Для предотвращения протекания пара внутри ступеней в обход сопловых и рабочих решеток лопатки реактивных ступеней снаб­жены внутренними уплотнениями, выполненными в виде гребе­нок и закрепленных в роторе (для сопловых) и в корпусе (для рабочих лопаток).