Система регулирования и защиты турбины

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по курсу: «Тепловые и атомные электрические станции»

«Расчет тепловой схемы паротурбинной установки

К-300-240 ТХГЗ»

Проверил: Выполнил:

преподаватель студент гр.34-41

Павкин В. В. Валеев Р. Р.

«»2012 г.

Ижевск 2012

Содержание

Введение. 2

Расчет тепловой схемы. 5

1. Исходные данные для расчета. 5

2. Построение h - S диаграммы процесса расширения пара

по принятым значениям. 6

3. Расчет 1-го и 2-го отборов. 16

4. Распределение отборов. 18

1.4.1 Нахождение индифферентной точки 18

1.4.2 Разбивка подогрева на интервалы. 20

1.4.3 Определение параметров пара в подогревателях и отбор 21

5. Определение долей отбираемого пара. 22

6. Расчет питательной установки. 35

7. Контроль точности материального баланса. 36

8. Расчет испарительной установки. 37

1.8.1 Выбор отбора и схемы включения испарителя. 37

1.8.2 Выбор оптимального температурного перепада 39

9. Определение расходов пара и воды и проверка правильности расчета. 41

10. Определение показателей экономичности ПТУ и энергоблока. 43

2. Выбор вспомогательного оборудования. 45

1. Выбор котла. 45

2. Выбор питательного насоса и его привода. 45

3. Выбор деаэратора (колонки и бака). 47

4. Выбор ПНД (первого по ходу конденсата). 48

5. Выбор ПВД (первого по ходу пара). 48

6. Выбор испарителя. 52

7. Выбор КН. 53

Приложение 1 55

Вывод. 56

Список литературы. 57

Введение

На электростанциях страны находятся в эксплуатации десятки блоков мощностью по 300 МВт с турбинами ХТГЗ. Некоторые новые электростанции также будут оборудоваться этими турбинами. Поэтому особое значение приобретает изучение турбоустановки мощностью 300 МВт.

Турбины К-300-240 ХТГЗ в период проектирования предназначались для несения базовой нагрузки в энергосистемах, их выпуск должен был обеспечить высокие темпы развития и повышения уровня экономичности энергетики страны. Для реалицзации этих целей параметры пара приняты сверхкритическими.

Для турбины принято минимальное сверхкритическое давление пара 23,5 МПа, которое обеспечивает устойчивую работу прямоточного котла. Дальнейшее повышение давления связано со значительными трудностями в изготовлении трубопроводов, клапанов и цилиндров турбин.

Уровень начальной температуры выбран из условий достижения максмальной экономичности цикла без применения двольно дорогих аустенитных сталей в котле, турбине и в системе выскотемпературных паропроводов.

Паровая одновальная конденсационная турбина К-300-240 ХТГЗ номинальной мощностью 300 МВт с пармметрами пара: начальное аб­солютное давление 23,5 МПа, температура пара 560 предназначе­на для непосредственного привода электрогенератора пе­ременного тока ТГВ-300 завода «Электротяжмаш» мощностью 300 МВт. Турбина К-300-240 соответствует требованиям ГОСТ 3618—85, ГОСТ 24278—85 и ГОСТ 26948-86.

Номинальные значения основных параметров

Мощность, МВт 300

Частота вращения, с^-1 50

Начальные параметры пара:

Давление, МПа 23,54

Температура, °С 560

Давление пара в конденсаторе, кПа 3,43

Турбина имеет девять нерегулируемых отборов пара, предназначенных для подогрева питательной воды в поверхностных подогревателях низкого давления, деаэраторе и подогревателях выского давления.

Конструкция турбины

Турбина представляет собой одновальный трехцилиндровый агрегат, состоящий из ЦВД, ЦСД и двухпоточного ЦНД. Свежий пар из котла подается по двум трубопроводам.

Паротурбинная установка выполнена с одним промперегревом пара между ЦВД и ЦСД. Введение промперегрва, кроме повышения экономичности, снижает влажность пара за последней ступенью, что обеспечивает эрозионную стойкость лопаток последней ступени с учетом высоких окружных скоростей на переферии.

Поскольку при создании турбины ставилась цель создать высокоэкономичную и компактную энергетическую установку, то была спроектирована новая уникальная рабочая лопатка последней ступени длиной 1050 мм при среднем диаметре 2550 мм, обеспечивающая выходную площадь ступени 8,41 м². Это позволило выполнить турбину с тремя выхлопами.

При трех выхлопах целесообразным оказалось применение одного конденсатора, что повлекло объединение всех выхлопных патрубков. Турбинные ступени расположены последовательно в цилиндрах агрегата следующим образом: в ЦВД – 11 ступеней, в ЦСД – 12 ступеней, в ЦНД по 5 ступеней в каждом потоке. Роторы турбины соединяются между собой полужесткими и жесткими муфтами.

Система регулирования и защиты турбины

Система автоматического регулирования турбины выполнена гидродинамической, с прямыми и обратными гидравлическими связями. В системе предусмотрен ввод электрических сигналов различной величины и длительности, что позволяет турбине работать с разнообразными блочными и энергосистемными регуляторами (частоты, мощности, давления пара и т. д.).

Система защиты – электрогидравлическая, с электрическими датчиками и гидравлической исполнительной частью. Надежность и быстродействие системы защиты достигаются дублированием элементов, введением положительных обратных связей, периодическими проверками на остановленной и работающей турбине.

Рабочее тело системы регулирования и защиты – конденсат с давлением 2 – 2,5 МПа. В качестве источников питания возможно использование конденсатных насосов или трех отдельных насосов регулирования. Применение конденсата обеспечило пожаробезопасность системы.

Маслянная система

Маслосистема турбоагрегата обеспечивает жидкостное трение в подшипниках скольжения, генераторе, а также работу гидромуфты. Поскольку прекращение маслоснабжения ведет к

возникновению сухого трения в подшипниках и их выплавлению, что обуславливает серьезные повреждения проточной части, концевых уплотнений турбины и шеек роторов турбоагрегата, то важнейшим требованием к маслосистеме является обеспечение надежности ее работы.

Система маслоснабжения всех агрегатов выполнена централизованной. В процессе освоения турбоустановки схема маслоснабжения модернизировалась несколько раз.

Конденсационная установка

Заводом спроектирован двухходовой двухпоточный конденсатор. Конденсатор имеет параллельное расположение ходов воды по отношению к паровому потоку, т. е. пар из конденсатора поступает одновременно в основоные трубные пучки первого и второго ходов воды.

Несконденсировавшаяся часть пара поступает в воздухоохладитель. Параллельное расположение пучков способствует снижению парового сопртивления конедсатора, и его следует препочесть последовательному, при котором весь пар, поступающий в конденсатор, сначало одним общим потоком проходит через пучок второго хода воды, а затем тот же поток пара омывает трубки первого хода воды.

Подвод воды осуществляется снизу, отвод – сверху. Таким образом, вода, двигаясь на протяжении одного хода горизонтально, при переходе в следующий ход перемещается вверх, а так как пар проходит сверху вниз, то тем самым достигается известный противоток.

Система регенерации

Регенеративная система предназначена для подогрева поступающей в котел питательной воды паром из промежуточных нерегулируемых отборов турбины. Основными элементами регенеративной системы являются шесть подогревателей низкого давления, деаэратор и три подогревателя выского давления.

Расчет тепловой схемы