Анализ структуры парового потока в области отбора цилиндра низкого давления паровой турбины мощностью 225 МВт с модернизированной проточной частью

Abstract

В статье представлено новое решение, позволяющее повысить эффективность проточной части паровых турбин цилиндра низкого давления в районе нерегулируемого отбора пара. Решение основано на применении специального кольца, которое направляет струю потока пара, образованную пересечением в радиальном зазоре рабочего колеса, непосредственно в теплообменник через нерегулируемый отбор. Экспериментальные и расчетные исследования подтвердили преимущества и эффективность новой конструкции по сравнению с исходной, в которой протечка пара из радиального зазора попадала в выходную ступень. Данная разработка внедрена на 30 турбинах со ступенями Баумана. В настоящее время решение используется в модернизированной выходной части низкого давления турбины мощностью 225 МВт на электростанциях Полянца и Козенице в Польше. Планируется использовать данный подход для всех конструкций паровых турбин, в которых лопатки рабочего колеса ступени перед отбором пара выполнены без надбандажного уплотнения. Вышеупомянутое решение также может быть использовано в конструкциях тепловых турбин, в которых потоки в отборах намного выше и меняются вследствие эксплуатации машины, но для этого необходимо провести соответствующие численные исследования и анализ.

Подано нову конструкцію циліндра низького тиску, що дозволяє підвищити ефективність проточної частини парової турбіни в районі нерегульованого відбору пари. Модернізація циліндра базується на застосуванні спеціального кільця, яке спрямовує струмінь потоку пари, утворену перерізом в радіальному зазорі робочого колеса, безпосередньо в теплообмінник через нерегульований відбір. Експериментальні та розрахункові дослідження підтвердили переваги і ефективність нової конструкції в порівнянні з вихідною, в якій протікання пари з радіального зазору потрапляла у вихідний ступінь.

A new design of steam turbine stages upstream an extraction point is presented. In this solution a special ring guides the steam leakage flow directly to the heat exchanger. The solution is based on the use of special ring, which directs a jet of steam flow, formed by the intersection at the rotor radial gap, directly through the heat ex-changer adjustable selection. The experiments and calculations have confirmed advantages of the new design as manifested by turbine operating features and efficiency. The design has been applied in 30 old turbines with Baumann stages. Recently, the patent was used in the LP exit ND-41A of modernized 225 MW turbines in the Polaniec and Kozienice power plants. It is planned to use this approach for all designs of steam turbines, in which the blades of the rotor before extraction of steam are made without bandage seals. The aforementioned solution can also be used in the design of thermal turbines, in which flows in the extraction are much higher and changes in consequently operation of the machine, but it is necessary to conduct appropriate studies and numer-ical analysis.