Перспективные направления развития теплотехники

     Рис. 1. Схема работы конденсационной  турбины

 

     На  рис.1. представлена принципиальная схема  работы КЭС. Свежий (острый) пар из котельного агрегата (1) по паропроводу (2) попадает на рабочие лопатки паровой турбины (3). При расширении, кинетическая энергия  пара превращается в механическую энергию  вращения ротора турбины, который расположен на одном валу (4) с электрическим  генератором (5). Отработанный пар из турбины направляется в конденсатор (6), в котором, охладившись до состояния  воды путём теплообмена с циркуляционной водой (7) пруда-охладителя, градирни или  водохранилища по трубопроводу (8) направляется обратно в котельный агрегат  при помощи насоса (9). Бо́льшая часть полученной энергии используется для генерации электрического тока.

     В СССР первая конденсационная турбина  была построена на Ленинградском  металлическом заводе в 1924. Это была турбина мощностью 2 МВт, работавшая на паре с начальным давлением 11кгс/см² и температурой 300°С; в 1970 там же была изготовлена одновальная конденсационная турбина мощностью 800 МВт с начальным давлением пара 240 кгс/см² и температурой 540°С. В 1973 создаётся одновальная конденсационная турбина мощностью 1200 МВт, с промежуточным перегревом пара, не имеющая аналогов в мировом турбостроении в то время. [4]

     На  рис.2 представлена схема современной  конденсационной турбины в разрезе.

 

     

     Рис.2. Многоступенчатая турбина.

     1 - корпус

     2 - барабан

     3 - подшипник

     4 - сопловые лопатки одной из  ступеней

     5 - рабочие лопатки одной из  ступеней

 

     

     Рис.3. Конденсационная турбина ЛМЗ (К-225-12,8). В разрезе.

 

     Слева направо: Часть высокого давления (ЧВД), часть среднего давления (ЧСД), двухпоточная часть низкого давления (ЧНД)

Существует  несколько видов  современных паровых  конденсационных  турбин

 

     Конденсационная турбина мощностью 50 МВт.

     Чисто конденсационные турбины обладают рядом преимуществ, особенно при  необходимости надежного источника  энергии большой мощности и наличии  поблизости недорогого топлива, такого как технологический побочный газ. Для увеличения теплового КПД  турбины пар обычно отбирается из промежуточной ступени турбины  для подогрева питательной воды.

 

     

     Рис.4.

 

      Конденсационная паровая турбина  с двойным отбором пара мощностью 50 МВт.

     Конденсационные турбины с промежуточным отбором  пара производят как технологический  пар, так и электроэнергию. Технологический  пар по мере необходимости может  отбираться автоматически при одном  или нескольких фиксированных значениях  давления. Турбины такого типа отличает эксплуатационная гибкость, поскольку  они обеспечивают необходимое количество технологического пара при постоянном давлении, производя при этом требуемое  количество электроэнергии.

 

     

     Рис. 5.

 

     Конденсационная турбина с промежуточным отбором  пара двойного давления мощностью 35 МВт

     Турбины двойного давления приводятся в действие двумя и более потоками пара, поступающими на турбину независимо друг от друга. В агрегатах с двумя потоками пара можно выбрать оптимальные  параметры пара независимо для каждого  источника. Такой тип турбин может  использоваться при установке дополнительного  котла к уже имеющемуся, что  является эффективным способом улучшения  теплового КПД. [5]

 

     

     Рис. 6.

 

     Разработана высокотемпературная (800-850°С) паровая  конденсационная турбина (Рис.5) мощностью 100кВт с числом оборотов в минуту 24000, в качестве топлива используются органическое, ядерное и водородное топливо, альтернативные источники  энергии.

 

     

     Рис. 7.

 

     Современное турбостроение базируется на применении высоких и сверхвысоких параметров пара. Известно, что к. п. д. турбоустановки растет с повышением параметров свежего  пара и развитием регенеративного  подогрева питательной воды. Поэтому  желательно повышать давление и температуру  свежего пара до предельно возможных  значений и увеличивать число  отборов для подогрева питательной  воды, а также использовать тепло  отбираемого пара для технологических  целей и подогрева сетевой  воды в установках с подогревателями.

     Предельно допустимая температура свежего  пара лимитируется качеством металлов, применяемых в турбостроении, их стоимостью и технологией обработки.

 

     Таким образом, в реферате описаны основные области применения и некоторые  принципы конструирования современных  конденсационных паровых турбин. Представлена принципиальная схема  конденсационной электростанции, с  описанием происходящих процессов. В качестве примера были выбраны  современные конденсационные турбины, производимые фирмой Mitsubishi Heavy Industries.