Буров В.Д. и др. Тепловые электрические станции

Подождите немного. Документ загружается.

7.7.

Трубопроводная

арматура

Рис. 7.17.

Запорно-регулирующий

клапан

игольчатого

типа

для

регулирования

темпера-

туры

пара

впрыском

воды

= 20 мм, р

ряб

= 38 МПа и

pat

= 280 °С):

а —

общий

вид; б —

клапан

разрезе;

1 — кор-

пус; 2 — седло; 3 —

прокладка;

4 —

шток;

5 —

втулка

промежуточная;

6 —

бугель;

7 —

тумба

бугеля;

8 —

втулка

резьбовая;

9 —

втулка

шпинделя;

10 —

пружина

тарельчатая;

// —

электропривод

в себя регулирующие или дроссельные

клапаны, редукционные установки, ох-

ладители пара, регуляторы уровня. Регу-

лирующая арматура ТЭС разнообразна по

назначению, принципу действия и конст-

руктивному исполнению. Регулирующие

клапаны могут иметь возвратно-поступа-

тельное или вращательное движение зо-

лотника, могут быть одно- или двухсе-

дельчатыми (разгруженными по давле-

нию).

Односедельчатые клапаны с поступа-

тельным перемещением конического

золотника при малом d

называются

игольчатыми. На рис. 7.17 изображен

запорно-регулирующий клапан игольча-

того типа для регулирования темпера-

туры пара впрыском воды. Клапан

управляется с помощью встроенного

электропривода или вручную — махо-

виком.

В питательных узлах котлов энерго-

блоков высоких и сверхкритических

параметров применяются регулирующие

питательные клапаны шиберного типа

(рис.

7.18). Регулирующий орган здесь

выполнен в виде двух плоских дисков,

один из которых (седло) закреплен

неподвижно в корпусе и имеет ряд

сопловых отверстий. Другой диск

сплошной и, как шибер, может переме-

щаться по поверхности первого диска,

открывая поочередно отверстия. Подби-

рая расположение и диаметры отвер-

стий, можно получить необходимую

расходную характеристику клапана.

171

700

Рис.

7.18.

Регулирующий питательный клапан (d

= 250

мм,

ра6

= 38 МПа и /

ра6

= 280 °С):

1 — корпус; 2 — шибер; 3 — седло; 4 — шток; 5 — крышка бесфланцевая; 6 — кольцо разъемное;

7 — кольцо сальника; 8 — диск опорный; 9 — сальниковая букса; 10 — электропривод; 11 — меха-

низм прямоходный; 12 — бугель; 13 — планка нажимная; 14 — болт откидной; 15 — набивка; 16 —

ось;

17 — указатель открытия; 18 — отверстие в седле

172

7.7.

Трубопроводная

арматура

Встроенный электропривод позволяет осуществлять автоматическое или дистанци-

онное управление клапаном.

Для снижения давления и температуры пара применяются редукционно-охлади-

телъные установки. Такие установки используются на ТЭЦ для резервирования

отборов и противодавления турбин, для резервирования котлов среднего давления

на установках с пристройками высокого давления и для параллельной работы с ни-

ми,

для постоянного отпуска теплоты потребителю, в качестве растопочной РОУ

для использования пара при растопках котлов.

На рис. 7.19 изображена принципиальная схема РОУ высокого давления. Све-

жий пар дросселируется в клапане. После шумоглушителя пар направляется в кол-

лектор пароохладителя и далее — к потребителю. Охлаждающая вода поступает

на впрыск через запорный, регулирующий и обратный клапаны. Перед регулирую-

щим клапаном впрыска установлена ограничительная шайба, проходное сечение

которой рассчитано на максимальный расход охлаждающей воды. Форсунки впрыска

имеют механическое распыливание и крепятся к коллектору пароохладителя

на фланцах. В качестве охлаждающей среды в большинстве случаев используется

питательная вода котлов. В целях предотвращения повышения давления в магист-

рали редуцированного пара более максимально допустимого его значения РОУ

снабжается предохранительным клапаном на выходе из нее или импульсно-предо-

хранительным устройством, состоящим из импульсного клапана 5 и главного пре-

дохранительного клапана 6. Давление пара на выходе из РОУ регулируется дрос-

сельным клапаном, управляемым регулятором давления.

Предохранительная (защитная) арматура служит для защиты трубопровода,

резервуара или системы от чрезмерного повышения давления среды или уровня

воды, а также для предотвращения обратного потока среды. К предохранительной

арматуре относятся предохранительные и обратные клапаны, импульсно-предохрани-

тельные клапаны, переливные, пускосбросные и отсечно-перепускные устройства.

Рис. 7.19.

Схема

редукционно-охладительной

установки:

У и 7 —

запорные

задвижки;

2 —

клапан

дроссельный;

3 —

шумоглушитель;

4 —

форсунки;

5 —

импульсный

клапан;

6 —

главный

предохранительный

клапан;

8 к 12 —

измерительные

диафрагмы;

9 —

запорный

клапан;

10 —

ограничительная

дроссельная

шайба;

11 —

регулирующий

клапан

впры-

ска; 13 —

обратный

клапан;

14 —

коллектор

пароохладителя;

РТ —

регулятор

температуры;

РД —

регулятор давления

173

Глава

ТРУБОПРОВОДЫ

АРМАТУРА

НА ТЭС

ВЫХЛОП

г)

Рис.

7.20. Импульсно-предохранительное устройство:

а — установка импульсно-предохранительного устройства на линии греющего пара деаэратора; б —

установка импульсно-предохранительного устройства для РОУ: 1 — главный предохранительный

клапан; 2 — игольчатый клапан (d

= 10 мм, р

= 6,4 МПа) на дренажной линии; 3 — импульсный

клапан (d

= 20 мм, р

= 4 МПа); 4 — игольчатый клапан (d

= 20 мм, р

= 6,4 МПа); в — главный

предохранительный клапан: 1 — корпус; 2 — крышка; 3 — тарелка; 4 — поршневое устройство; 5 —

дренажное отверстие; г — импульсный клапан: / — корпус; 2 — седло; 3 — тарелка; 4 — крышка;

5 — грузовой рычаг; б — шток

174

7.7.

Трубопроводная

арматура

Основным видом предохранительной арматуры являются предохранительные

клапаны. В условиях эксплуатации ТЭС возможны нарушения режимов работы

установок и аппаратов, сопровождающиеся быстрым повышением давления среды.

Предохранительные клапаны служат для быстрого снижения давления в устройстве

(в системе) до нормы. Они автоматически открываются, выпускают среду (пар)

в атмосферу и закрываются также автоматически при снижении давления среды

в системе до нормы. Суммарная площадь проходного сечения устанавливаемых

на аппарате (трубопроводе, системе) предохранительных клапанов рассчитывается

на полный расход среды (паропроизводительность) при номинальном режиме работы.

Различают два типа предохранительных клапанов: а) прямого действия (обычно

рычажно-грузовые или пружинные) и б) импульсные.

В рычажном клапане затвор прижимается к седлу под действием груза, закреп-

ленного на свободном конце рычага. Этому наиболее простому устройству свойст-

венны недостатки: трудность обеспечения высокой герметичности в затворе клапана;

возможность прикипания клапана к седлу; малая пропускная способность. При

большом номинальном расходе пара и высоких его параметрах применяются

импульсно-предохранительные устройства (рис. 7.20), включающие в себя

импульсные и главные предохранительные клапаны. Импульсный угловой полно-

подъемный рычажно-грузовой клапан срабатывает под прямым воздействием дав-

ления пара. Главный предохранительный клапан сервомоторного типа срабатывает

под действием давления пара, поступающего от импульсного клапана в полость

сервомотора под поршнем.

Распространенным типом предохранительной арматуры являются обратные

клапаны — самодействующие предохранительные устройства, пропускающие среду

только в одном направлении и автоматически закрывающиеся при обратном

ее движении. Обратные клапаны и затворы устанавливаются на входе питательной

воды в котлы, за ПВД, на нагнетательных патрубках насосов, на паропроводах

отборов пара из турбин, на дренажных линиях. Они выполняются с поступательно

перемещающимися тарелками или в виде захлопки. Первый тип клапана более рас-

пространен (рис. 7.21). Такие клапаны устанавливаются на горизонтальных участках

паропроводов крышками вверх. Направление потока — снизу вверх под тарелку.

Уплотнительные поверхности седел и тарелок при d

< 65 мм — конусные, а при

большем d

— плоские. Концентричность посадки тарелки на седло достигается

направляющей втулкой, запрессованной в крышку или корпус клапана.

На рис. 7.22 изображен обратный затвор в виде захлопки. Такие затворы могут

устанавливаться как на горизонтальных, так и на вертикальных участках трубопро-

водов. Обратный затвор-захлопка обладает меньшим гидравлическим сопротивле-

нием, чем клапан с поступательно перемещающейся тарелкой, однако для него тре-

буется корпус специальной конструкции. Обратные затворы этого типа устанавли-

ваются на нагнетательных патрубках питательных насосов для предотвращения

обратного потока воды.

Эти затворы предохраняют также питательные насосы от «запаривания» при

пусках, для чего из корпуса затвора делается специальный отвод, к которому при-

соединяется линия рециркуляции в деаэратор, что обеспечивает минимальный рас-

ход воды через пускаемый насос при закрытой задвижке на линии нагнетания.

В обратных клапанах с большим проходным сечением (d

> 100 мм) часто при-

меняют принудительную посадку тарелки на седло с помощью пружины. Обрат-

175

Глава

ТРУБОПРОВОДЫ

АРМАТУРА

НА ТЭС

Рис. 7.21.

Горизонтальный

обратный

клапан

поступательно

перемещающейся тарелкой

= 150 и 175 мм):

/ —

корпус;

2 —

крышка;

3 —

пружина;

4 —

тарелка;

5 —

седло

ные клапаны на паропроводах отборов турбин имеют принудительную посадку

с автоматическим закрытием от системы защиты турбины (типа КОС — клапаны

обратные соленоидные).

Одним из важных видов предохранительной арматуры в блочных установках

являются быстродействующие редукционно-охладителъные установки. Разновидно-

стью БРОУ являются пускосбросные устройства, входящие в состав пусковых схем

блочных энергетических установок. Их основное назначение — защита поверхно-

стей нагрева котлов от пережога при внезапном прекращении поступления пара в

турбину. Они обеспечивают сброс свежего пара из главного паропровода в обвод тур-

бины в конденсатор, не допуская повы-

шения давления на выходе из котла. При

этом одновременно охлаждаются поверх-

ности нагрева котла пропускаемыми че-

рез них водой и паром.

Для энергоблоков с единичной мощ-

ностью 500 МВт и выше, которые обо-

рудуются питательными насосами только

с паротурбинным приводом и не имеют

пускорезервных питательных электрона-

сосов, дополнительно предусматривается

пускосбросное устройство собственных

нужд (ПСБУ СН), которое в случае

Рис. 7.22.

Обратный

затвор-захлопка ЧЗЭМ

для

питательных

насосов:

1 —

корпус;

2 —

крышка

«плавающая»;

3 —

тарелка;

4 —

рычаг;

5 —

крышка;

6 —

штуцер

разгрузочной

линии

176

7.7.

Трубопроводная

арматура

непредвиденного отключения главной турбины обеспечивает питание приводных

турбин питательных насосов редуцированным свежим паром вместо пара из отбора

турбины. Другое назначение ПСБУ — сброс пара из главного паропровода в конден-

сатор в обвод турбины при пусковых режимах прогрева главного паропровода на эта-

пе пуска энергоблока в период набора «толчковых» параметров перед турбиной.

На рис. 7.23 изображена схема ПСБУ. Пар высоких параметров, редуцирован-

ный частично в дроссельном клапане, проходит через дросселирующие решетки,

вмонтированные в общий корпус с впрыскивающим пароохладителем. Здесь давле-

Свежий пар

Пароводяная

смесь

Редуцированный

и охлажденный пар. V

Рис. 7.23. Схема пускосбросного устройства (БРОУ):

1 — клапан запорно-дроссельный; 2 — дросселирующее устройство; 3 — охладитель пара; 4 —

пароводяная форсунка; 5 — регулирующий клапан впрыска; 6 — обратный клапан; 7 — запорный

клапан

177

Глава

ТРУБОПРОВОДЫ

АРМАТУРА

НА ТЭС

Рис.

7.24. Клапан запорно-дроссельный со встроенным электроприводом для пускосбросного

устройства:

1 — корпус; 2 — золотник; 3 — седло; 4 — шток; 5 — крышка; 6 — сальниковая букса; 7 — втулка

шпинделя; 8 — штурвал; 9 — редуктор; 10 — электродвигатель

178

7.7. Трубопроводная

арматура

ние и температура пара снижаются до требуемых значений. В качестве охлаждающей

среды используется вода или пароводяная смесь, подаваемая через механические

распылители или форсунки. Количество охлаждающей воды регулируется установ-

ленным на трубопроводе регулирующим клапаном, управляемым с помощью

встроенного электропривода.

Клапан запорно-дроссельный для ПСБУ (рис. 7.24) во время пуска и при работе

энергоблока может быть полностью закрыт, частично или полностью открыт. Кла-

пан устанавливается на горизонтальном участке сбросного паропровода. Он имеет

два входа среды через боковые патрубки и выход через нижний патрубок. Дроссе-

лирующий орган его может герметично закрывать проходное сечение. Клапан

устанавливается в положении штоком вверх и управляется дистанционно или авто-

матически с помощью встроенного электропривода. Возможно также ручное мест-

ное управление с помощью маховика, насаженного на валик редуктора. Дроссе-

лирующий орган состоит из профилированного золотника и вваренного в корпус

седла с наплавленными дополнительными поверхностями. Время открытия кла-

пана составляет 11 и 23 с (две модификации). Концентрическая посадка штока

на седло достигается втулкой. Пропускная способностью клапана рассчитывается

на 30 %-ный расход пара через турбину при полной нагрузке блока.

В качестве дополнительных неуправляемых дросселирующих органов ПСБУ

служат дросселирующие устройства в виде нескольких рядов дросселирующих

решеток (рис. 7.25), вваренных внутрь сварно-штампованного корпуса. Из проме-

жуточной полости перед подпорной решеткой отбирается пар к пароводяным фор-

сункам. Дросселирующее устройство устанавливается на вертикальном участке

сбросного трубопровода ниже запорно-дроссельного клапана с направлением

потока со стороны патрубка меньшего диаметра.

На рис. 7.26 изображен охладитель пара ПСБУ. Охлаждение достигается за счет

смешения сбрасываемого пара с пароводяной смесью, поступающей от форсунок

к внутреннему соплу-распылителю. Одновременно в охладителе пара происходит

окончательное дросселирование потока пара в дросселирующих решетках, вварен-

Рис. 7.25.

Дросселирующее

устройство ПСБУ

(БРОУ):

/ —

корпус;

2 —

дросселирующая

решетка;

3 —

отвод

пара

пароводяным

форсункам;

4 —

подпор-

ная

решетка

179

Глава

ТРУБОПРОВОДЫ

АРМАТУРА

НА ТЭС

Рис. 7.26. Охладитель пара пускосбросного устройства (БРОУ):

1 — корпус; 2 — подвод охлаждающей пароводяной смеси от форсунок; 3 — дросселирующая

решетка; 4 — сопло-распылитель охладителя пара

ных внутрь корпуса охладителя. Охладитель пара устанавливается на вертикаль-

ном участке сбросного паропровода ПСБУ непосредственно за дросселирующими

решетками. Распыление охлаждающей воды в его форсунках осуществляется

паром, поступающим от дросселирующего устройства.