http://infertility.su/ сеть центр эко.

Атомные станции с реакторами РБМК 1000 (1500). Реактор большой мощности канальный

Турбина К-500-65/3000. Краткое описание конструкции

Цилиндр высокого давления.
    Основными элементами цилиндра высокого давления являются:


   Внешний корпус ЦВД  выполнен сварно-литым из углеродистой стали 25Л и состоит из двух половин. В нижней половине с обеих сторон по оси паровпуска имеется два прилива – фланца для крепления пароподводящих патрубков стопорно-регулирующих клапанов. Снизу нижней половины имеется два патрубка Ду-300 1-го отбора, четыре патрубка Ду-150 2-го отбора, два патрубка Ду-400 3-го отбора, два патрубка Ду-200 отвода пара из камер уплотнения на четвертый, четыре патрубка Ду-80 подвода пара на концевые уплотнения, четыре патрубка Ду-80 отсоса паро-воздушной смеси из концевых уплотнений, а также четыре выхлопных патрубка Ду-1200, к которым привариваются реверсивные трубы для отвода пара к СПП.
   Верхняя половина внешнего корпуса имеет снаружи два патрубка Ду-200 отвода пара из камер уплотнения в 4-й отбор и с торцов по два патрубка Ду-80 подвода пара на концевые уплотнения. На торцах также расположено по одному патрубку Ду-80 отсоса паро-воздушной смеси из концевых уплотнений.
    Внутри внешнего корпуса выполнены кольцевые пазы для установки обойм диафрагм и уплотнений, а также кольцевые выступы для установки диафрагм пятых ступеней. По оси паровпуска, в районе горизонтального разъема, с обоих сторон от оси ЦНД, в верхней и нижней половинах выполнены внутренние приливы, в которых проточен паз для фиксации внутреннего корпуса относительно внешнего в осевом направлении. По обе стороны оси паровпуска, у горизонтального разъема расположены четыре опорные площадки для установки внутреннего корпуса ЦВД.
   В районе пятых ступеней в выхлопные патрубки вварены штампованные козырьки, образующие вместе с литыми стенками внешнего корпуса выхлопные диффузоры.
   На боковой поверхности фланца горизонтального разъема нижней половины по оси паровпуска выполнены внешние приливы к которым крепятся кронштейны со шпонками, фиксирующие в осевом направлении блоки СРК относительно внешнего корпуса.
   Плоскости горизонтального разъема верхней и нижней половин пришвабриваются друг к другу таким образом, чтобы при затяжке одной трети крепежа щуп 0,05 мм не проходил по внешнему и внутреннему контурам фланцев на глубину более 15 мм.
   Верхняя половина фиксируется относительно нижней четырьмя прецизионными болтами М48 и четырьмя установочными шпильками М90.
   Внутренние необрабатываемые поверхности внешнего корпуса окрашены специальным лаком с алюминиевой пудрой.
   Внутренний корпус ЦВД отлит из легированной стали 15Х1М1Ф-Л и состоит из двух половин, сболчиваемых по горизонтальному разъему. В центральной части внутреннего корпуса выполнена пароподводящая камера переменного (сужающегося сечения в тангенциальном направлении) сечения, из которой пар поступает по взаимно противоположным направлениям в сопловые аппараты.
   В нижней половине расположены два боковых паровпускных отверстия. Пароподводящие СРК крепятся фланцами только к внешнему корпусу, в паровпускные отверстия внутреннего корпуса патрубки входят свободно и уплотняются поршневыми кольцами. Такое соединение обеспечивает свободу взаимных перемещений внешнего и внутреннего корпусов при температурных расширениях.
   Внутри внутреннего корпуса выполнены два кольцевых паза для установки сопловых аппаратов и два кольцевых выступа с помощью которых устанавливается диафрагмы второй ступени.
   Поверхность контакта кольцевого выступа внутреннего корпуса с диафрагмой второй ступени предохраняется от щелевой эрозии влажным паром с помощью профильных вставок из эрозионно-стойкой стали.
   Полости паровпуска и полости между сопловыми аппаратами и диафрагмами второй ступени дренируются с помощью высверленных отверстий.
   На боковых поверхностях внутреннего корпуса, в нижний и верхней половинах, выполнены внешние приливы, на которых по оси паровпуска выточены выступы, этими выступами внутренний корпус фиксируется в осевом направлении в соответствующих пазах внешнего корпуса.
   На фланцах горизонтального разьема верхней и нижней половин отлиты четыре лапы, которыми внутренний корпус свободно опирается на опорные площадки внешнего корпуса. Такое крепление позволяет обеспечит свободное температурное расширение внутреннего корпуса относительно внешнего.
   Фланцы горизонтального разъема внутреннего корпуса стягиваются шпильками, при этом образуется плотно-прочное соединение. Точная взаимная фиксация осуществляется четырьмя призонными болтами.
   Направляющий аппарат ЦВД установлен по оси паровпуска внутреннего корпуса ЦВД.    Пар из пароподводящей камеры внутреннего корпуса поступает на направляющие поверхности аппарата и, разделяясь на два взаимно противоположных потока, направляется к сопловым аппаратам.
   Направляющий аппарат отлит из легированной стали 15Х1М1Ф-Л и сотоит из двух половин. Верхняя половина направляющего аппарата опирается на горизонтальный разъем нижней половины и фиксируется относительно последнего в осевом направлении с помощью четырех шпилек, которые закреплены винтами в верхней половине и входят в пазы нижней половины.
   Соединение между собой верхней и нижней половины осуществляется с помощью четырех шпилек, проходящих через специально организованные у горизонтального разъема внутренние приливы. Установка и затяжка гаек на этих шпильках производится через прямоугольные вырезы, расположенные в верхней половине направляющего аппарата.
   Во время работы вырезы закрываются вставками. Каждая вставка закреплена четырьмя болтами. Болты от вывинчивания стопорятся винтами.
   Направляющий аппарат имеет по краям два кольцевых паза, в которые при сборке входят кольцевые выступы тела сопловых аппаратов.
   Сопловые аппараты ЦВД установлены в кольцевых пазах внутреннего корпуса ЦВД на выходе из кольцевых полостей образованных выходными кромками пароподводящей камеры и направляющими поверхностями направляющего аппарата.
   Каждый сопловой аппарат состоит из 84-х направляющих лопаток, полуколец внутреннего и внешнего бандажей, обода с козырьком и тела соплового.
   Направляющие лопатки имеют постоянный по высоте профиль, вытянутый в осевом направлении в сторону входной кромки. Лопатки вставляются в профильные просечки бандажа и привариваются по контуру профильной части. Полученные таки образом полукольца сопловых решеток свариваются с полукольцами обода и тела образуя таким образом верхнюю и нижнюю половины соплового аппарата.
   Материал бандажей и направляющих лопаток – сталь 12X13.
   Материал обода с козырьком и тела соплового аппарата – сталь 08Х13.
   Обоймы диафрагм 3 и 4 ступеней ЦВД выполнены идентично в обоих потоках. Они отлиты из легированной стали марки 15Х1М1Ф-Л.
   Каждая обойма снаружи имеет посадочный кольцевой выступ, которым она вставляется в соответствующий паз внешнего корпуса ЦВД. Необходимое осевое положение обоймы в корпусе обеспечивается прилеганием одной стороны посадочного выступа к соответствующей стороне паза. Фиксируют это положение прижимные винты на другой стороне выступа подгоняемые к пазу с зазором 0.1 – 0.2 мм. Поверхность контакта от щелевой эрозии, под действием влажного пара, предохраняется с помощью наплавки хромистым электродом (13% хрома) в месте контакта на корпусе.
   Внутри каждая обойма имеет два цилиндрических посадочных выступа для установки диаграмм третей и четвертой ступений.
   Нижние половины обойм подвешены во внешнем корпусе ЦВД на специальных боковых шпонках. Фиксация обойм от бокового смещения осуществляется установочной шпонкой, расположенной внизу в вертикальной осевой плоскости.
   Фиксация верхней половины относительно нижней выполняется с помощью установочных штифтов.
   В нижней половине обоймы диафрагм 3 и 4 ступеней выполнены два прилива с отверстиями для отбора пара из внутренней полости обоймы (II отбор турбины). В расточенное отверстие запрессована втулка, по внутренней поверхности которой скользит патрубок отбора, приваренный к внешнему корпусу ЦВД. Место соединения патрубка и обоймы уплотняется поршневыми кольцами. Такое соединение обеспечивает свободу относительных перемещений обоймы и внешнего корпуса.
   Свободу температурного расширения по радиусу обойм обеспечивает радиальный зазор между пазом внешнего корпуса ЦВД и посадочным выступом обоймы. Зазор должен быть не менее 2.5 мм.
   Диафрагмы 2-5 ступеней ЦВД. Все диафрагмы выполнены сварными из нержавеющей стали 08X13. Широкие направляющие лопатки при помощи сварки соединяются с наружными и внутренними ленточными бандажами, образуя направляющие решетки отдельно верхней и нижней половины диафрагмы. Количество направляющих лопаток установленных на диафрагмах указано в таблице:

номер ступени2345
Количество лопаток5868110106

   К направляющим решеткам привариваются тела и ободья. В процессе сварки, производимой двухсторонним швом на наружном и внутреннем бандаже, происходит надежная спайка тела и ободьев не только с бандажами но и с непосредственно с торцами направляющих лопаток.
   Все диафрагмы имеют на цилиндрической поверхности обода паз, с помощью которого они устанавливаются на выступы внутреннего корпуса (диафрагмы второй ступени), обойм диафрагм (диафрагмы третей и четвертой ступеней), и внешнего корпуса ЦВД (диафрагмы пятой ступени). Диафрагмы в соответствующих выступах устанавливаются с прижатием по ходу пара. Такое положение каждой диафрагмы в проточной части фиксируют восемь штифтов ввернутых в обод диафрагмы со стороны противоположной стороне прижатия. Зазор между стенками и штифтами 0.15-0.25 мм.
   Диафрагмы подвешиваются в соответствующих выступах с помощью боковых шпонок аналогично сопловым аппаратам.
   К ободьям диафрагм с помощью болтов крепятся козырьки. Козырьки диафрагм третей, четвертой и пятой ступеней образуют со своими ободьями кольцевые буферные камеры, обеспечивающие влагоудаление перед рабочими лопатками. С помощью радиальных высверленных отверстий в козырьках каждая камера соединена с полостью за ступенью. Между козырьком и диафрагмой образована кольцевая щель через которую и происходит отсос пленки и влажного пара, а также капель влаги отбрасываемых центробежными силами с входных кромок рабочих лопаток. Эта влага частично отводится через отверстия в козырьке, а оставшаяся часть собирается в кольцевой камере и стекает вниз, после чего специальным отверстиям в нижней части удаляется в камеру отбора.
   Влага за рабочими лопатками удаляется через кольцевую щель между козырьками предыдущей ступени и ободом последующей диафрагмы.
   Ротор ЦВД состоит из девяти частей, откованных из стали 32ХМ1А сваренных электродуговой сваркой под флюсом. Восемь кольцевых швов с подкладными кольцами имеют одинаковую форму. Ротор под сварку собирается из предварительно проточенных заготовок. Средняя часть представляет собой кованное кольцо с полу разделкой под сварку по торцевым сторонам. Диски первой второй третей и четвертой ступеней выполнены в виде цельных поковок без центрального отверстия. На наружной поверхности дисков выточены канавки диафрагменных уплотнений.
   Хвостовики ротора откованы заодно с фланцами полумуфт, они имеют сквозные центральные отверстия, закрытые со стороны полумуфт пробками. На обоих хвостовиках выточены шейки диаметром 520–0.045 мм для опорных подшипников, а также пазы и гребни лабиринтовых уплотнений. На хвостовике со стороны генератора имеется упорный гребень упорного подшипника и выступ, служащий базой для датчика относительного перемещения ротора.
   На ободе дисков всех ступеней выточены фигурные выступы в виде двухопорных (диски первой и второй ступеней) и трехопорных (диски третей, четвертой и пятой ступеней) грибков для крепления рабочих лопаток. Для заводки лопаток при их наборе каждый диск имеет специальный вырез в профильной части обода а в эти вырезы устанавливаются замковые лопатки.
   Сваривается ротор в горячем состоянии. После сварки ротор проходит термообработку для снятия внутренних напряжений. Перед окончательным точением ротор проходит статическую балансировку при которой снимается метал с тяжелой стороны. Остаточный дисбаланс должен быть таким, чтобы нагрузка от него на рабочих оборотах не превышала 4% полной нагрузки на ротор.
   Окончательно собранный ротор перед отправкой с завода подвергаются динамической балансировки на рабочей частоте вращения.
   Рабочие лопатки ротора высокого давления выполнены из стали 12Х13. Лопатки одного потока имеют конструкцию зеркального отображения лопаток другого потока.
   Лопатки первой, второй и третей ступеней имеют постоянный по высоте профиль, лопатки четвертой и пятой ступеней имеют переменный по высоте профиль.

Общий вид цилиндра высокого давления (ЦВД)
Цилиндр высокого давления

Разрез перпендикулярно оси ротора по центру (ЦВД)
Разрез ротора

Конструкция цилиндра высокого давления (ЦВД)
Конструкция цилиндра высокого давления

Ресиверы.
   Отвод пара из ЦВД к четырем сепараторам – пароперегревателям и подвод пара к ЦНД осуществляется по четырем ресиверам (смотри общий вид турбины). Все ресиверы выполнены сварными из нержавеющей стали.
   Диаметр ресиверов переменный по длине:
      на выходе из ЦВД диаметр 1200 мм,
      на входе в ЦНД диаметр 1000 мм.
   Поскольку изменение температуры при пуске и останове турбины значительны, особую проблему представляют температурные изменения размеров.
   Каждый из ресиверов состоит из двух участков: участка от ЦВД до СПП и участка от СПП до ЦНД. На участке от ЦВД до СПП установлено 12 линзовых компенсаторов, на участке между СПП и ЦНД – 26 линзовых компенсаторов, которые обеспечивают необходимую свободу температурных изменений размеров. В нижней точке каждого линзового компенсатора выполнен дренажный отвод.
   Одинарный двойной или тройной линзовый компенсатор предохраняются от растяжения при работающей турбине двумя рабочими стяжками, расположенными на диаметрально противоположных сторонах трубы в плоскости, перпендикулярной плоскости возможного изгиба ресивера.
   Все колена ресивера выполнены под углом 90 град. Для улучшения распределения пара по сечениям трубы при повороте и снижения потерь в ресивере, в каждом колене установлены направляющие лопатки.
   На участке между СПП и ЦНД установлены поворотные заслонки.



На главную