Паротурбінні (теплові) електростанції

Схему паротурбінної електростанції наведено на рис. 6.1. Во­на складається з парового котла (парогенератора) 1, парової турбіни — 2, електрогенератора — З і розподільного пристрою. Топка і паровий котел уявляють собою один вузол. Паливо по­дається в розпиленому стані, що забезпечує його повне згоряння і підвищує ККД парогенератора. Перегріта пара високого тиску по паропроводу надходить до парової турбіни і приводить її до обертання. Оскільки вона знаходиться на одній осі з генерато­ром, то він теж обертається з такою ж швидкістю, як і турбіна та перетворює механічну енергію в електричну. Відпрацьована пара після турбіни надходить до конденсатора, де охолоджується во­дою до конденсації. Вода в паровім котлі подається насосами 5 із генератора 6. Бойлери (підігрівачі) 7 призначені для підігрівання води для побутових, виробничих потреб.

Рис. 6.1. Схема теплоелектроцентралі

Зараз для виробництва електроенергії використовують блоки одиничної потужності 55, 800, 1000 і 12000 МВт при тиску пари 13, 17, і 25 Мпа 9 температура відповідно (534...565), (550...570) і 580 °С). Схему прямоточного котла показано на рис. 6.2.

Живильна вода (пом'якшена та очищена) спочатку підігрі­вається, потім випаровування, тобто перетворюється в пару, яка потім перегрівається до заданої температури. Перегріта пара потім надходить до турбіни.

1 — пальники; 2 — нижня радіаційна частина; З — верхня

радіаційна частина; 4 — ширми первинного і вторинного па-

ропідігрівача; 5 — конвективні первинні і вторинні паропідігрівачі;

6 — зона максимальної теплоємкості; 7 — водяний економайзер;

8 —регенеративний повітропідігрівач.

На рис. 6.3 показано одну із можливих схем прямоточного кот­ла. Пальником 1 полум'я підігріває труби нижньої 2 та верхньої З радіаційної частини, в яких перетікає вода. Перетворившись в па­ру, вода або парорідинна суміш надходить до паронагрівачів 5, зо­на яких відокремлена ширмами (екрани) 4 від первинних і вторин­них підігрівачів 5. Водяний економайзер 7 призначено для еко­номії теплоти також як регенеративний повітропідігрівач 8.

Одну із можливих конструкцій парових турбін показано на рис. 6.4. Ротор турбіни з 12 дисків посаджено на валу 10, що обер­тається на підшипниках 4 і 11, тобто турбіна дванадцятиступенева.

На ободах дисків закріплено робочі лопаті, які утворюють на кожному із дисків решітки із робочих лопатей. Число дисків в кожному типі турбін — різне. Якщо в турбіні один диск, то її на­зивають одноступеневою, а у всіх інших випадках — багатосту­пеневою. Конус 9 турбіни має циліндричну росширювальїгу фор­му і складається з нижньої та верхньої частини, з'єднаних болта­ми. В місцях виходу вала ротора є лабірінтні ущільнювачі, які є перепоною для виходу пари в довкілля. Пара надходить в турбіну через клапани 6, що розміщені в клапанних коробках 8.

Потім пара проходить через проточні частини всіх ступеней турбіни, де її теплова енергія перетворюється в механічну.

Вал турбіни за допомогою гнучкої муфти 14 з'єднаний з ва­лом електрогенератора. Передній опорно-упорний підшипник спирається на раму 2, в якій розміщена зубчаста (трибова) пере­дача до валика регулятора.

В залежності від тиску пара за останнім ступенем турбіни поділяють на конденсапійні, якщо тиск пари менше атмосферно­го (0,029...0,049) МПа і протитискові, якщо тиск більше атмо­сферного.

Після конденсаційних турбін пара спрямовується до конден­саторів, в яких конденсат використовують для живлення водою парових котлів. Пара після протискових турбін за звичай вико­ристовується для технологічних потреб підприємства. Парові турбіни зазвичай працюють при сталій швидкості обертання 50 об/с, тобто при 50-періодному електричному струмі та двополюс­ному генераторі.