DESCRIEREA CONSTRUCTIVA A TURBINEI DE 330 MW

DESCRIEREA CONSTRUCTIVA A TURBINEI DE 330 MW

CAP. 1 - CARACTERISTICI TEHNICE ALE TURBINEI F1C-330 MW

1.1. Descrierea generala a turbinei

Turbina cu abur tip F.1.C - 330 MW este o turbina cu condensatie si cu o singura supraincalzire intermediara. Turbina este de tipul "cu actiune", construita dupa licenta Rateau-Sc 959g62j hneider.

            Turbina este compusa din patru corpuri, pe o singura linie de arbori si cu un singur condensator:

            - corpul de inalta presiune (CIP), cu 11 trepte de destindere (o treapta de reglare si 10 trepte de presiune);

            - corpul de medie presiune (CMP), cu 13 trepte de destindere;

            - doua corpuri de joasa presiune (CJP.1 si CJP.2), fiecare avind 2 fluxuri x 6 trepte de destindere, cu esapare spre condensator.

            Fluxurile IP si MP, precum si fluxurile din fiecare corp JP sint opuse pentru echilibrarea axiala a turbinei.

            In corpul de IP aburul se destinde de la presiunea de admisie (182,3 bar abs.) pina la presiunea de intrare in circuitul de supraincalzire intermediara (48,8 bar abs. la sarcina 330 MW). In corpul de MP aburul se destinde de la presiunea de iesire din circuitul de supraincalzire intrmediara (44,9 bar abs. la sarcina 330 MW) pina la presiunea de intrare in corpurile de JP (4,51 bar abs. la sarcina 330 MW). Aburul esapat din CMP este condus prin patru conducte exterioare, prevazute cu compensatoare de dilatare, in cele doua corpuri JP1 si JP2,  fiecare cu cite doua fluxuri. In corpurile de joasa presiune destinderea se efectueaza pina la presiunea de esapare la condensator (0,037 bar abs. la sarcina 330 MW). Turbina are patru esapari unite toate intr-o singura camera, care se racordeaza prin sudura la condensator.

            Pentru princalzirea apei de alimentare a cazanului turbina este prevazuta cu 7 prize fixe. Aceste prize alimenteaza cu abur instalatia de preincalzire regenerativa: 3 preincalzitoare JP, un degazor si 3 preincalzitoare IP. Prizele sint dispuse la cele patru corpuri dupa cum urmeaza:

                                    - priza 7 - la esaparea din corpul IP

                                    - priza 6 - dupa treapta 3 din corpul MP

                                    - priza 5 - dupa treapta 7 din corpul MP

                                    - priza 4 - dupa treapta 11 din corpul MP

                                    - priza 3 - la esaparea din corpul MP 

                                    - priza 2 - dupa treapta 2 din fiecare flux JP

                                    - priza 1 - dupa treapta 4 din fiecare flux JP

            La conductele de legatura intre CMP si CJP sint prevazute stuturi de racord pentru alimentarea cu abur a turbinei de antrenare a pompei de alimentare cu apa a cazanului si pentru termoficare urbana.

            Admisia aburului viu se face prin patru ventile de inchidere rapida (VIR-IP), patru conducte de admisie si patru ventile de reglare (VR-IP), montate direct pe carcasa de inalta presiune; esaparea aburului din CIP spre supraincalzitorul intermediar se face prin doua conducte.

            Admisia aburului suprincalzit intermediar in CMP se face prin doua ventile de inchidere rapida (VIR-MP), patru conducte de admisie si patru ventile de reglare (VR-MP), montate direct pe carcasa de medie presiune.

Admisia aburului in fiecare corp JP se face princite doua conducte amplasate lateral, sub planul de separatie orizontala, simetric in raport cu axa longitudinala a turbinei.

1.2 Caracteristici tehnice,  parametrii de finctionare

a)  Puterea electrica la bornele generatorului:

            - puterea maxima continua                                                     330 MW

            - puterea economica                                                               315 MW

            - puterea de suprasarcina                                                      345 MW

b)  Turatia nominala:                                                                       3000 rot/min       

c)  Parametrii aburului la sarcina                                330 MW                       315 MW

     (temperatura apei de racire 15 C,

      TPA in functiune)

-   Admisia CIP presiunea bar abs.                 182,3                           182,3

                       temperatura C                                    535                              535

                       debit            t/h                         984                              926

-  Esapare CIP presiune bar abs.                     48,8                             46,26

                      temperatura C                         344                              335

                      debit spre s.intermediar t/h       921                              863

-  Admisie CMP presiune bar abs.                    44,9                             42,24

                         temperatura C                                  535                              535

                         debit t/h                                              921                              863

-  Esapare CJP presiune bar abs.                       0,0372                        0,0353

                     debit       t/h                                592                              562

d)  Parametrii aburului la prize

-    Priza 7 presiunea bar abs.                                      48,8                             46,26

               temperatura C                                344                              355

               debit          t/h                                     62,7                             57,8

-   Priza 6 presiunea bar abs.                           30,87                           29,3

              temperatura C                                 489                              485

              debit            t/h                                                50,4                             46,4

-   Priza 5 presiunea bar abs.                           18,62                           17,72

              temperatura C                                 415                              412

              debit            t/h                                                43,5                             40,5

-   Priza 4 presiunea bar abs.                             8,67                             8,26

              temperatura C                                 310                              308

              debit          t/h                                                  36,2                             33,7

-   Priza 3 presiunea bar abs.                             4,6                               4,39

              temperatura C                                 238                              236

              debit la PJP3 t/h                                  57,6                             49,5

              debit la TPA  t/h                                   54,6                             53,7

-   Priza 2 presiunea  bar abs.                                        1,25                             1,191

              temperatura C                                 120                              118,5

              debit            t/h                                                47                                43,8

-   Priza 1 presiunea bar abs.                           0,299                           0,286

              temperatura C                                 70                                68

              debit          t/h                                                40,2                             37,9

e)  Temperatura apei de racire la intrarea                                                      15 C                          

      in condensator

-    Temperatura maxima a apei de racire la                                                  30 C

      care se poate obtine puterea maxima  continua

f)  Temperatura de preincalzire a apei de                                                      264 C

      alimentare - la sarcina  330 MW.

                     -  la sarcina 315  MW.                                                                 260 C

1.3 Conditii de functionare

            1. Puterea maxima continua la bornele generatorului in situatia in care se alimenteaza turbina de antrenare a pompei de alimentare cu abur prelevat de la priza 3 de la esaparea corpului MP este de 330 MW.

            Puterea de 330 MW la bornele generatorului poate fi asigurata in urmatoarele conditii:

            - temperatura apei de racire max. 30 C;

            - presiunea aburului viu la admisie in turbina redusa pina la 173,46 bar abs.;

            - temperatura aburului la admisie in turbina redusa pina la 500 C.

            2. In conditii normale de functionare, turbina este capabila sa produca o putere de virf prin reducerea temperaturii finale de preincalzire a apei de alimentare la cca.. 235 C prin inchiderea completa a prizei 7 si inchiderea partiala a prizei 6 precum si fara prelevari la prizele 3 (pentru termoficare) 4 (pentru preincalzirea aerului), 5 si 7 (pentru servicii interne).

      In aceste conditii, puterile de virf care se pot obtine sint urmatoarele:

            - 330 MW la functionarea cu temperatura apei de racire de 30 C;

            - 345 MW la functionarea cu temperatura apei de racire de 15 C (in acest caz generatorul electric va functiona cu presiunea hidrogenului marita).

            3. Turbina poate furniza un debit de abur de max. 150 t/h pentru termoficare urbana la o presiune a prizei nr.3 mai mare de 1,764 bar abs. cu reducerea corespunzatoare a puterii. Acest debit se poate preleva numai pentru puteri la bornele generatorului mai mari de 270 MW in cazul functionarii cu TPA, iar in cazul functionarii cu doua EPA pentru puteri la bornele generatorului mai mari de 220 MW.

            4. Turbina permite prelevarea unor cantitati de abur de la prizele fixe dupa cum urmeaza:

            - 40 t/h de la priza 3

            - 40 t/h de la priza 5

            - 30 t/h periodic de la priza, iesire CIP ; aceasta prelevare periodica poate atinge 50 t/h la sarcina                                 turbinei 50 % , sau 20 t/h in permanenta.

            5. Functionarea turbinei cu prize inchise. Turbina este capabila sa produca o putere superioara puterii nominale de 330 MW, la parametrii nominali - presiunea si temperatua aburului la admise, vid - cu tote prizele in functiune.

               La functionarea cu priza 7 inchisa, puterea maxima produsa de turbina nu poate sa depaseasaca 345 MW, pentru a pastra coeficientul de siguranta normal al diferitelor organe ale turbinei.

              Pentru pastrarea coeficentului de siguranta normal, in cazul inchiderii si a altor prize puterea produsa de turbina se limiteaza la valorile urmatoare:

              Prize inchise                         Puterea limita, MW

                                                            fara  TPA:        cu TPA:

              P1                                            301,0                  310,0

              P2                                            312,0               313,0

              P3                                            273,0               255,0

              P1 + P2                                   160,0               136,7

              P5 + P6 + P7                                      308,5               308,5

              P1 + P5 + P6 + P7                 383,8               291,9

              P2 + P5 + P6 + P7                 295,4               307,3

              P3 + P5 + P6 + P7                 253,8               228,0

              P1 + P2 + P5 + P6 + P7         136,3               126,0

            6. Sarcina maxima admisibila in timpul curatarii condensatorului: 200 MW.

            7. Functionarea in gol si la minim tehnic. Turbina poate functiona in gol, la sarcina de minim tehnic de 30 MW si la toate sarcinile mai mici decit aceasta fara limitari.

                  Valoarea sarcinii minime a blocului este impusa de cazan.

            8. Dupa aruncarea de sarcina, turbina poate functiona numai cu serviciile interne (cca.. 5 % din puterea nominala continua), cu admisie numai in corpul MP. Aceasta situatie de functionare se considera ca exceptionala si se limiteaza la un numar n ori/an functie de restrictiile termice admise la rotoare:

                                                                             (V_T - 1,5)  t

                                                            n  = 20 -  ----- ----- ------

unde V_T           - variatia temperaturii corpului intern IP in timpul functionarii insulare, in C/min;

           t   - timpul necesar pentru stabilizarea temperaturii corpului intern IP in timpul functiuonarii                            insulare, in minute.     

Daca: V_T  ( C/min)      1,5       1,75     2,0       2,5

atunci n                                   20           15          10   0

            9. Viteza admisa de variatie a sarcinii depinde de starea termica a turbinei si de cazan.

                Viteza normala de variatie a sarcinii este de 4 MW/min.

             10. Variatia admisibila a parametrilor aburului viu la admisia in CIP (la sarcina nominala):

- presiunea:     - media anuala 182,3 bar abs.;

    - variatia maxima 182,3 bar abs. + 20%, cu o durata anuala totala mai mica de 12 ore pentru                                       functionarea cu presiune peste 200,9 bar abs.

- temperatura: - media anuala 535 C

                  a)  535 - 543 C - fara limitarea duratei si cu respectarea mediei anuale;

                  b)  543 - 549 C - maximum 400 ore/an;

                  c)  549 - 563 C - maximum   80 ore/an, iar durata de depasire a temperaturii nu va depasi 15                                                             minute.

             11. Variatia admisibila a parametrilor aburului supraincalzit intermediar la admisie in CMP:

- presiunea : presiunea la sarcina nominala (44,88 bar abs.)   + 20 %

- temperatura: aceleasi conditii ca la admisia CIP.

            12. Consumul specific de caldura al turbogeneratorului si al turbinei pompei de alimentare, raportat la puterea la bornele generatorului  + puterea de la cupla TPA:

Sarcina  %                    105               100          80             60                          40

            MW                   330               315         252          189                        126

c.s.brut kcal/kWh        1840               1853,5  1849        1887                          1944

              kW/kW                        2,1395            2,1343         2,15           2,1942             2,3186

                Consumul specific de caldura al turbogeneratorului si al turbinei pompei de alimentare raportat la puterea de la bornele generatorului:

Sarcina  %                    105               100           80               60              40  

            MW                    330               315         252             189            126

c.s.brut kcal/MW                     1895             1887,6    1889           1947         2028

              kW/kW                        2,2035            2,1949         2,1965         2,1942             2,3814

                   In diagramele din fig.1.1 sint date corectiile consumului specific pentru situatiile de variatie a parametrilor de functionare (temperatura apei de racire, presiunea si temperatura aburului viu si a aburului supraincalzit intermediar).

            13. Limitele de variatie a vitezei turbinei 3000 rot/min

            14. Pentru pornirea turbinei si pentru racirea turbinei la oprire, este prevazuta o instalatie de rotire (viror) cu motor electric, care asigura o turatie a rotoarelor de 40 rot/min.

            15. Amplitudinea admisibila a variatiilor absolute ale arborilor turbinei pe directie verticala:            

                        - in regim normal stabilizat                   60 mm

                        - in regim de pornire si tranzitoriu       130 mm

            16. Titlul aburului dupa ultima treapta   90 %

            17. Caracteristicile uleiului din sistemul de ungere si reglare al turbinei:

            - densitatea  la 15 C              0,865 kg/dm³

            - punct de congelare              -    5         C

            - punct de inflamabilitate            205         C

            - viscozitatea  la 50 C                4         E   (0,2766 cm²/s)

            - viscozitatea la 16 C               16          E   (1,1657 cm²/s)

            Consumul anual de ulei este de cca. 2000  dm³ .

            18. Durata de pornire a turbinei:

            - din stare rece pina la sarcina nominala       cca.  225  min.

            - dupa o oprire de 4 ore                                  cca.    40  min.

            - dupa o oprire de 8 ore                                  cca.    60  min.

            - dupa o oprire de 30 ore                    cca.  120  min.

            19. Durata de functionare a turbinei intre doua reparatii cu deschidere - cca. 5 ani, cu revizii anuale ale pieselor supuse la uzura.

            20. Turbina nu este prevazuta cu instalatie de spalare in functionare.

            21. Caracteristicile sistemului de reglare:

            - stabilitatea regulatorului                                0,05 %

            - statismul mediu                                            4      %

               - limitele de variatie a statismului             0 - 7      %

            - limitele de variatie a turatiei                      

            - supraturatia de declansare            3300     rot/min

1.4. Caracteristici constructive si dimensiuni de gabarit

1.  Caracteristici constructive ale rotoarelor:

            2. Sistemul de rezemare si cuplare a rotoarelor:

            -   lagare de alunecare: 8 lagare la turbina si 2 lagare la generator;

            -   lagar axial: un lagar axial cu segmenti autoorientabili, amplasat intre CIP si CMP;

            -   cuplaje: cuplele intre rotoarele turbinei si intre turbina si generator sint cuple rigide.

x) Turatiile critice sint date pentru rotoarele rezemate rigid.

            3. Dimensiuni de gabar absit:

            -   lungimea totala a turbinei                            20,4 m

            -   latimea maxima                                          11,5 m

            -   cota planseului de deservire                               +    10,5  m

            4. Greutati

            - greutatea totala a turbinei                                         605 t

            - greutatea turbinei singure                                         485 t

            - greutatea piesei , celei mai grele (rotor JP)             28  t   

1.5  Descrierea schemei termice ( fig.1.2 ; 1.3 ; 1.4 )

            Aburul supraincalzit primar de la iesirea din supraincalzitorul cazanului este adus la admisia in CIP al turbinei pe doua conducte IP. La iesirea din cazan pe fiecare conducta de abur viu spre turbina este prevazuta cite o vana de linie (VL - 1 si VL - 2), de asemenea este prevazut un by-pass cu vana de inchidere si ventil de reglare pentru incalzirea conductelor e intre VL si VIR-IP. Inainte de admisia in CIP aburul trece prin patru ventile de inchidere rapida (VIR-IP: A, B, C, D), cite doua pe fiecare conducta de abur viu IP si prin patru ventile de reglare VR-IP (AN1, SA1 la partea superioara si AN2, SA2 la partea inferioara a CIP).

            Aburul destins in CIP este dirijat spre supraincalzitorul intermediar. La iesirea din CIP este montata o clapeta de retinere f 800 cu actionare pneumatica rapida. Din conducta de iesire din corpul de inalta presiune se fac ramificatii (priza 7) cu clapeta de retinere si vana de izolare spre PIP7, spre degazor (alimentare cu abur la declansarea TA), spre colectorul de abur de 6 ata (5,88 bar abs) alimentare de rezerva (pentru preincalzirea pacurii). Din una din conductele de abur intermediar rece spre supraincalzitorul intermediar se face un racord cu vana electrica de izolare spre statiile de reducere pentru alimentarea cu abur auxiliar (pornire); cele doua statii de reducere 49 bar ./7 ..... 12 bar  au un debit de 12,5 t/h;

- statia de reducere pentru pornire si respectiv 1 t/h - statia de reducere pentru functionare. Aburul intermediar cald trece prin doua ventile de inchidere rapida (VIR-MP: E si F); de la fiecare VIR-MP se fac cite doua ramificatii spre ventile de reglare (moderare) de medie presiune VR-MP; ventilele de reglare  VR-MP 1 si 2 sint montate la partea superioara, iar VR-MP 3 si 4 la partea inferioara a CMP. Aburul destins in CMP este condus prin conducte exterioare in CJP1 si CJP2 si din acestea in condensatorul turbinei.

            Din corpul de medie presiune se fac urmatoarele prelevari:

            - priza 6 pentru PIP6 bis, PIP6;

            - priza 5 pentru PIP5 si pentru alimentarea de baza a colectorului de abur 6 ata (5,88 bar abs.)                  pentru preincalzirea pacurii; 

            - priza 4 pentru degazor si pentru caloriferele de preincalzire a aerului de ardere la cazan;

            - priza 3 pentru PJP3, pentru TPA si pentru boilerele de termoficare.

            Corpurile de joasa presiune sint prevazute cu cite doua prize:

            - priza 2 pentru PJP2;

            - priza 1 pentru PJP1

            Pe conductele de la prizele 2, 3, 4, 5 si 6 sint montate clapete de retinere cu actionare pneumatica si vane de izolare cu actionare electrica; pe conductele de la priza 1 pentru PJP1 nu sint prevazute clapete de retinere si vane de izolare.

            Turbina pompei de alimentare primeste abur din priza 3, sau, la sarcina redusa a blocului, din conductele de abur viu.

            Condensatul de baza este aspirat din condensatorul turbinei de pompa de condensat de baza treapta I (o pompa in functiune si o pompa in rezerva) si este refulat prin condensatorul  de abur etansari (CAE), racitorul de vara (RV), racitoarele de hidrogen (RH2), racitoarele bare stator (RBS) si apoi prin statia de tratare condensatului de baza. La iesirea din statia de tratare, condensatul este aspirat de pompa de condensat de baza treapta II (o pompa in functiune si o pompa in rezerva) si refulat prin PJP1, 2 si 3 spre degazor; la intrarea in PJP1 este montat ventilul de reglare a nivelului in degazor.

            Degazorul este alimentat cu abur din priza 4 a turbinei si functioneaza cu presiune alunecatoare functie de sarcina.

            Apa degazata este aspirata din degazor de turbopompa de alimentare (sarcina 100 %) sau de electropompele de alimentare (2 x50 %) si este refulata prin preincalzitoarele de inalta presiune spre cazan.

            Pentru pornirea blocului si pentru mentinerea in functiune a cazanului la declansarea turbinei sint prevazute statiile de by-pass IP (ocolire CIP) 2 x 217,5 t/h care reduc presiunea si temperatura aburului viu pentru asigurarea racirii supraincalzitorului intermediar si statiile de by-pass JP (ocolire CMP, CJP) care reduc presiunea si temperatura aburului de la iesirea din supraincalzitorul intermediar pina la parametrii condensatorului turbinei. Pentru pornirea cazanului este prevazut un expandor de pornire, pe care sint montate ventilele de by-pass IP: aburul din expandor este condus in supraincalzitorul intermediar, iar apa in degazor sau prin expandorul auxiliar in circuitul hidrotehnic.

            Drenajele turbinei si ale conductelor din limita turbinei sint organizate si racordate la trei expandoare: expandorul CIP, expandorul IP si expandorul JP; schema drenajelor este data in fig. 1.4.

            Pentru racirea condensatorului turbinei sint prevazute doua pompe de circulatie, care aspira apa de racire din canalul de apa rece si o refuleaza prin condensator spre canalul de apa calda. Racirea condensatorului TPA se face cu apa de racire de la refularea acelorasi pompe de circulatie.