Design and operating modes of stop and control valves of high-power steam turbines

Abstract

The operating modes of stop and control valves of high pressure and intermediate pressure (low pressure) sections of existing steam turbines of thermal and nuclear power plants a re discussed in the article. Typical operating modes of the valves are defined depending on their functional purpose within the installation, the steam distribution system, the turbine type, and the method of power control. The flow pattern in angle type v alves with one side steam supply into the steam chest is discussed. It is noted that this design is typical for use in high power steam turbine units operated in Ukraine. As a result, a classification of stop and control valves into three groups is propose d. For each group, recommendations are provided regarding the design of the valve flow path elements, specifically the main plug and the seat, which contribute to improving their operational efficiency. In addition, to stabilize the flow, the feasibility o f installing a special cylindrical shell inside the steam chest is considered, featuring an impermeable sector oriented toward the valve inlet pipe. В статті наведено огляд режимів експлуатації стопорних та регулюючих клапанів циліндрів високого та середнього (або низького) тиску потужних паротурбінних установок теплових та атомних електростанцій. Визначені типові режими роботи клапанів в залежності від їх функціонального призначення у складі установки, в залежності від системи паророзподілу, типу турбіни та способа регулювання її потужності. Обговорюється структура течії в клапанах з конструкцією кутового типу з одностороннім бічним підве- денням робочого тіла в парову коробку. Відмічено, що така консрукція є типовою у використанн і у складі потужних паротурбінних установок, що експлуатуються в Україні. За результатами аналізу запропоновано розділення стопорних та регулиющих клапанів на три групи в залежності від діапазону їх роботи. Для кожної із груп наведені рекомендації щодо кон структивного виконання елементів проточного тракту клапана, зокрема основної запірної чаші та сідла, що сприяють підвищенню ефективності їх роботи. Також для стабілізації течії розглянуто доцільність встановлення спеціальної обічайки всередині парової коро бки клапана, що має непроникний сектор, обернений до входу в клапан.