Що таке діафрагми парових турбін і їх конструкція, інженерна допомога
Діафрагми турбіни - кільцеві перегородки (в зібраному вигляді) з сопловими ре-щітка, в каналах яких відбувається преобразо-вання теплової енергії пара в кінетичну енергію його струменів. Діафрагма складається з двох напівкільцевих пла-стин, що мають горизонтальний роз'єм, дозволяю-щий встановити ротор. Кожна половина диафраг-ми складається з з'єднаних між собою обода, яким діафрагма сполучається з обоймою або корпусом турбіни, тіла і соплових лопаток. В осьовому напрямку воно фіксується радіальної шпонкой, встанов-ваемой в роз'ємі, а в поперечному спеціальним штифтом або невеликий спеціальної вертикаль-ної шпонкой.
Діафрагма встановлюється (див. Рис.19) в охоплює її деталі так, щоб з одного боку вона могла вільно розширюватися, а з іншого - розширюватися з упевненістю: її вісь повинна збігатися (або майже збігатися) з віссю охоплює її деталі. Для цього (див. Рис. 19) її нижня половина вільно підвішується в корпусі або обоймі за допомогою лапок так, щоб при роботі її гори-зонтальним площину збігалася з площиною роз'єму корпусу (або обойми). Поздовжня шпонка, розташована між діафрагмою і обоймою, фіксує вертикальну площину. Таким чином забезпечується центрування.
У більшості конструкцій діафрагм їх верхні половини підвішуються у верхній половині обойми і при закритті обойми вільно лягають на роз'єм нижньої половини так, як показано (Рис 20).
Мал. 19. Установка нижньої половини діафрагми в обоймі
1 - діафрагма; 2 - обойма; 3 - опорні лапки нижньої половини діафрагми; 4 - радіальна шпонка; 5 - спеціальна шпонка
Основне навантаження, що діє на діафрагму, - перепад тисків, під дією якого діафрагма прогинається, погрожуючи осьовими зачіпанні. Тому кожна діафрагма проходить гідравлічні випробування, при яких вимірюється її прогин при навантаженні, що перевищує експлуатаційну в 1,5 рази.
У перших щаблях ЦВТ, де температура висо-ка, під дією перепаду тисків виникає явище повзучості: діафрагма набуває осту-точний прогин по ходу пара. При цьому скорочені-ються осьові зазори і виникає ще більша небезпека зачіпань.
У сучасних турбінах використовують два види діафрагм: литі і зварні.
Литі діафрагми використовують в ЦНД, де температура невисока і можна використовувати в якості матеріалу чавун. Литі діафрагми з довгими лопатками завжди виконують з косим роз'ємом, для того щоб виключити разрезку лопаток, що потрапляють на роз'єм. Якщо роз'єм зробити прямим, то частини розрізаних лопаток, розташовані на половинах діафрагми, звичайно, ідеально не співпадуть. Потік пара в каналах з розрізаними лопатками буде спотворюватися, і з'являться сили, що збуджують вібрацію робочих лопаток і викликають втомні поломки.
Точна центровка половин діафрагми при косому роз'ємі забезпечується одній вертикальній шпонкой, встановленої на обід діафрагми.
Нижня половина діафрагми підвішується в нижній половині обойми на лапках через підгінним прокладку. Лапки до діафрагми кріпляться гвинтами. Для фіксації вертикальній площині в обоймі встановлюють подовжню шпонку. Для закріплення у верхній половині обойми верхньої половини діафрагми до неї в області роз'єму кріпляться лапки. При підйомі обойми стопорні шайби підхоплюють діафрагму за ці лапки. При нормальній роботі турбо-ни контакт половин діафрагми здійснюється тільки в роз'ємі, а між підгінним прокладкою і обоймою так само, як між лапкою і стопорною шайбою є зазори.
Для фіксації осьового положення в гребені діафрагми по колу встановлюють штифти, що створюють зазор 0,1-0,2 мм, достатній для сво-Бодня осьового розширення діафрагми. Для вільного радіального розширення передбачається зазор 2,5-3 мм. На внутрішній поверхні тіла діафрагм виконують фігурний паз, в який вставляють сегменти ущільнення.
В області високих тисків і температур, де висоти соплових лопаток малі, діафрагми виготовляють виключно звареними. Лиття при малих висотах лопаток не може забезпечити достатньої точності виготовлення, не кажучи вже про те, що для виготовлення необхідно було б використовувати сталь.
При виготовленні зварної діафрагми окремо фрезерують соплові лопатки і штампують бандажні стрічки і в яких пробивають отвори точно за профілем лопаток з необхідним кроком і кутом установки. Потім ці елементи зварюють, а до них приварюють тіло і обід діафрагми.
Для фіксації осьового положення половин діафрагми і зменшення витоку пара в роз'ємі встановлюють поперечну шпонку 8, а на бічній поверхні - вертикальну шпонку 9.
Діафрагма підвішується в обоймі за допомогою лапок 6 і 7, як описано вище.
Зварні діафрагми є універсальні-ми. Їх використовують не тільки в ЦВД і ЦСД, але часто і в ЦНД.
Рис 21. Зварна діафрагма для ЦВД турбін