Турбинная щабель

F01D11 / 02 - за допомогою безконтактних ущільнень, наприклад лабіринтових (ущільнення зазору між кінцями лопаток ротора і статором F01D 11/08)

Власники патенту RU 2303140:

Державна освітня установа вищої професійної освіти "Санкт-Петербурзький державний політехнічний університет" (ГОУ "СПбДПУ") (RU)

Турбинная щабель містить напрямні лопатки, тіло діафрагми, Лабірінтовий ущільнення на валу турбіни, диск робочого колеса, камеру між тілом діафрагми і диском робочого колеса, що обмежують проточну частину поверхні направляючого апарату. У турбінної ступені також встановлено роздільник у вигляді ущільнення між діафрагмою і полицею, виконаної на диску робочого колеса біля основи каналів, розташованих в тілі діафрагми в радіальному напрямку і з'єднаних з додатковою соплової гратами. Нахил сопел решітки такий же, як у напрямних лопаток в кореневому перерізі в площині, перпендикулярній осі турбіни. Коренева обмежує поверхню сопел спрямована по дотичній до обмежує проточну частину поверхні диска робочого колеса. Винахід підвищує ККД ступені шляхом збільшення стійкості потоку у кореневої обмежує поверхні. 1 мул.

Винахід відноситься до турбінобудування і може бути використано в парових і газових турбінах, переважно для останніх ступенів потужних турбін і ступенів великий циркуляції.

Відома конструкція направляючого апарату, кожна лопатка якого забезпечена виконаними в її вихідний частині щілинами і встановленої в каналі перегородкою, що розділяє його на дві порожнини, одна з яких, розташована з боку корита, повідомлена зі щілинами, а інша з'єднана з кільцевою порожниною внутрішньої обоймою (А .з. СРСР, 996735, 1982 г.). У зазначеній конструкції передбачено проходження великої витрати пари високої температури через внутрішні порожнини нагрівають лопаток. Ця пара частково видувається через вихідні кромки лопаток, а частково через кільцевої канал в тілі діафрагми. Пристрій служить для зменшення ерозії робочих лопаток. Недоліком конструкції є втрати теплосодержания проходить по внутрішнім порожнинах лопаток пара, викликані витратами тепла на випаровування вологи. Пар, що видувається через кінцевий канал в тілі діафрагми, служить для дроблення крапельної вологи. Натікання його на робоче облопачіваніе відбувається з кутами атаки, що сприяє втраті стійкості потоку в кореневих перетинах робочого колеса. Тим самим знижується економічність щаблі.

Відома конструкція гребенчатого ущільнення на валу турбіни, що перешкоджає проникненню пари в простір між тілом діафрагми і диском робочого колеса (Кирилов І.І. Кантор С.А. Теорія і конструювання турбін. - Л. Льон. Отд. «Машинобудування», 1947, рис .192, с.46). Недоліком конструкції є те, що проходить через гребенчатая ущільнення кореневої потік впроваджується в основний потік, знижуючи його стійкість і викликаючи додаткові втрати.

Як прототип приймається відома конструкція останнього ступеня парової турбіни К-210/130 ПО ЛМЗ (Кирилов І.І. Іванов В.А. Кирилов О.І. Парові турбіни і двигуни установки. - Л. Льон. Отд. «Машинобудування». 1978, с.44), що містить напрямні лопатки, тіло діафрагми, Лабірінтовий ущільнення на валу турбіни, диск робочого колеса, камеру між тілом діафрагми і диском робочого колеса і обмежують проточну частину поверхні. Недоліком прототипу є те, що весь кореневої потік впроваджується в основний потік, знижуючи його стійкість і викликаючи втрати.

Технічною задачею винаходу є підвищення ККД ступені шляхом збільшення стійкості потоку у кореневої обмежує поверхні.

Поставлена ​​задача досягається тим, що у відомому пристрої, що містить напрямні лопатки, тіло діафрагми, Лабірінтовий ущільнення на валу турбіни, диск робочого колеса, камеру між тілом діафрагми і диском робочого колеса, що обмежують проточну частину поверхні направляючого апарату, розташований роздільник потоку у вигляді додаткового ущільнення між діафрагмою і полицею, виконаної на диску робочого колеса біля основи каналів.

У тілі діафрагми виконані канали, які розташовуються в радіальному напрямку і з'єднані з додатковою соплової гратами з кутами нахилу сопел такими ж, як у напрямних лопаток в кореневому перерізі в площині перпендикулярній осі турбіни. Коренева обмежує поверхню сопел спрямована по дотичній до обмежує проточну частину поверхні диска робочого колеса. В результаті прикореневій потік потрапляє в робоче колесо у напрямку основного потоку, одночасно зменшуються кути атаки на вході в робоче облопачіванніе.

Наведені відмітні від прототипу ознаки дозволяють підвищити ККД турбінної ступені.

На кресленні зображений загальний вид турбінної ступені і розріз направляючого апарату. Турбинная щабель містить 1 - напрямні лопатки, Лабірінтовий ущільнення 2 на валу турбіни, диск робочого колеса 3, камеру 4 між тілом діафрагми і диском робочого колеса, що обмежують проточну частину направляючого апарату поверхні 5. Роздільник потоку у вигляді додаткового ущільнення 6 розташований між полицею 7, виконаної на диску робочого колеса 3, і тілом діафрагми 8 біля основи каналів 9, розташованих в тілі діафрагми 8 в радіальному напрямку і з'єднаних з додатковою соплової гратами 10. Коренева обмежує пов ерхность сопел спрямована по дотичній до обмежує проточну частину поверхні диска робочого колеса II.

Установка роздільник потоку у вигляді додаткового ущільнення 6 між діафрагмою 8 і полицею 7, виконаної на диску робочого колеса 3 біля основи каналів 9, призводить до того, що потік, що пройшов через ці канали і виходить з додаткових сопел 10, не має радіальної складової швидкості, погіршує, як відомо (Кирилов І.І. «Теорія турбомашин». - Л. Льон. отд. «Машинобудування», 1972, с.341), протягом потоку в кореневих перетинах ступені. У прототипі кожен відсоток протікання через Лабірінтовий ущільнення на валу 2 знижує ККД ступені до 1,5%. Установка роздільник 6 призводить до того, що потік, що виходить з додаткових сопел 10, не має радіальної складової швидкості, а надходить з камери 4 потік, хоча і має радіальну складову швидкості, але при малої частки витрат в загальному кореневому потоці установка роздільник потоку знижує вказане вище падіння ККД по відношенню до витрат пара, що встановлюються роздільником. До того ж вихід пара з додатковою соплової решітки 10 з кутами нахилу сопел такими ж, як у напрямних лопаток I в кореневому перерізі в площині перпендикулярній осі турбіни і в напрямку кореневої обмежує поверхні сопел по дотичній до обмежує проточну частину поверхні робочого колеса II не тільки сприяє відсутності радіальної складової швидкості кореневого потоку, а й зменшує кути цього потоку на робоче облопачіваніе.

У порівнянні з прототипом пропонована конструкція за рахунок підвищення стійкості потоку в кореневій зоні ступені призведе до збільшення ККД.

Турбинная щабель, яка містить напрямні лопатки, тіло діафрагми, Лабірінтовий ущільнення на валу турбіни, диск робочого колеса, камеру між тілом діафрагми і диском робочого колеса, що обмежують проточну частину поверхні направляючого апарату, що відрізняється тим, що додатково встановлено роздільник у вигляді ущільнення між діафрагмою і полицею , виконаної на диску робочого колеса біля основи каналів, розташованих в тілі діафрагми в радіальному напрямку і з'єднаних з додатковою соплової гратами, при цьому нахил з співав решітки такий же, як у напрямних лопаток в кореневому перерізі в площині, перпендикулярній осі турбіни, а коренева обмежує поверхню сопел спрямована по дотичній до обмежує проточну частину поверхні диска робочого колеса.