Патенты автора Усачев Константин Михайлович (RU)
Последняя ступень турбины // 2790505
Изобретение относится к области энергомашиностроения, в частности паротурбиностроения, и может быть использовано при проектировании последних ступеней паровых турбин с диафрагмой и рабочим колесом, преимущественно влажно-паровых турбин. Последняя ступень турбины содержит проточную часть с диафрагмой, имеющую обод с влагоулавливающим элементом и направляющие лопатки, расположенные с равномерным шагом в тангенциальном направлении, и рабочим колесом с рабочими лопатками. Направляющие лопатки и рабочие лопатки имеют аэродинамический профиль с корневыми и периферийными торцами и с входными и выходными кромками. На ободе установлен дополнительный влагоулавливающий элемент и со стороны паровхода перед периферийной частью направляющих лопаток установлен влагоотводящий элемент с кольцевой проточкой, размещенный на осевом расстоянии от входных кромок направляющих лопаток, находящемся в диапазоне 0,005-0,015 высоты аэродинамического профиля направляющих лопаток. Внутренняя поверхность влагоотводящего элемента со стороны проточной части выполнена в форме части выпуклой тороидальной поверхности, плавно сопряженной с конической поверхностью обода, примыкающей к периферийным торцам направляющих лопаток. Рабочие лопатки установлены с осевым зазором между их входными кромками и выходными кромками направляющих лопаток таким образом, что величина отношения шага к осевому зазору монотонно возрастает от корневых торцев по высоте аэродинамического профиля направляющих лопаток и достигает максимального значения, находящегося в диапазоне 2,3-2,6, на участке, высота которого составляет 0,4-0,6 высоты аэродинамического профиля, а далее, до периферийных торцев, монотонно убывает. Технический результат - повышение внутреннего относительного КПД последней ступени паровой турбины и соответственно внутреннего относительного КПД паровой турбины, снижение эрозионного износа рабочих лопаток в составе ступени. 3 ил.
Изобретение относится к области энергомашиностроения, в частности паротурбостроения, и может быть использовано при проектировании направляющих лопаток, входящих в состав ступеней цилиндров низкого давления осевых паровых турбин. Направляющая лопатка имеет аэродинамический профиль с корневым и периферийным торцами, криволинейные входную и выходную кромки, изогнутые в осевом и тангенциальном направлении по всей высоте аэродинамического профиля, имеющего по высоте корневой и периферийный участки, а также средний участок, расположенный между ними. Входная кромка изогнута в осевом направлении под переменным по всей высоте аэродинамического профиля углом -7°<α<35°, при этом на периферийном участке угол α непрерывно возрастает к периферийному торцу, и входная кромка изогнута в направлении против течения пара на указанном участке. Выходная кромка изогнута в осевом направлении под переменным по всей высоте аэродинамического профиля углом -7°<β<35°, при этом на периферийном участке угол β непрерывно возрастает от 0° до максимального значения у периферийного торца, и выходная кромка изогнута в направлении по течению пара на среднем участке и на корневом участке, а на периферийном участке - в направлении против течения пара. Выходная кромка изогнута также в тангенциальном направлении от корневого торца к периферийному торцу в направлении течения пара под переменным по всей высоте аэродинамического профиля углом ε, причем угол 0°<ε<35° на корневом участке уменьшается от корневого торца к периферийному торцу, а на периферийном участке и среднем участке угол 0°<ε<5°. Технический результат - повышение внутреннего относительного КПД ступени цилиндра низкого давления паровой турбины и, соответственно, внутреннего относительного КПД паровой турбины, сохранение удовлетворительного вибрационного состояния рабочих лопаток в составе ступени и снижение их эрозионного износа. 2 ил.
Направляющая лопатка влажнопаровой турбины // 2666710
Направляющая лопатка влажнопаровой турбины содержит цельный корпус с входной и выходной кромками, вогнутую и выпуклую поверхности, образующие профиль лопатки. В лопатке выполнены внутренние полости. Сквозная внутренняя полость со стороны входной кромки образована выемкой в цельном корпусе и вогнутой стенкой, образующей одну часть вогнутой поверхности. Внутренняя полость со стороны выходной кромки в периферийной зоне лопатки образована выемкой в цельном корпусе, покрывающим элементом, образующим другую часть вогнутой поверхности, радиальным ребром, имеющим высоту, равную 0,15-0,25 высоты профиля, и соединенным с ним горизонтальным ребром, имеющим длину, равную 0,2-0,4 хорды лопатки. Ребра выполнены заодно с цельным корпусом и герметично разделяют полости. Сквозная внутренняя полость соединена с межлопаточным каналом, по меньшей мере, одной сквозной щелью, выполненной в периферийной зоне вогнутой стенки на 0,35-0,45 высоты профиля и под углом 0-5° к нормали к профилю. Внутренняя полость соединена с межлопаточным каналом, по меньшей мере, одной сквозной щелью, выполненной в покрывающем элементе под углом 25-35° к касательной к профилю. Предлагаемая конструкция лопаток позволяет повысить эффективность влагоудаления с поверхностей направляющих лопаток и в межлопаточных каналах, что обеспечивает повышение в целом КПД влажнопаровой турбины и снижение опасности эрозионного износа элементов турбины. Также снижается материалоемкость, повышается вибрационная надежность и улучшается технологичность конструкции направляющих лопаток. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к области энергетического машиностроения, в частности к конструкции двухпоточных цилиндров паровых турбин, работающих на сверхкритических параметрах пара и выше. В корпусе двухпоточного цилиндра в пространстве между дисками первых ступеней ротора установлено кольцо, состоящее из наружной обечайки, наружных стенок, внутренней обечайки, внутренних стенок. При этом наружная обечайка, наружные стенки и внутренняя обечайка образуют наружную камеру, а внутренняя обечайка, внутренние стенки и ротор образуют внутреннюю камеру. В наружных стенках выполнены боковые отверстия с установленными в них закрывающими элементами со щелью в каждом, выполненной под углом α=30-50° к торцевой плоской поверхности закрывающего элемента, при этом отношение ширины щели к ее длине составляет 0,05-0,1. Между наружной обечайкой и трубопроводом подвода охлаждающего пара установлены поршневые кольца. Во внутренней обечайке выполнено по меньшей мере одно сквозное радиальное отверстие. Во внутренних стенках установлены уплотнительные элементы. Технический результат заключается в эффективном охлаждении центральной части двухпоточного цилиндра (средняя часть ротора и диски первых ступеней левого и правого потоков) при минимальном расходе охлаждающего пара, что обеспечивает высокую экономичность, надежность и увеличивает ресурс ротора по длительной прочности. 1 ил.
Последняя ступень паровой турбины // 2614316
Последняя ступень паровой турбины содержит диафрагму с телом, ободом и сопловой решеткой, образованной направляющими лопатками. Лопатки выполнены с каналами отбора влаги и впуска пара, сообщающимися со сквозными прорезями отбора влаги и впуска пара. Лопатки разделены на две группы: одну группу лопаток, расположенных в нижней части диафрагмы и наиболее удаленных от разъема, входящую в сектор сопловой решетки с центральным углом 120-180°, и другую группу остальных лопаток. Кольцевая камера в ободе каждой части диафрагмы герметично разделена на камеру впуска пара и камеру отбора влаги. К камере впуска пара присоединены пароприемные коробки с трубами подвода пара, в которых установлены дроссельные регуляторы давления, а камера отбора влаги сообщается с отверстиями в ободе, в которых установлены дроссельные элементы. В теле диафрагмы выполнены влагоприемные пазы. Предлагаемая конструкция лопаток обеих групп и наличие различных элементов влагоудаления позволяют повысить эффективность влагоудаления, что обеспечивает повышение кпд ступени и в целом кпд паровой турбины, а также снижение опасности повышенной влажно-паровой эрозии рабочих лопаток. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.
ПОСЛЕДНЯЯ СТУПЕНЬ ВЛАЖНОПАРОВОЙ ТУРБИНЫ // 2569789
Изобретение относится к области энергомашиностроения, в частности паротурбостроения, и может быть использовано при проектировании паровых турбин средней и большой мощности, а именно - при разработке конструкции последних ступеней влажнопаровых турбин, имеющих элементы влагоудаления. Последняя ступень влажнопаровой турбины содержит диафрагму, выполненную из верхней и нижней части, каждая из которых содержит тело, обод, сопловую решетку, образованную полыми направляющими лопатками и внутренними и наружными бандажными лентами. На ободе диафрагмы со стороны паровхода и паровыхода, а также в периферийной зоне тела диафрагмы со стороны паровхода установлены влагоотводящие элементы. Технический результат: повышение эффективности влагоудаления при работе влажнопаровой турбины в условиях повышенной влажности перед направляющими лопатками последних ступеней, что обеспечивает повышение КПД. Повышение эффективности влагоудаления также обеспечивает снижение опасности повышенной влажнопаровой эрозии элементов проточной части, и в первую очередь - рабочих лопаток. В предлагаемой конструкции также предусмотрен ряд дополнительных мероприятий, позволяющих повысить эффективность влагоудаления. 7 з.п. ф-лы, 3 ил.
