Паровпускная часть двухпоточного цилиндра паровой турбины

 

ПАРОВПУСКНАЯ ЧАСТЬ ДВУХПОТОЧНОГО ЦИЛИНДРА ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ, содержащая узел соединения тела диафрагмы с обтекателем подвода пара к внутреннему меридиональному обводу каналов направляющих лопаток диафрагмы, образованный кольцевым опорным выступом входящим в кольцевую проточку, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности путем исключения эрозионного износа диска ротора турбины, кольцевой опорный выступ выполнен на обтекателе, а в теле диафрагмы выполнена кольцевая проточка в виде влагоулавливающей камеры, снабженной кольцевым гребнем, обращенным к торцовой поверхности кольцевого опорного BbicTyna. (Л to 00 сд

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

sm F 01 D 2524

Х.,ЕСОЯЗКДМ я НеТГЛТ1! 9ИХ11 1Ж М " ъмиаяжи

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3392777/24-06 (22) 28.01.82 (46) 15.06.83. Бюл. № 22 (72) H. Г. Левит, И. В. Гарькавенко, Ю. А. Авербах, Ю. Т. Воеводин и 8. А. Черноволенко (71) Харьковский филиал Центрального конструкторского бюро Главэнергоремонта (53) 621.165.51 (088.8) (56), 1, Авторское свидетельство СССР № 859660, кл. F 01 D 25/24, 1979.

2. Авербах 1О. А., Левит И. Г., Воеводин Ю. Т. Об эрозионном износе цилиндров низкого давления турбин К-100-90 ЛМЗ.— «Электрические станции», 1976, № 2, с. 23—

24.

„SU, 1023115 A (54) (57) ПАРОВПУСКНАЯ ЧАСТЬ ДВУХПОТОЧНОГО ЦИЛИНДРА ПАРОВОЙ

ТУРБИНЫ, содержащая узел соединения тела диафрагмы с обтекателем подвода пара к внутреннему меридиональному обводу каналов направляющих лопаток диафрагмы, образованный кольцевым опорным выступом входящим в кольцевую проточку, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности путем исключения эрозионного износа диска ротора турбины, кольцевой опорный выступ выполнен на обтекателе, а в теле диафрагмы выполнена. кольцевая проточка в виде влагоулавливающей камеры, снабженной кольцевым гребнем, обращенным к торцовой поверхности кольцевого опорного выступа.

10231

ЗО

Изобретение относится к энергетическому машиностроению, преимущественно к паровым турбинам, и может, быть использовано в узлах соединения диафрагм с обтекателями паровпускных частей двухпоточных цилиндров паровых турбин.

Известна паровпускная часть двухпоточного цилиндра паровой турбины с обтекателем подвода пара к внутреннему меридиональному обводу каналов направляющих лопаток диафрагмы, состоящая из кольцевого опорного выступа, выполненного на обтекателе, который входит в кольцевую проточку тела диафрагмы, расположенную на ее торцовой поверхности со стороны входа пара, причем обтекатель закреплен на теле диафрагмы жестко (1).

Недостатком такой паровпускной части является соединение обтекателя с телами диафрагм правого и левого потока, что приводит к дополнительному силовому воздействию на диафрагмы и связанному с взаимным осевым положением диафрагм в статоре, определяемому величиной его теплового расширения, которое не совпадает с величиной теплового расширения обтекателя ввиду различия температур их металлов.

Известна также паровпускная часть двухпоточного цилиндра паровой турбины, содержащая узел соединения тела диафрагмы с обтекателем подвода пара к внутреннему меридиональному обводу каналов направляющих лопаток диафрагмы, образованный кольцевым опорным выступом, входящим в кольцевую проточку (2).

Недостатком этой паровпускной части является наличие подвижного устройства узла соединения, что вызывает его неплотность и дополнительную щелевую протечку пара, обусловленную перепадом давления на диафрагму, а в зоне влажного пара приводит к эрозионному износу дисков первых ступеней ротора. Из-за разности температур пара на входе и выходе из диафрагмы, а также в результате соответствующего теплопере носа (теплопроводности) по телу диафрагмы поверхность ее металла на входе пара имеет меньшую температуру, чем омывающий диафрагму влажный пар.

Вследствие этого влажный пар конденсируется на входной поверхности диафрагмы, и она покрывается пленкой влаги. Под действием силы тяжести эта влага стекает по диафрагме. Влагой могут покрываться и поверхности обтекателя, особенно в переходных режимах работы турбины. В связи с тем, что узел соединения тела диафрагмы и обтекателя неплотен, в нем есть щелевая протечка пара, которая захватывает влагу, стекающую по диафрагме и обтекателю.

Влажность пара протечки увеличивается по сравнению с диаграммной влажностью пара в этой зоне. Выходя из узла соединения по посадочным зазорам центрирующей цилиндрической поверхности, обращенной

15 к диску ротора, влажный пар протечки имеет значительную осевую скорость. Сталкиваясь с вращающимся диском, струя влажного пара размывает его, образуя в диске кольцевую канавку. Эрозионный размыв диска в сочетании с коррозионным воздействием влаги на металл приводит к концентрации напряжений в зоне размыва, появлению микротрещин и снижает надежность работы турбины.

Цель изобретения — повышение надежности путем исключения эрозионного износа диска ротора турбины.

Указанная цель достигается тем, что в паровпускной части двухпоточного цилиндра паровой турбины, содержащей узел соединения тела диафрагмы с обтекателем подвода пара к внутреннему меридиональному обводу каналов направляющих лопаток диафрагмы, образованный кольцевым опорным выступом, входящим в кольцевую проточку, кольцевой опорный выступ выполнен на обтекателе, а в теле диафрагмы выполнена кольцевая проточка в виде влагоулавливающей камеры, снабженной кольцевым гребнем, обращенным к торцовой поверхности кольцевого опорного выступа.

На фиг. 1 изображена паровпускная часть двухпоточного цилиндра паровой турбины, продольное сечение; на фиг. 2 узел 1 на фиг. 1; на фиг. 3 — узел II на фиг. 1.

Паровпускная часть двухпоточного цилиндра состоит из диафрагмы 1, в теле 2 которой установлен обтекатель 3, подводящий пар к внутреннему меридиональному обводу 4 каналов направляющих лопаток 5.

На обтекателе 3 выполнен кольцевой опорный выступ 6, который входит в кольцевую проточку 7 тела 2 диафрагмы 1. Между выступом 6 и кольцевой проточкой 7 расположена в радиальном направлении кольцевая полость 8 в виде влагоулавливающей камеры, соединенная с дренажной системой проточной части турбины (не показана) .

Тело 2 диафрагмы 1 имеет кольцевой щиток 9, между которым и выступом 6 образована кольцевая щель 10. На щитке 9 со стороны, обращенной к выступу 6 обтекателя 3, имеется кольцевой влагоулавливающий гребень 11, который перекрывает щель 10 и обращен к торцовой поверхности

12 кольцевого опорного выступа 6. Центровка обтекателя 3 в теле 2 диафрагмы 1 осуществлена по цилиндрической поверхности 13. 3а диафрагмой 1 расположен диск 14 ротора 15 турбины с рабочим облопачиванием 16, а перед диафрагмой 1— пароподводящий канал 17.

Паровпускная часть работает следующим образом.

Ввиду наличия перепада давления на диафрагме 1 в узле соединения ее тела 2 и обтекателя 3 происходит щелевая утечка

10231

Составитель В. Гуторов

Редактор А. Долинич Техред.И. Верес . Корректор Л. Бокшан

Заказ 4! 78/23 Тираж 535 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам Изобретений и открытиЙ

I 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 влажного пара. Процесс истечения влажного пара при этом является процессом дросселирования, который в зоне низкого давления турбины приводит к некоторому уменьшению .степени влажности пара. Однако если этот процесс происходит в потоке со значить- 5 ными скоростями, то он является неравновесным, связанным с запаздыванием во времени как процессов испарения, так и конденсации. Для торможения потока пара; истекающего из кольцевой щели 10, обра- 10 зована полость (влагоулавливающая камера) 8, в которой влажный пар подсушивается благодаря физическому процессу повышения его энтропии. В кольцевой полости 8 при низких скоростях потока мелкодисперсная влага переходит в крупнодисперсную, осаждается на ее стенках и под действием гравитационных сил стекает в наинизшую зону камеры, из которой отводится в дренажную систему турбины (не показано) .

Частично осушенный пар протечки поступает в кольцевую щель 10.. За счет перекрытия кольцевой щели 10 кольцевым влагоулавливающим гребнем 11, расположенным на кольцевом щитке 9, происходит дополни- . тельное осушение пара путем улавливания влаги, стекающей по щитку 9, и крупно15 дисперсной влаги за счет поворота потока пара около кольцевого влагоулавливающего гребня 1. Наличие кольцевой полости в виде влагоулавливающей камеры позволяет: погасить скорость влажно-парового потока, идущего из щели между опорным выступом и проточкой в теле диафрагмы, и тем самым достичь равновесного состояния в потоке пара, образоваться крупнодисперсной влаге, которая может быть частично отведена из камеры через систему дренажей. Наличие щитка придает потоку пара радиальное направление движения в щели между ним и боковой поверхностью опорного выступа обтекателя, что исключает попадание пара на поверхность диска ротора, а наличие влагоулавливающего кольцевого гребня позволит дополнительно уменьшить содержание влаги в паре путем отвода в дренаж влаги, стекающей по щитку, благодаря чему исключается эрозионный износ диска ротора и повышается надежность турбины. При этом достигается и дополнительный эффект-уменьшение эрозионного износа последующих ступеней турбины и повышение ее экономичности за счет промежуточного отвода влаги из потока пара, проходящего через проточную часть цилиндра турбины.