Цилиндр низкого давления турбомашины

 

ЦИЛИНДР НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ ТУРБОМАШИНЫ, содержащий ротор, опира ющийся на фундаментные опоры, внутренний корпус с отсеками проточной части, размещенный в наружном корпусе с цилиндрической обечейкой в средн ей части, с торцовыми стенками-балка коробчатого сечения арочной формы, трубопроводами отбора пара и продольными балками коробчатого сечения, опорные лапы и выхлопные патрубки, отличающийс я тем, что, с целью повышения надежности и эффективности его в работе путем повышения жесткости наружного корпуса и уменьшения расцентровки внутреннего корпуса, торцовые станки-балки выполнены в виде выхлопных патрубков, в паровом пространстве которых дополнительно расположена арочная пространственная система жесткости, соединенная с продольными балками, с цилиндрической обечайкой, и с опорными лапами, закрепленными на наружных торцовых стенках выхлопных патрубков со стороны фундаментных . опор, продольные балки выполнены (О заодно с цилиндрической обечайкой, расположены между внутренними торцо выми стенками выхлопных патрубков и соединены с последними по периметру коробчатого профиля, а их внутренние полости разделены на камеры, одни из которых сообщены с отсеками проточной части и с трубопроводами отбора пара, а другие - с окружающей атмосферой .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(51) F 01 D 25/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОсудАРстВенный комитет сссР по делАм изОБРетений и отнРытий (21) 3560439/24-06 (22) 05.03.83 (46) 07.06.84. Бюл. У 21 (72) В.А. Персидский, Ю.Ф.Косяк, А.Д. Кантемир, С.А. Смирнов, В.М. Бочкарев, В.И. Герман, E.È. Иващенко и Ю.В. Космачевский (71) Производственное объединение атомного турбостроения Харьковский турбинный завод им. С.М. Кирова (53) 621.165(088.8) (56) 1. Патент Франции Р 2120492, кл. F 01 D 25/00, опублик. 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

9 668302, кл. F 01 D 25/28, 1975. (54)(57) ПИЛИНДР НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ

ТУРБОМАШИНЫ, содержащий ротор, опира ющийся на фундаментные опоры, внутренний корпус с отсеками проточной части, размещенный в наружном корпусе с цилиндрической обечейкой в среднуй части, с торцовыми стенками-балкамй коробчатого сечения арочной формы, трубопроводами отбора пара и продольными балками коробчатого сечения, „„Я0„„1 96379 А опорные лапы и выхлопные патрубки, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и эффек тивности егo B работе путем повышения жесткости наружного корпуса и уменьшения расцентровки внутреннего корпуса, торцовые станки-балки выполнены в виде выхлопных патрубков, в паровом пространстве которых дополнительно расположена арочная пространственная система жесткости, соединенная с продольными балками, с цилиндрической обечайкой, и с опорными лапами, закрепленными на наружных торцовых стенках выхлопных патрубков со стороны фундаментных опор, продольные балки выполнены заодно с цилиндрической обечайкой, расположены между внутренними торцовыми стенками выхлопных патрубков и соединены с последними по периметру коробчатого профиля, а их внутренние полости разделены на камеры, одни из которых сообщены с отсеками проточной части и с трубопроводами отбора пара, а другие — с окружающей атмосферой.

Изобретение Относится к турбос po " ению, в частности к цилиндрам низко= гo давления {ЕЕНД) и может быть Ilc-. гользовано в турбомашинах для обеспечения соосности ротора и статора увеличивающихся габаритс в и масс турбОмашин с рОстОм их едкнич"

НОЙ МОЩНОСТИ.

Известен ПНД турбома(шины, содер" жащий ротор, Опирающийся на собствен-ные опоры фундамента, внутренний и 1(1 ,наружный корпусы (Е).

Недостаток такого П1НД вЂ” увеличение деформации корпусных элементов с gоз— растанием габаритов и масс узлов турбины при росте единичной мощности турбоагрегата, ч>го приводит 1< pacucl» Tровкам сТВТорВ. и рОтОра ПНД в Iтроцс с" се эксплуатации.

Известен ПНД турбомашины,. содержа- . щий ротор, опира1ощийся на фундамент-- i>(I ные опоры, внутренний корпус с отсе-: ками проточкой части, размещенный в наружном корпусе с цилиндрической обечайкой в средней части, торцовы-. ми стенками — балками коробчатого у; сечения арочной формы, трубопроводами отбора пара и продольными балками коробчатого сечения, опорные лапы и выхлопные патрубки (2).

Вертикальный прогиб оси Е1НД как

1131 от масс узлов, так и от вакуумных сил определяется жесткость с элементов наружного корпуса. Оболочка наружно,но корпуса постоянного поперечпого

» сечения с плоскими боковыми стенками

7 в нижней половине обладает малой

=обственной жесткостью. Основньми силовыми элементами нарух<ного корпуса являются продольные балки коробчато--о сечения и связанные с н>кп. Торцовые стенки-балки коробчатого сечения 4(3 арочной формы, снабженные внутренни-. ми ребрами жесткости. Соединение продольных балок с торцовыми стенками корпуса только одной боковой Новерхностью приводит к несим»<етрично--,, r, му нагружению коробчатого профиля балок „HTO H co IGTBHHH c Go»>ьшой длиной уменьшает жесткость <онструкции, а выполнение торцовых =тепок

KoprIуса в виде балок I о чения только,цля обеспече>1ИH жеcT«îcЯ» ти корпуса без использования внут-ренней полости для течения лар(1 г(риводит к увеличению габаритов и массы ПНД

Вертикальное смещение o"и внутрен--" .-: него корпуса относительно оси наруж-ного определяется жесткостью Ilo" перечных балок, на .«оторых раз>:»ещен внутренний корпус. Наличие дополн1:.:тельного элемента для размещения i<>Q внутреннего корпуса в наружном усло:к-. няет конструкцию ПНД и увеличивает его массу, а малая жесткость и большая длина пролета поперечных балок между опорнь1ми площадками кронштей:->ов наружного корпуса и ла-1 HHóòðåHH(по В СВЯЗИ С HB ЛИЧИЕМ ПаРОВОГО пространств;. Между корпуса, и (выхлопной пат1>убок» приводит к увеличению

Оасце:»т с>ов>< 1! c<7 в во время экс»луата:,и-: и» в коне-ном счете,. к ,ув(7личeнию сзЕ7едных протечек»1аЕ7а в

ПНД за счет увеличения и неконцент ри -Iны>1 зазОООв в пртОЧНОЙ части, Недостатк<з<л являктс:я также терми." веские напряжения в стенках по поперечному сечению продольных балок коробчатого сечения„ возникающие из-за разности температур внутрен IHx сте— нок, омываемых паром, и наружных, изолированных от нарового пространства„

Пель изобретения — повышение на: е>кности и эффективности работы ШЕД ,»утсм» повышения жесткости наружного кopoyca и у-;Iàí!,Iàíèÿ расцентровки внутреннего корпуса. указанная пель достигается тем„ что z ПНД турбомашины, содержащем ротор,, опирающийся на фундаментные

Опоры, внутренний корпус с отсеками проточной части, размещенный в нару>кном корпусе с цитиндрической Обе =.ай«ой в средней части, торцовыми стенками-балками коробчатого сечения арочной формы„ трубопроводами отбора

:(ара и продольными балками коробчатого сечения, oпорные лапы и вы лоппыс.- патрубки, торцовые сте"ки-балки выл>ол»!BHI»I:; виде »зь>хлопных патрубков, В ПаРОЗОМ Пг>ОСТРаНСТВЕ КОТОРЫХ ДОПОЛн»-:тельнО pai>. IОлОжена арОчная прОст- . рапственна.-: сис=ема жесткости соедипенная с продольными балками с цилиндрической обечайкой и Опорными лапами, за»< >о »ле(--ными на нару>кHEi!x » О р до в ы >< с т е н к i I x B LLK ло и н ых II a T p у 6 к О В ф;нда l H -.HLIx ollop Ilpo ,(1c I»I III< 6a7 < K è выполнены з аод11О с цилиндрической обечайкой(расположены

»междy HHутренними тОрцОВыми cтeнками выхлопных г;атрубкoM и соединены с последними .-,о периметру коробчатого ((рс>филя > а 1.<х внутре»IH>!c ИОлО ти

Ра З.ЦЕЛЕНЬ1 Нс . КсЛМЕРЫ, ОДНИ ИЗ КОТОРЫХ сообщены с: отсекаМИ проточной части и ТЕ7У6oliPo -:ОДс ми ст 6oPB пс(Ра, B

—,;! i ». ГИ(» -" (71: Pñ7ßBXï!:<Зй а ТМС>сфЕР»ой

Ка 1>и-. 1 представлен ПНД турбомашинс общий вид; на фи:-., 2 — paзрез

»>-»> на фиг.1- На фиг. 3 . — корпус ННД

c:. ротора †. !Kcoнометрической проекции с услот(1! о Отделенными элемента—

;.И1 П»1,Е .

П1",Д тугтбомашины c = оризонтальным

17стэ<ЬЕ1«OМ СОДЕРжи.. РОTOP 1 С фУНДаМЕНт ными О>с(с>р с(ми 2, ус: т а<1ов лен ными на азундамепте 3, и наружный корпус 4, посредс квом Опорных лап 5 и îHop б уcòaíoâëåiIHûé на с(>ундаменте 3, Е Орцовы- стенки-(ал;<и » 1 Оробча Ого с чения арочной формы н-..ружного

1096379 корпуса 4 выполнены в виде обечаек выхлопных патрубков 8, а средняя часть представляет собой цилиндрическую обечайку 9, снабженную продольными балками 10 коробчатого сечения. 4

В паровом пространстве каждого из выхлопных патрубков 8 дополнитель= но расположена арочная пространственная система жесткости (силовых стержней) 11, соединенная внутренней торцовой стенкой 12 выхлопного патрубка

8 с продольными балками 10 коробчатого сечения и цилиндрической обечайкой 9, а наружной торцовой стенкой

13 выхлопного патрубка 8 — c опорны- 15 ми лапами 5, закрепленными на этих стенках 13 со стороны фундаментных опор б.

Продольные балки 10 коробчатого сечения располо>кены между внутренними торцовыми стенками 12 выхлопных патрубков 8 и соединены с ними по периметру коробчатого профиля балок

10. Внутренние полости продольных балок 10 коробчатого сечения разделены на камеры 14-16. Камеры 14 и

15 соединены с отсеками 17 проточной части и дренажными отводами 18 с трубопроводами (не показаны) отборов нара на регенерацию, а камеры 16 соединены с окружающей атмосферой. Внутренний корпус поперечными лапами

19 установлен на опорные площадки 20, предусмотренные в нижней половине 21 цилиндрической обечайки 9. Внутренний корпус 22 с отсеками 17 проточной35 части размещен в наружном корпусе 4.

ПНД турбомашины работает следую щим образом.

Массовые нагрузки и динамические усилия от вращающейся массы ротора 1,4() установленного на фундаментных опорах

2, передаются непосредственно на фундамент 3. Нагрузки от узлов БНД воспринимаются жестко связанными между собой цилиндрической обечайкой 9, 45 продольными балками 10 коробчатого сечения, арочной пространственной системой силовых стержней 11 и опорными лапами 5 ПНД и передаются последними на опоры б и фундамент 3.

При работе турбины эона с температурой подводиглого пара локализована во внутреннем корпусе 22, а цилиндри" ческая обечайка 9 наружного корпуса

4 в этой зоне и камеры 14 продольных балок 10 коробчатого сечения, примыкающие к паровпуску, омываются паром с параметрами,,соответствующими параметрам пара за последней ступенью проточной части внутреннего корпуса

22. Снижение температуры пара по мере прохождения проточной части обеспечивает постепенное они>кение температуры в камерах 14 и 15 продольных балок 10, связанных с отсеками 17 проточной части и дренажныгли отводами

18 с трубопроводами отборов пара на регенерацию, что улучшает тепловой режим и исключает большие температурные напряжения и деформации в поперечном сечении продольных балок 10 коробчатого сечения.

В предлагаемом ПНД оболочка наружного корпуса переменного поперечного сечения и цилиндрической формы в средней части обладает достаточно высокой собственной жесткостью, а продольные балки коробчатого сечения малой длины и соединенная с ними .по всему периметру стенками выхлопных патрубков арочная пространственная система силовых стержней, а также размещение внутреннего корпуса непосредственно на опорных площадках наружного увеличивают жесткость конструкции и уменьшает ее массу.

Таким образом, использование ПНД позволит повысить надежность и эффективность его работы путем повышения жесткости, уменьшения величины прогиба и улучшения статических и динамических характеристик. Кроме того, БНД обладает более высоким уровнем сейсмостойкости, в нем уменьшаются расцентровки внутреннего корпуса, что уменьшает протечки пара через диафрагменные уплотнения, повышает КПД про-, точной части отсека ПНД и позволяет выработать дополнительную мощность на турбомашине.

1 096.379

1/8, I

109б379

1036379

Составитель B,Ãóòîðoâ

Техред Л. чикен Корректор Г.Огар

Редактор И.Ковальчук

Заказ 37á5/23 Тираж 502 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета CCCP по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. ужгород, ул. Проектная, 4