Регулирующая поворотная диафрагма паровой турбины

 

РЕГУЛИРУЮЩАЯ ПОВОРОТНАЯ ДИАФРАГМА ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ, содержащая цоворотное кольцо с окнами, в наружном ободе и теле которого между опорными поясками и лабиринтными уплотнениями выполнены разгрузочные отверстия , и диафрагму с лопатками, отличающаяся тем, что, с целью повышения КПД турбины и надежности работы диафрагмы, опорный поясок и лабиринтное уплотнение тела поворотного кольца выполнены выступающими относительно опорного пояска и лабиринтного уплотнения наружного обода поворотного кольца на величину прогиба диафрагмы на наружном диаметре опорного пояска тела поворотного кольца при ее закрытом положении, величина А f которого определяется из соотношения i-go|-, где D, D - наружный диаметр опорных поясков обода и тела поворотного кольца; «- - внутренний диаметр диафрагi мы; Л - прогиб диафрагмы на ее внутСО реннем диаметре. о: О5

.СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4 5 ) F 01 D 25/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

CO

С0

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР .ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3576279/24-06 (22) 08.04.83 (46) 07Л)6.85. Бюл. № 21 (72) Х. И. Муратов и В. П. Филаретов (71) Производственное объединение «Невский завод» им. В. И. Ленина (53) 621.165 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 214546, кл. F 01 D 25/24, 1965.

2. Авторское свидетельство СССР № 549584, кл. F 01 D 25/24, 1977. (54) (57) РЕГУЛИРУЮЩАЯ ПОВОРОТНАЯ ДИАФРАГМА ПАРОВОИ ТУРБИНЫ, содержащая поворотное кольцо с окнами, в наружном ободе и теле которого между опорными поясками и лабиринтными уплотнениями выполнены разгрузочные отверстия, и диафрагму с лопатками, отличающая,„Я() „„1 160067 А ся тем, что, с целью повышения КПД турбины и надежности работы диафрагмы, опорный поясок и лабиринтное уплотнение тела поворотного кольца выполнены выступающими относительно опорного пояска и лабиринтного уплотнения наружного обода поворотного кольца на величину прогиба диафрагмы на наружном диаметре опорного пояска тела поворотного кольца при ее закрытом положении, величина л Р которого определяется из соотношения л(А Р D! — 1 где D, D — наружный диаметр опорных поясков обода и тела поворотного кольца;

С1 — внутренний диаметр диафрагмы;

Л вЂ” прогиб диафрагмы на ее внутреннем диаметре.

1160067

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в паровых турбинах с регулирующими диафрагмами.

Известна регулирующая диафрагма паровой турбины для регулирования расхода пара в промежуточном отборе паровой турбины, содержащая, поворотное кольцо с опорными поясками, охватывающими фигурные окна, выполненные в поворотном кольце, предназначенные для подвода пара к лопаткам диафрагмы. При регулировании отбора пара поворотное кольцо с помощью приводного устройства поворачивается в окружном направлении на заданный угол и фигурные отверстия поворотного кольца располагаются напротив направляющих лопаток диафрагмы заданным образом.

Если отверстия открывают доступ пара к направляющему аппарату по полному сечению, -положение диафрагмы называют открытым. Если поворотное кольцо полностью перекрывает доступ пара к направляющим 20 лопаткам, положение диафрагмы называют закрытым. Возможны и промежуточные положения. Опорные пояски поворотного кольца должны сопрягаться со стенкой диафрагмы, уплотняя рабочее пространство направляющего аппарата при закрытом положении диафрагмы (1) .

Недостаток такой регулирующей диафрагмы заключается в том, что на поворотном кольце вследствие действующего перепада давления развиваются большие усилия, которые передаются на механизмы при° водного устройства и на диафрагму, снижая надежность ступени. Кроме этого возникает перекос опорных поясков относительно сопрягаемых поверхностей стенки диафрагмы, что вызывает дополнительные не- 35 предусмотренные потери пара и снижает

КПД паровой турбины при работе ее с отбором пара.

Известна регулирующая поворотная диафрагма паровой турбины, содержащая 40 поворотное кольцо с окнами, в наружном ободе и теле которого между опорными поясками и лабиринтными уплотнениями выполнены разгрузочные отверстия, и диафрагму с лопатками (2).

В этой диафрагме прогиб поворотного 4s кольца отсутствует, а усилия, действующие со стороны поворотного кольца на диафрагму и на приводное устройство, малы и обусловлены лишь незначительным остаточным перепадом давления на поворотном кольце.

В то же время сама диафрагма получает

30 под действием перепада давления прогиб, вследствие чего при работе турбины поворотное кольцо опирается на диафрагму только по опорному пояску, примыкающему., к его наружному ободу, а от опорного пояска, примыкающего к телу поворотного кольца, диафрагма отходит, существенно увеличивая первоначальный зазор в лабиринтном уплотнении между телом диафрагмы и поворотным кольцом. Это повышает протечки пара через лабиринтное уплотнение торцевой поверхности поворотного кольца, что приводит к снижению КПД ступени и в целом паровой турбины.

Целью изобретения является повышение

КПД турбины и надежности работы диафрагмы.

Указанная цель достигается тем, что в регулирующей поворотной диафрагме паровой турбины, содержащей поворотное кольцо с окнами, в наружном ободе и теле которого между опорными поясками и лабиринтными уплотнениями выполнены разгрузочные отверстия, и диафрагму с лопатками, опорный поясок и лабиринтное уплотнение тела поворотного кольца выступают относительно опорного пояска и лабиринтного уплотнения наружного обода поворотного кольца на величину прогиба диафрагмы на наружном диаметре опорного пояска тела поворотного кольца при ее закрытом положении, величина Ь которого определяется из соотношени =":- .г где D D -наружный диаметр опорных по7 ясков обода и тела поворотного кольца;

d, - внутренний диаметр диафрагмы;

Ь вЂ” прогиб диафрагмы на ее внутреннем диаметре.

На фиг. 1 показана диафрагма в открытом положении, продольный разрез; на фиг. 2 — то же, в закрытом положения.

Регулирующая поворотная диафрагма содержит поворотное кольцо 1 с окнами 2, установленное перед диафрагмой 3 по ходу .пара, подводимого к направляющим лопаткам 4 диафрагмы 3. Наружный обод 5 поворотного кольца 1 снабжен опорным пояском 6 с наружным диаметром D и лабиринтным уплотнением 7. В кольцевом пространстве 8.между опорным пояском 6 и лабиринтным уплотнением 7 выполнены разгрузочные отверстия 9. Тело 10 поворотного кольца 1 снабжено опорным пояском 11, имеющим наружный диаметр Р, и лабиринтным уплотнением 12. Между опорным пояском 11 и лабиринтным уплотнением 12 выполнены разгрузочные отверстия 13. Диафрагма 3 установлена в корпусе 14 турбины. Зазор 8 в лабиринтном уплотнении 7 наружного обода 5 поворотного кольца 1 при открытом положении регулирующей диафрагмы по существу равен величине выступа опорного пояска 11 и лабиринтного уплотнения 12 тела 10 поворотного кольца 1 относительно опорного пояска 6 и лабиринтного уплотнения 7 наружного обода

5 поворотного кольца 1.

Опорный поясок 11 и. лабиринтное уплотнение 12 тела 10 поворотного кольца 1 вы1160067 ступают относительно опорного пояска 6 и лабиринтного уплотнения 7 наружного обода 5 поворотного кольца 1 на величину прогиба Ь диафрагмы 3 на наружном диаметре D опорного пояска 11 тела 10 поворотного кольца 1 при закрытом положенйи регулирующей диафрагмы, величина которого определяется из соотношения

1 I

Q-D

Ь =A

10 где D D -наружный диаметр опорных поясков 6 и 11 обода 5 и тела 10 поворотного кольца 1; с1 — внутренний диаметр диафрагмы 3;

Ь -прогиб диафрагмы 3 на ее внутреннем диаметре d.

Регулирующая диафрагма работает следующим образом.

При работе паровой турбины без промежуточного отбора пара окна 2 поворотного кольца 1 открывают подвод пара к лопаткам 4 диафрагмы 3. При этом перепад давления в лабиринтных уплотнениях 7и 12 отсутствует, и величина зазора в лабиринтных уплотнениях по существу не влияет на экономичность работы турбины. При работе паровой турбины с промежуточным отбором пара теАо 10 поворотного кольца

1 закрывает проход пара на лопатки 4 диафрагмы 3 (фиг. 2). При этом перепад давления на диафрагму 3, действующий со стороны поворотного кольца 1, увеличивается, 30 вызывая на диаметре d прогиб диафрагмы 3 на величину Ь.

На наружном диаметре D опорного пояска 11 . тела 10. поворотного кольца 1 35 прогиб диафрагмы 3 в этом случае равен Ь .

Из треугольников АОВ и А ОВ получаем соотношение

Ь D D 40

D-d откуда

Р-D

Л =Ь

Вследствие того, что поворотное кольцо

1 посажено на диафрагму 3 с возможностью осевого перемещения, при увеличении перепада давления на диафрагму 3 появляется зазор А, и поворотное кольцо 1 смещается в сторону диафрагмы 3 на величинуA .

При этом зазор S влабиринтном уплотнении

l2 также уменьшается на величину Л . При закрытом положении регулирующей диафрагмы поворотное кольцо 1 устанавливается относительно диафрагмы 3 с минимальными зазорами в лабиринтных уплотнениях 7 и 12.

Такое выполнение регулирующей диафрагмы позволяет повысить экономичность (КПД) турбины при закрытом положении диафрагмы, когда на нее действует максимальный перепад давления пара, вызывающий прогиб .диафрагмы на диаметре d на величину A . Вследствие того, что опорный поясок и лабиринтное уплотнение тела поворотного кольца имеют выступ величиной A относительно опорного пояска и лабиринтного уплотнения наружного обода поворотного кольца, последнее, по мере возрастания прогиба диафрагмы, смещается в осевом направлении в сторону диафрагмы и компенсирует увеличение зазора в лабиринтном уплотнении тела поворотного кольца.

Зазор в лабиринтном уплотнении наружного обода поворотного кольца также уменьшается при этом на величину смещения поворотного кольца в осевом направлении.

При открытом положении диафрагмы из-за отсутствия перепада давления в лабиринтных уплотнениях поворотного кольца первоначально увеличенный зазор в лабиринтном уплотнении наружного обода поворотного кольца не оказывает отрицательного влияния на экономичность работы турбины.

1160067

Составитель В. Гуторов

Редактор И. Николайчук Техред И. Верес КорректорЛ. Пилипенко

3aказ 3714 29 Тираж 497 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4