Двухфазная турбина

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (5D4F01Р904

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ " ::

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ (21) 3811887/24-06 (22) 14.11.84 (46) 07.03.86. Бюл. ¹ 9 (71) Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им. М.И. Калинина (72) В.А. Барилович, В.И. Стариков, В.К. Смехов и С.Ф. Иирошников (53) 621.165(088.8) (56) Ь|егляев А.В. Паровые турбины.

M.: Энергия, 1976, с. 51-70.

Авторское свидетельство СССР

¹ 397666, кл. F 01 D 5/28, 1970. (54)(57) 1. ДВУХФАЗНАЯ ТУРБИНА, содержащая сопловой аппарат и сепаратор влаги, установленный по ходу рабочего тела после рабочего колеса, рабочие лопатки которого имеют бандаж, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью повышения экономичности, сопловой аппарат снабжен парогенерирующей решеткой и выполнен в виде блоков сопел, профиль каналов последних образован двумя усеченными пирамидами, соединенными участком прямоугольной формы, а входная часть рабочей лопатки выполнена удлиненной по отношению к ее выходной части.

2. Турбина по п. 1, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что парогенерирующая решетка установлена на входе соплового аппарата.

3. Турбина по п. 1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что на внутренней поверхности бандажа выполнены канавки.

1216376

Изобретение относится к области теплоэнергетики, в частности к конструкции турбины, предназначенной для использования в качестве основного (например, геотермальная энергетике) или дополнительного агрегата для выработки электроэнергии, и может быть использовано в холодильной и криогенной технике.

Целью изобретения является обеспечение работы турбины з области высоковлажного, пара и повышение экономичности работы турбины.

На фиг. 1 показана турбина„ осевой разрез; на фиг. 2 — сопловой аппарат; на фиг. 3 — разрез А-А на фиг. 2, на фиг. 4 — вид Б на фиг. 1, на фиг. 5 — профиль лопатки.

Двухфазная турбина имеет рабочее колесо 1 с рабочими лопатками 2 и бандажом 3. Перед рабочим колесом . 1 установлен сопловой аппарат 4.

После рабочего колеса 1 размещен

I сепаратор 5.

Сопловой аппарат 4 выполнен в виде блоков сопел 6, профиль каналов которых имеет форму двух усеченных пирамид 7 и 8, соединенных прямоугольным участком (горлом сопла) 9.

Сопловой аппарат 4 снабжен парогенерирующей решеткой 1!О, образованной системой каналов 11 малого диаметра и установленной на входе соплового аппарата 4. Возможно размещение парогенерирующей решетки 10 и прямоугольном, участке 9 (горле сопла). Место размещения парогенерирующей решетки 10 определяется условиями работы турбины. На внутренней поверхности 12 бандажа 3 выполнены канавки 13.

Входная часть 14 рабочей лопатки 2 выполнена удлиненной по отношению к ее выходной части 15 при заданном относительном шаге..Рабочая лопатка имеет вогнутую поверхность

16 и спинку 17. Входная кромка 18 рабочей лопатки имеет малый радиус закругления. Нагретая жидкость поступает в сопловой аппарат 4, вскипает в парогенерирующих решетках 10, образуя мелкодисперсный поток, при этом уменьшаются потери эксергии потока, вызванные термической и механической неравновесностью между паровым ядром и каплями жидкости.

l5

2 О

ЗО

59

В процессе дальнейшего расширения мелкодисперсный паровой поток разгоняется з соплозом аппарате 4 и псступает на рабочие лопатки 2 рабочего колеса 1 турбины, сообщая рабочему колесу 1 крутящий момент.

После рабочего колеса 1 рабочее телс попадает на сепаратор 5, где разделяется на жидкостной и паровой потоки. Часть жидкости, выпавшая на бандаж 3, попадает з канавки 13 ипроизводит дополнительную работу.

Двухфазный поток, входящий на лопатки 2 рабочего колеса 1, состоит из пара и капель, масса последних составляет 907. и более всей массы потока. Среднемассовый диаметр капель зависит от организации расширения потока в сопловом аппарате 4 и, параметров парогенерирующей решетки

10. Выпадающие капли создают на вогнутой поверхности 16 лопатки .2 слой жидкости, толщина и скорость которого зависят от массы и скорости выпадающих капель, от угла выпадения капель и трения о лопатку 2. На выходе из лопатки 2 ноток состоит азиз парового ядра и пристенного высокоскоростного слоя жидкости. Количестзо движения жидкой фазы з несколько. раз больше количества движения паровой фазы и поэтому эффективность турбины во многом определяется разильной организацией движения высокоскоростного слоя жидкости в, рабочем колесе 1. Вблизи входной кромки

18, поверхность которой должна быть минимальной, происходит торможение пристенного слоя вследствие преобладания сил трения на поверхности раздела жидкости. В дальнейшем преобладающим фактором становится количе.тзо движения, вносимого каплями, что приводит к ускорению жидкостного слоя. уменьшение скорости з слое в выходной части 15 лопатки

2 объясняется тем, что после выпадания всех капель основной силой, влияющей ча скорость слоя, становится сила трения. Капли жидкости, нахоцящиеся з потоке, ударяются о входную кромку 18 и фонтанируют навстречу набегающему потоку, что приводит к диссипации кинетической энергии. l216376 Рог. 2

11

11

Фиг. 7

1216376

Заказ 975/38

Тираж 501. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Фидиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель В.Гуторов

Редактор Л.Гратилло Техред З.Палий Корректор С. Черни