Дозвуковой сопловой аппарат влажнопаровой турбины

 

Изобретение позволяет уменьшить потери энергии влажного пара, улучшить прочностные х-ки и снизить эрозионный износ. Отношения радиуса скругления входной кромки 3, толщины выходной кромки 4, радиусов кривизны спинки 5 и вогнутой части 6 лопатки (Л) 2 и шага между соседними Л 2 к хорде профиля соответственно равны 0,014-0,03, 0,02--0,03, 0,6-0,8, 0,8-1,1 и 0,6-0,65. Такое выполнение позволяет уменьшить фонтанируюший эффект входных кромок 3, отражающих падающие капли в нанравлении, противоположном потоку, и в поперечном направлении, увеличить протяженность рабочего канала до основного поворота и улучшить дробление жидкой фазы. Угол направления входной кромки Л 2 составляет меньше 90°, что позволяет направлять крупные инерционные части, двигаюшиеся по траекториям, отличным от линии тока паровой фазы, к входным кромкам 3 неаксиально. 1 з.п. ф-лы, 11 ил. о ел го (Г)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК дц4 F01 D 9/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВ ГОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3962116/25-06 (22) 04. 10.85 (46) 15.09.87. Бюл. № 34 (71) Производственное объединение «Калужский турбинный завод» и Московский энергетический институт (72) В. И. Кирюхин, М. Е. Дейч, А. В. Куршаков и М. A. Зубков (53) 621.165 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 817272, кл. F 01 D 9/02, 1979.

Дейч М. Е., Филиппов Г. А., Лазарев А. Я., Атлас профилей решеток осевых турбин. М.: Машиностроение, 1965, с. 26, 16, с. 45. (54) ДОЗВУКОВОЙ СОПЛОВОЙ АППАРАТ ВЛАЖНО-ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ (57) Изобретение позволяет уменьшить потери энергии влажного пара, улучшить прочностные х-ки и снизить эрозионный

ÄÄSUÄÄ 1337529 А1 износ. Отношения радиуса скругления входной кромки 3, толщины выходной кромки 4, радиусов кривизны спинки 5 и вогнутой части 6 лопатки (Л) 2 и шага между соседними Л 2 к хорде профиля соответственно равны 0014 — 0,03, 0,02 — 0,03, 0,6 — 0,8, 0,8 — 1.1 и 0,6 — 0,65. Такое выполнение позволяет уменьшить фонтанирующий эффект входных кромок 3, отражающих падающие капли в направлении, противоположном потоку, и в поперечном направлении, увеличить протяженность рабочего канала до основного поворота и улучшить дробление жидкой фазы. Угол направления входной кромки Л 2 составляет меньше 90, что позволяет направлять крупные инерционные части, двигающиеся по траекториям, отличным от линии тока паровой фазы, к входным кромкам 3 неаксиально. 1 з.п. ф-лы, 11 ил.!

337529

30

Формула изобретения

Изобретение относится к турбомашиностроению, в частности к сопловым аппаратам влажно-паровых турбин.

Целью изобретения является уменьшение потерь энергии влажного пара, улучшение прочностных характеристик и снижение эрозионного износа.

На фиг. 1 изображен. сопловой аппарат влажно-паровой турбины; на фиг. 2 — сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — узел 1 на фиг. 2 (сопловой аппарат с лопатками для влажного пара в сопоставлении с известными сопловыми аппаратами с лопатками для перегретого пара); на фиг. 4— изменение профильных потерь энергии в зависимости от начального состояния влажного пара; на фиг. 5 — зависимость профильных потерь энергии от отношения скоростей потока и звука; на фиг. 6 — распределение модульных размеров капель по шагу; на фиг. 7 — зависимость модульных размеров капель на выходе из соплового аппарата от начального состояния пара; на фиг. 8 — 11 графики зависимости коэффициента потерь кинетической энергии влажного пара от отношения радиуса скругления входной кромки, толщины выходной кромки, радиусов кривизны спинки и вогнутой части лопатки и шага между соседними лопатками к хорде профиля лопатки соответственно.

Дозвуковой сопловой аппарат влажнопаровой турбины содержит корпус 1 с закрепленными в нем лопатками 2 с входными и плоскосрезанными выходными кромками 3 и 4, между которыми расположены спинка 5 и вогнутая часть 6 лопатки 2. Лопатки 2 закреплены в корпусе 1 с равным шагом между соседними лопатками 2. Отношения радиуса скругления r, входной кромки 3, толщины d выходной кромки 4, радиусов кривизны Re@ и К,„,спинки 5 и вогнутой части 6 лопатки 2 и шага t между соседними лопатками 2 к хорде профиля лопатки 2 соответственно равны 0,014 вЂ,03;

0,02-0 03; 0,6 — 0,8, 0,8 — 1,1 и 0,6-0,65.

Угол направления входной кромки 3 лопатки 2 составляет меньше 90 . Спинкой 5 одной лопатки 2 и вогнутой частью 6 соседней лопатки 2 образуется рабочий канал

7 дозвукового соплового аппарата.

Начальное состояние (фиг. 4) влажного пара i« = i,/1„где i, — энтальная пара на линии насыщения при эзонтронийном расширении; i, — энтальния торможения перед с о пловы м а п п а р атом. 1 исл о М (ф иг. 5) отношение скорости потока пара к скорости звука, „р, уо и dk (фиг. 8 — 11) коэффициент тпотерь кинетической энергии влажного пара, степень влажности пара на входе соплового аппарата и модальный диаметр капель в полидисперсном потоке.

Дозвуковой сопловой аппарат работает следующим образом.

Основной поток рабочего пара входит в рабочий канал 7 между входными кромками 3 соседних лопаток 2. Малые радиусы скругления входных кромок 3 позволяют уменьшить фонтанирующий эффект входных кромок 3, отражающих падающие капли в направлении, противоположном потоку, и в поперечном направлении. При этом снижаются затраты кинетической энергии несущей фазы с поворотом и разгоном потока капель, отраженных входными кромками 3.

Затем пар проходит средний участок рабочего (межлопаточного) канала 7, образованный увеличенными радиусами R è

К кривизны спинки 5 и вогнутой части 6, которые образуют с учетом увеличенных хорд Ь большую протяженность рабочего канала 7 до основного поворота, что обеспечивает увеличение коэффициента скольжения и, тем самым, снижение дополнительных потерь (фиг. 4, 5), обусловленных взаимодействием фаз в ядре течения. При этом уменьшаются дополнительные потери от влажности, обусловленные тормозящим воздействием капель на рабочие лопатки (не показаны) .

При обтекании выходных кромок 4 лопаток 2 образуются вихревые следы с дискретными вихрями на начальном участке.

Поступающая в вихревые следы жидкая фаза (пленки, капли) диспергируется: пленки и капли дробятся под влиянием вихревых шнуров и потока в межвихревой зоне.

Дробление пленок и капель максимальное; диаметры капель уменьшаются в 2 — 2,5 раза (фиг. 6, 7). Этот фактор имеет особенно большое значение для уменьшения эрозии, интенсивность которой снижается пропорционально уменьшению капель.

В случае работы соплового аппарата в парокапельном крупнодисперсном потоке выполнение угла направления с входной кромки 3 лопаток 2 меньше 90 позволяет направлять крупные инерционные капли, двигающиеся по траекториям, отличным от линии тока паровой фазы, к входным кромкам 3 неаксиально. Указанные диапазоны относительных величин t, г,, R

R è Е являются оптимальными (фиг.8-11), поскольку величина „, имеет экстремумы.

1. Дозвуковой сопловой аппарат влажно-паровой турбины, содержащий корпус с закрепленными в нем лопатками с входными и плоскосрезанными выходными кромками, между которыми расположены спинка и вогнутая часть лопатки, а лопатки закреплены с равным шагом между соседними лопатками, отличающийся тем, что, 1337529 с целью уменьшения потерь энергии влажного пара, улучшения прочностных характеристик и снижения эрозионного износа, отношения радиуса скругления входной кромки, толщины выходной кромки, радиусов кривизны спинки и вогнутой части лопатки и шага между соседними лопатками к хорде профиля соответственно равны

0,014 — 0,03, 0,02 — 0,03, 0,6 — 0,8, 0,8 — 1,1 и 0,6 — 0,65.

2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что угол направления входной кромки лопатки составляет меньше 90 .

160

Кр% б ар% д

1,04.

I337529

dn мн

ы х=— х

1337529

1337529

07 0Ю 0У 10 11

Фиг 10

Составитель В. Гуторов

Редактор М. Бандура Техред И. Верес Корректор А. Зигиокосов

3 а к а з 4107/29 Тираж 48! Подписное

ВНИИГ1И Государственног0 комитета СССР по делам изобретений и открытий ! 13035, Москва, Ж- 35, Раугнская наб., д. 4!5 (1роизнодственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4