Направляющий аппарат осевой турбины

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (!1) (51)4 F 01 D 25/32, 9/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4134447/24-06 (22) 15.10. 86 (46) 07.04.88. Бюл. N - 13 (71) Харьковский политехнический институт им. В.И. Ленина (72) В.Е. Добрынин, С.П. Выговская и Е.С. Белоусов (53) 621.165.51-226(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 956735, кл. F 01 D 25/32, 1981. (54) НАПРАВЛЯЮЩИЙ АППАРАТ ОСЕВОЙ

ТУРБИНЫ (57) Изобретение м.б. использовано в паровых и газовых турбинах и позволяет повысить экономичность и надежность направляющего аппарата. Дополнительные отверстия 16, 17, 18 соо6щают полость 5 внутренней и вторую полость 3 наружной обойм 4 и 1 и первую камеру 12 у корня 19 лопаток

6 с межлопаточными каналами (МК).

Расположение отверстий 18 рядами 20, 21, 22 и 23 с уменьшением их суммарной площади поперечного сечения в ряду в направлении от корня к периферии 24 лопатки соответствует нарастанию диффузорности МК и толщины пограничного слоя. Отверстия 14 сообщают полость 5 с проточной частью

15 и расположены со стороны входа в аппарат. Отверстия 17 выполнены в виде сопел, оси входных участков которых расположены в тангенциальных .плоскостях под углом к плоскости поперечного сечения аппарата. Такое выполнение снижает проточку через диафрагменное уплотнение, что улучшает структуру потока в проточной части и ликвидирует потери от вихреобраэования в концевой зоне NK, что особенно важно при местной диффузорности МК на периферии, где вихри образуют эрозионно-опасные капли влаги. Щели

7 в входной кромке 8 имеют переменную ширину, которая плавно увеличивается от корня к периферии, что усиливает положительный эффект вдува способствует повышению равномерности потока и снижению потерь на перемешивание. 3 ил.

1386719

Изобретение относится к турбинотроению и может быть использовано осевых паровых и газовых турбинах.

Целью изобретения является повыение экономичности и надежности.

На фиг. 1 показан направляющий . аппарат, продольный разрез; на фиг. 2 — сечение А-А на фиг,1; на ,фиг. 3 — сечение Б-Б на фиг.1, 10

Направляющий аппарат содержит наружную обойму 1 с двумя полостями

2 и 3 и внутреннюю обойму 4 с по1 лостью 5, между которыми закреплены лопатки 6 со щелями 7 в выходной 15 кромке 8, и с полостью 9, разделенной перегородкой 10 на первую и вторую по ходу пара в межлопаточных каналах 11 камеры 1 2 и 13. Первая камера 12 сообщена с одной их полостей 20

2 наружной обоймы 1 и через полость

5 внутренней обоймы 4 и отверстия 14 в последней — с проточной частью 15 ! (межступенчатым пространством). Вто, рая камера 13 сообщена с второй по- 25 лостью 3 наружной обоймы 1. В аппара: те выполнены дополнительные отвер: стия 16-18, сообщающие полость 5, вторую полость 3 и первую камеру 12 у корня 19 лопаток 6 с межлопаточны- 30 ми каналами 11, Отверстия 18 расположены рядами 20-23 и т.д. с уменьшением их суммарной площади поперечного сечения в ряду (от ряда 20 к ряду 23) в направлении от корня 19 к . периферии 24 лопатки 6. Отверстия 14 расположены со стороны входа в направляющий аппарат. Щели 7 в выходной кромке 8 имеют переменную ширину (сечение), которая плавно увели- 40 чивается от корня 19 к периферии 24 лопатки 6. Дополнительные отверстия

17 выполнены в виде сопл, оси 25 выходных участков 26 которых расположены в тангенциальных плоскостях 27 под углом oL, к плоскости 28 поперечного сечения аппарата.

Направляющий аппарат работает следующим образом.

В пОлость 3 наружной ОбОймы 1 ПОдают газ или пар (греющая среда) с большими давлением и температурой, чем в проточной части 15 перед лопатками 6 (в межлопаточных каналах

11). Поэтому через отверстия 17, камеру 13 и затем через щель 7 греющая среда вдувается в .проточную часть 15. Поток, ускоренный в сопловидных отверстиях 17 и направленный спутно основному потоку рабочего тела в межлопаточных каналах под тем же углом м, к окружному направлению плоскости 28 поперечного сечения в тангенциальных плоскостях 27, ликвидирует потери от вихреобраэования в концевой зоне межлопаточного канала 11, что особенно важно при местной диффузорности последнего на периферии 24, где вихри образуют эрозионно-опасные капли влаги. Струя, вытекающая иэ щели 7, в значительной мере снижает кромочные потери, а также для влажного пара служит в качестве греющей, испаряющей и дробящей капли влаги. Протяженность щели 7 вдоль всей выходной кромки 8 лопатки 6 способствует повышению равномерности потока и усиливает положительный эффект вдува, а постоянное нарастание сечения щели 7 к периферии 24 отвечает радиальному градиенту размеров лопаток 6, расхода и давления в проточной части 15, что также способствует равномерности потока и снижению потерь на перемешивание.

В полость 2 наружной обоймы 1 подается среда с пониженным давлением по сравнению с давлением в корне 19 проточной части 15 данного.направляющего аппарата, Поэтому определенная часть рабочего тела через отверстия 14, 16 и 18 отводится из проточной части 15 через полость 5 и камеры 12 в лопатках 6. Отбор пограничного слоя с поверхности межлопаточного канала 11 в корневой зоне у корня 19 способствует снижению профильных и концевых потерь на лопатках 6, а также предотвращает часто возникающий здесь отрыв потока вследствие геометрической диффузорности. Расположение дополнительных отверстий 18 рядами 20-23 с увеличением суммарной площади от периферии 24 к корню 19 соответствует нарастанию местной диффузорности межлопаточного канала 11 и толщины пограничного слоя °

Отбор рабочего тела из проточной части 15 через отверстия 14 снижает протечку через диафрагменное уплотнение 29, что улучшает структуру потока в проточной части 15 и снижает осевое усилие. В целом отбор рабочей среды из корневой зоны у корня 19 разгружает отбор на периферии 24, снижая потери кинетической энергии

3386739 в последнем, что особенно важно при необходимости обеспечить относительно большой отбор в целях теплофикации.

Формула изобретения

Направляющий аппарат осевой турбины, содержащий наружную обойму с ð двумя полостями и внутреннюю обойму с полостью, между которыми закреплены лопатки с щелями в выходной кромке и с полостью, разделенной перегородкой на первую и вторую по хо- 15 ду пара в межлопаточных каналах камеры, при этом первая камера сообщена с одной из полостей наружной обоймы и через полость внутренней обоймы и . отверстия в последней — с проточной частью, а вторая камера сообщена с второй полостью наружной обоймы, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности и надежности, в нем выполнены дополнительные отверстия, сообщающие полость внутренней и вторую полость наружной обойм и первую камеру у корня лопаток с межлопаточными каналами, последние отверстия расположены рядами с уменьшением их суммарной площади поперечного сечения в ряду в направлении от корня к периферии лопатки, при этом отверстия, сообщающие полость внутренней обоймы с проточной частью, расположены со стороны входа в аппарат, щели в выходной кромке имеют переменную ширину, увеличивающуюся от корня к периферии лопатки, а дополнительные отверстия в наружной обойме выполнены в виде сопл, оси выходных участков которых расположены в тангенциальных плоскостях под углом к плоскости поперечного сечения аппарата.

1386719

72

13

ВНИИПИ Заказ 1477/34 Тираж 492 Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4