Выхлопной патрубок турбомашины

 

Изобретение относится к турбостроению, может быть использовано в цилиндрах низкого давления паровых турбин и позволяет повысить экономичность и надежность патрубка. Сборная камера 4 патрубка образована торцовой, передней и боковыми стенками 5, 6 и 7. По всему периметру камеры 4 установлены угловые косынки 8 и 9, которые могут выполняться криволинейными с выпуклой поверхностью относительно объема сборной камеры 4. Для патрубка с осерадиальным диффузором косынки 10 устанавливаются под его обечайкой. В сборной камере 4 с вертикальными боковыми стенками 7 ниже горизонтального разъема патрубка угловые косынки 8 и 9 выполняются с переменным соотношением их высоты HЪ и HЪЪ к длине L<SB POS="POST">п</SB> патрубка. На устанавливаемых косынках 8 и 9 могут быть сделаны влагоулавливающие щели или отверстия. В сборной камере 4 образуется винтообразное закрученное течение рабочей среды. В угловых областях 13 и под обечайкой за счет косынок 8,9 и 10 ликвидируются вихревые течения и выравнивается выходное поле скоростей, что сокращает потери в патрубке. Использование косынок 8,9 и 10 в качестве сепаратора для улавливания капель влаги, а также в качестве элементов жесткости повышает надежность патрубка. 4 з.п. ф-лы, 8 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛьСтВУ ф

С:

С5

С0

СЛ

СР

Б-Б

72 3

Фиг.5

Фиг. 4

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

Г1О ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ ССО (21) 4646431/24-06 (22) 05.12.88 (46) 07.1!.90. Бюл. № 41 (71) Московский энергетический институт (72) В. Ф. Касилов, В. А. Конев, Л. И. Селезнев, В. H. Денисов и Л. К., Шпикалов (53) 621.165(088.8) (56) Паровая турбина К-300-240 ХТГЗ./Под ред., Ю. Ф. Косяка. — М.: Энергоиздат, 1982, с. 29 — 36, рис. 3.1. (54) ВЫХЛОП НОИ ПАТРУБОК ТУРБОМАШИНЫ (57) Изобретение относится к турбостроению, может быть использовано в цилиндрах низкого давления паровых турбин и позволяет повысить экономичность и надежность патрубка. Сборная камера 4 патрубка .образована торцовой, передней и боковыми стенками 5, 6 и 7. По всему периметру камеры 4 установлены угловые косынки 8 и 9, которые могут выполняться криволинейными с

„„BU„„1605003 А 1 (51)5 F 01 D 25/30 выпуклой поверхностью относительно объема сборной камеры 4. Для патрубка с осерадиальным диффузором косынки 10 устанавливаются под его обечайкой. В сборной камере 4 с вертикальными боковыми стенками 7 ниже горизонтального разъема патрубка угловые косынки 8 и 9 выполняются с переменным соотношением их высоты h

I и h к длине L„ патрубка. На устанавливаемых косынках 8 и 9 могут быть сделаны влагоулавливающие щели или отверстия. В сборной камере 4 образуется винтообразное закрученное течение рабочей среды. В угловых областях 13 и под обечайкои за счет косынок 8, 9 н 10 ликвидируются вихревые течения и выравнивается выходное поле скоростей, что сокращает потери в патрубке.

Использование косынок 8 — 10 в качестве сепаратора для улавливания капель влаги, а также в качестве элементов жесткости повышает надежность патрубка. 4 з. п. ф-лы, 8 ил:

1605003

Формула изобретения

Изобретение относится к турбостроению и может быть использовано в цилиндрах низкого давления паровых турбин.

Цель изобретения — повышение экономичности и надежности турбомашины. .На фиг. 1 схематически изображена левая половина исходного патрубка, представляющая модель винтообразного закрученного течения в сборной камере; на фиг. 2 — правая половина данного патрубка; на фиг. 3 — сечение А-А на фиг. со схемой течения рабочей среды; на фиг. 4 — сечение Б-Б на фиг. 2; на фиг. 5 — сечение В-В на фиг. 1 с полем скоростей в выходах сечений патрубка; на фиг. 6 — сечение Г-Г на фиг. 2; на фиг. 7 — нижняя часть патрубка, общий вид; на фиг, 8 — кривые зависимости коэффициента полных потерь (g) от числа Маха, полученные при исследованиях моделей патрубков.

Выхлопной патрубок турбомашины содержит выходной (осерадиальный диффузорный) канал 1, образованный втулкой 2 и обечайкой 3, переходящий в сборную камеру 4, образованную торцовой 5, передней 6 и боковыми 7 стенками. Патрубок снабжен угловыми косынками 8, установленными между торцовой 5 и боковыми 7 стенками посредством сварки по всему периметру сборной камеры 4. Также установлены и косынки 9 между передней и боковыми стенками 6 и 7 сборной камеры 4. Угловая косынка 10 установлена под обечайкой 3 при осерадиальном диффузорном выходном канале патрубка. Угловые косынки 9 и 10 установлены в зонах 11 и 12 закрученных и вторичных течений в угловых областях 13 сборной камеры 4. Угловые косынки могут быть выполнены криволинейными с выпуклой поверхностью 14, обращенной к стенкам 5 — 7.

Для патрубка, сборная камера 4 которого ниже горизонтального разъема 15 имеет вертикальные боковые стенки 7, угловые косынки 8 — 10 выполнены с переменным ссютно-

I шением высоты h косынки 8 к длине патрубка 1.„составляющим для торцовой стенки 5 значения: 0,10 — 0,15 в области верха крышки 16 патрубка; 0,05 — 0,10 для области горизонтального разъема 15; 0,15 — 0,20 в выходном сечении 17 патрубка, для передней стенки 6 соответственно: 0,20 — 0,30; 0,15—

0,2; 0,30 — 0,35. Угловые косынки 8 — 10 могут быть выполнены с влагоулавливающими щелями или отверстиями 18. Кривые 19 и 20 зависимости полных потерь от числа Маха характеризуют исходный вариант конструкции патрубка со сборной камерой 4 и вариант с угловыми косынками 8 — 10.

Выхлопной патрубок работает следующим образом.

В сборной камере 4 за счет тангенциального подвода рабочей среды образуется. винтообразное закрученное течение. При этом интенсивность его закрутки возрастает. от верха крышки 16 к горизонтальному

35 разъему 15 патрубка за счет увеличения расхода рабочей среды (рассматривается вариант патрубка с осерадиальным диффузором). Далее к выходному сечению 17 патрубка закрутка может увеличиваться при вовлечении в течение масс рабочей среды из нижней части патрубка или из объема конденсатора (не показаны) при возникновении зоны обратных токов. Появление таких зон (фиг. 5 и 6, заштриховано) характерно для закрученных течений с высокой степенью закрутки. В угловых областях 13 сборной камеры 4 такое течение инициирует появление отрыва потока и вторичных течений по всему периметру камеры 4, являющихся источником потерь энергии в патрубке. Об этак свидетельствует как визуализация течения в плоскости горизонтального разъема патрубка, так и поля скоростей, полученные траверсированием в выходном сечении 17 патрубка (фиг. 6), где цифры указывают значение отношения текущей скорости С; к максимальной скорости С -; потока.

Таким образом, установка угловых косынок 8 — 10 в сборной камере 4 патрубка позволяет ликвидировать вихревые течения в угловых областях 13, а также под обечайкой 3.

Выходное поле скоростей при этом выравнивается. В итоге потери энергии рабочей среды в патрубке сокращаются, о чем свидетельствуют кривые 18 и 19 (фиг. 8), полученные опытным путем, Косынки 8 и 9 можно использовать в качестве сепаратора влаги, концы которого через влагоулавливающие щели 18 в закрученном потоке под действием центробежных сил двигаются в радиальном направлении и оседают на стенках

5 — 7 с образованием пленок, которые улавливаются щелями 18.

Угловые косынки 8 — 10 выполняют также функции элементов жесткости патрубка, при этом они заменяют устанавливаемые в патрубках угловые стержневые стяжки.

1. Выхлопной патрубок турбомашины, содержащий выходной канал, переходящий в сборную камеру, корпус которой образован боковыми, торцовой и передней стенками, крышку и нижнюю часть, разделенные горизонтальным разъемом, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и экономичности, патрубок снабжен угловыми косынками, установленными в сборной камере по всему периметру ее корпуса между боковыми и торцовыми стенками и между боковыми и передней стенками, 2. Патрубок по п. 1, отличающийся тем, что косынки выполнены криволинейными и обращены выпуклой поверхностью к стенкам камеры.

3. Патрубок по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что при выполнении выходного канала в виде осерадиального диффузора с обе1605003

5 чайкой косынки установлены под обечайкой между последней и передней стенками.

4. Патрубок по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что для корпуса с вертикальными боковыми стенками ниже горизонтального разьема патрубка косынки выполнены с отношением высоты косынки к длине патрубка, составляющим для торцовой стенки 0,10 — 0,15, 6

0,05 — 0,10 и 0,15 — 0,20, а для передней стенки — 0,20 — 0,35, 0,45 — 0,20 и 0,35 — 0,40 в области верха крышки, горизонтального разъема и выходного сечения патрубка соответственно.

5. Патрубок по пп. — 4, отличающийся тем, что в косынках выполнены влагоулавлнвающие щели или отверстия.

1605003 .

/-Г б я 1

g

Фиг. 7

1,0 о,в

Ов

О7 ОФ Об Ов fÎ

Фаз. в

Составитель В. Гуторов

Редактор А. Мотыль Техред А. Кравчук - Корректор Э. Лончакова

Заказ 3442 Тираж 428 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101