Рабочее колесо паровой турбины
Изобретение относится к энергетическому машиностроению, может быть использовано в паровых турбинах с цельнокованными или сварными роторами, а также в газовых турбинах и компрессорах с аналогичными роторами и позволяет уменьшить объем ремонтных работ при авариях с отрывом рабочих лопаток. Рабочее колесо паровой турбины содержит рабочие лопатки 3, сопряженные комлевыми частями 4 с установленными с натягом на валу 5 промежуточным элементом 6, выполненным из материала с модулем упругости, меньшим модуля упругости материала вала 5 и лопаток 3, и снабженным выступами 7, расположенными в окружном направлении равномерно и в количестве не менее трех. Боковые поверхности 8 комлевых частей 4 лопаток 3 снабжены замковыми элементами 9, сопряжены между собой, скреплены одна с другой элементами 9 на круг и дополнительно скреплены электросварочным швом 10. При вращении вала 5 тангенциальные усилия в поле центробежных сил воспринимают замковые элементы 9 и электросварочный шов 10. Паровой (газовый) крутящий момент с рабочих лопаток 3 передается на вал 5 посредством шпонки 11. При возникновении небаланса, вызванного отрывом рабочих лопаток 3, под действием неуравновешенного усилия, равного центробежной силе оторвавшихся частей лопаток 3, выступы 7 деформируются и рабочие лопатки 3 прижимаются к статору 2. Так как неуравновешенное усилие воспринимает статор 2, а не вал 5, то предотвращается его разрушение и объем ремонтно-восстановительных работ рабочего колеса паровой турбины уменьшается. 4 ил. 1 з.п. ф-лы.
Изобретение относится к энергетическому машиностроению и может быть использовано в паровых турбинах с цельнокованными или сварными роторами, а также в газовых турбинах и компрессорах с аналогичными роторами. Целью изобретения является уменьшение объема ремонтно-восстановительных работ при авариях, связанных с обрывом рабочих лопаток, закрепленных на цельнокованных либо сварных роторах за счет исключения влияния несбалансированных усилий на ротор путем передачи их на статор и повышение несущей способности лопаток. На фиг.1 изображено предлагаемое рабочее колесо, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, поперечный разрез; на фиг.3 - продольный разрез при обрыве одной из лопаток; на фиг.4 - поперечный разрез при обрыве одной из лопаток. Рабочее колесо содержит установленные с зазором 1 высотой А1 относительно статора 2 рабочие лопатки 3, сопряженные комлевыми частями 4 с установленным с натягом на валу 5 промежуточным элементом 6, выполненным из материала с модулем упругости меньшим модуля упругости материалов вала 5 и лопаток 3, и снабженным выступами 7. Выступы 7 расположены в окружном направлении равномерно и в количестве не менее трех, высота А2 которых больше величины А1 зазора 1 между статором 2 и рабочими лопатками 3, а площадь S2 поверхности выступов 7 составляет 0,001-0,075 всей площади S1 поверхности, на которой выполнены выступы 7. Боковые поверхности 8 комлевых частей 4 лопаток 3 снабжены замковыми элементами 9, сопряжены между собой и скреплены одна с другой элементами 9 на круг. При этом боковые поверхности 8 комлевых частей 4 дополнительно скреплены одна с другой электросварочным швом 10. Между комлевыми частями 4, валом 5 и промежуточным элементом 6 установлена шпонка 11. Рабочее колесо работает следующим образом. При вращении вала 5 тангенциальные усилия в поле центробежных сил воспринимают замковые элементы 9 и электросварочный шов 10. Паровой (газовый) крутящий момент с рабочих лопаток 3 передается на вал 5 посредством шпонки 11. При этом рабочие лопатки 3 сопрягаются между собой, замыкаются на круг и не передают центробежные усилия на вал 5, что позволяет отказаться от выполнения насадных дисков с пазами для размещения и крепления в них комлевых частей 4. При возникновении небаланса, вызванного отрывом рабочих лопаток 3 (см. фиг.3,4) под действием неуравновешенного усилия Р, равного центробежной силе оторвавшихся частей лопаток 3, выступы 7 деформируются и рабочие лопатки 3 прижимаются к статору 2. При этом под воздействием тормозящей силы, возникающей при опоре рабочих лопаток 3 на статор 2, шпонка 11 срезается и комлевая часть 4 с промежуточным элементом 6 освобождается от посадки на вал 5. Дальнейшее вращение вала 5 происходит без силового взаимодействия с лопатками 3. В результате этого между выступами 7 и валом 5 в направлении усилия Р образуется зазор абсолютной величины А3, равной зазору А1 (А3 = А1), а в направлении, диаметрально противоположном направлению действия усилия Р, между сопрягаемыми деталями (промежуточным элементом 6 и валом 5) образуется зазор А4 абсолютной величины, равной разности зазоров А2 и А1 (А2 - А1). Поскольку усилие Р, возникающее при отрыве одной из рабочих лопаток 3, передается на статор 3, то тем самым предотвращается разрушение вала 5 и его подшипников и уменьшается объем ремонтно-восстановительных работ рабочего колеса при авариях, связанных с обрывом рабочих лопаток.
Формула изобретения
1. РАБОЧЕЕ КОЛЕСО ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ, содержащее установленные с радиальным зазором относительно статора рабочие лопатки, комлевая часть которых сопряжена с промежуточным элементом, установленным на валу с натягом, выполненным из материала с модулем упругости меньшим, чем у материалов вала и рабочих лопаток, и снабженным расположенными в окружном направлении равномерно по меньшей мере тремя выступами, высота которых больше величины радиального зазора, а площадь их поверхности составляет 0,001 - 0,075 от общей площади поверхности, на которой они выполнены, отличающееся тем, что, с целью уменьшения объема ремонтно-восстановительных работ от аварий, связанных с отрывом рабочих лопаток цельнокованных и сварных роторов, колесо снабжено сопряженными между собой замковыми элементами, скрепляющими одна с другой комлевые части на круг по их боковым поверхностям. 2. Колесо по п.1, отличающееся тем, что, с целью повышения несущей способности лопаток, боковые поверхности комлевых частей дополнительно скреплены одна с другой электросварным швом.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Номер и год публикации бюллетеня: 11-2002
Извещение опубликовано: 20.04.2002
