Последняя турбинная ступень большой веерности

 

Изобретение относится к турбиностроению. Цель: повышение экономичности ступени с большой положительной перекрышей. Сущность изобретения: последняя турбинная ступень большой веерности содержит после камеры отбора установленные последовательно с межвенцовым зазором направляющий аппарат, периферийная решетка профилей которого ограничена обтекателем и имеет на выходе диффузорный канал, и рабочее колесо, периферийные межлопаточные каналы которого на выходе сообщены с диффузором, отделенным кольцевой стенкой от выходного диффузора, а на входе - с периферийной решеткой. Причем вершина, периферийной решетки на выходе расположена выше вершины рабочего колеса, а рабочие лопатки в зоне периферийной решетки выполнены криволинейной формы с образованием к вершине рабочего колеса увеличивающегося межвенцового зазора, ограниченного по периферии выпуклой поверхностью . 4 ил. (/) С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 F 01 0 25/32

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4746473/06 (22) 05.10.89 (46) 15.03.92. Бюл,ЬЬ10 (71) Ленинградский политехнический институт им. М.И.Калинина (72) И.И,Кириллов и Г.Г.Шпензер (53) 621.165 (088.8) (56) Трухний А.Д., Лосев С,M. Стационарные паровые турбины. M.: Энергоиздат, 1981, с.

209, рис. 7.14. (54) ПОСЛЕДНЯЯ ТУРБИННАЯ СТУПЕНЬ

БОЛЬШОЙ ВЕЕРНОСТИ (57) Изобретение относится к турбиностроению. Цель: повышение экономичности сту1ени с большой положительной перекрышей. Сущность изобретения: последняя турбинная ступень большой веерности содержит после камеры отбора

Изобретение относится к турбиностроению и может быть использовано в последних ступенях мощных паровых турбин, имеющих рабочее колесо с большой положительной перекрышей.

Известен отсек паровой турбины, содержащий последовательно расположенные рабочие колеса и сопловые аппараты, и камеру отбора, сообщенную посредством криволинейного канала, имеющего входной и выходной участки, с проточной частью у периферии лопаток рабочего колеса и соплового аппарата. Причем сопловой àïïàрат имеет периферийный канал, снабженный направляющими лопатками, образующими с лопатками соплового аппарата двухъярусный венец. и служащий входным участком криволинейного канала.,, SU, 1719662A1 установленные последовательно с межвенцовым зазором направляющий аппарат, периферийная решетка профилей которого ограничена обтекателем и имеет на выходе диффузорный канал, и рабочее колесо, периферийные межлопаточные каналы которого на выходе сообщены: с диффуэором. отделенным кольцевой стенкой от выходного диффузора, а на входе — с периферийной решеткой. Причем вершина периферийной решетки на выходе расположена выше вершины рабочего колеса, а рабочие лопатки в зоне периферийной решетки выполнены криволинейной формы с образованием к вершине рабочего колеса увеличивающегося межвенцового зазора; ограниченного по периферии выпуклой поверхностью. 4 ил, В данном устройстве уменьшены гидравлические потери при отборе пара и сокращен осевой габарит отсека. В данной конструкции имеется перегородка, разделяющая поток в направляющем аппарате. Однако в этой конструкции концевой поток в последующем за НА рабочем колесе не ра- О ботает. Устройство не приспособлено для 0 создания достаточного запаса устойчивости Я в корковой зоне ступени в широком диапазоне режимов ее работы.

Наиболее близка к предлагаемой турбинная ступень большой веерности, содержащая после камеры отбора установленные последовательно с межвенцовым зазором направляющий аппарат, периферийная решетка профилей которого ограничена обтекателем и имеет на выходе диффузорный канал, и рабочее колесо, периферийные

1719662

20

40

55 межлопаточные каналы которого на выходе сообщены с диффузором, отделенным кольцевой стенкой от выходного диффуэора, а на входе — с периферийной решеткой.

Данное устройство не обеспечивает создания достаточного запаса устойчивости при работе последней ступени мощной паровой турбины в широких диапазонах режимов.

Цель изобретения — повышение экономичности путем повышения устойчивости основного потока в корневой зоне последней турбинной ступени большой веерности.

Для достижения этой цели в известном устройстве, содержащем после камеры отбора установленные последовательно с межвенцовым зазором направляющий аппарат, периферийная решетка профилей которого ограничена обтекателем и имеет на входе диффузорный канал, и рабочее колесо, периферийные межлопаточные каналы которого на выходе сообщены с диффузором, отделенным кольцовой стенкой от выходного диффузора, а на входе — c периферийной решеткой, вершина периферийной решетки для поджатия потока к корневым сечениям рабочего колеса ступени расположена выше вершины рабочего колеса, рабочие лопатки которого для уменьшения эрозии выполнены криволинейной формы с образованием к вершине рабочего колеса, увеличивающегося межвенцового зазора, ограниченного по периферии для поджатия потока к корню ступени выпуклой поверхностью.

Ответвляемый поток представляет собой пароводяную смесь. Для удаления влаги поддерживается малая особая скорость во всей периферийной зоне, а сепарационная камера, расположенная между периферийной решеткой и рабочим колесом, служит для отвода с выпуклой поверхности по периферии капель и пленки влаги.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство, общий вид, разрез; на фиг.2 — рабочие лопатки, сечение; на фиг.3— периферийная решетка, сечение; на фиг.4— сопловые лопатки, сечение.

Последняя турбинная ступень большой веерности состоит из направляющего аппарата 1 с сопловыми лопатками 2, рабочего колеса 3 с большой положительной. пере-. крышей 4, рабочих лопаток 5, межлопаточных каналов 6 рабочего колеса, межвенцового зазора 7, основного диффуэора 8, обтекателя 9, периферийной решетки 10, диффузорного канала 11, сепарационной камеры 12, ограниченной выпуклой поверхностью 13, дополнительного диффузора 14, Рабочие лопатки в зоне периферийной решетки имеют криволинейную (саблевидную) форму 15, при которой увеличивается к вершине рабочего колеса межвенцовый зазор; l — выходное сечение периферийной решетки; il — входные кромки рабочих лопаток; И! — выходные кромки сопловых лопаток; а — вход в надстройку, б — вершина сепарационной камеры; в — вершина рабочего колеса, r — входная кромка нижней стенки дополнительного диффузора; д — вход в периферийную решетку; е— вершина периферийной решетки; ж — камера отбора.

Устройство работает следующим образом, Ответвляемый периферийный поток поступает в периферийную решетку 10, ограниченную снизу обтекателем 9, ниже которого в направляющем аппарате 1 протекает основной поток. Периферийный поток направляется в диффузор 14, периферииную решетку 10, сепарационную камеру 12 и в рабочее колесо 3 с большой положительной перекрышей 4, над направляющим аппаратом 1. Проходя сквозь межлопаточные каналы 5 рабочего колеса 3, поток совершает работу и за рабочим колесом 3 поступает в выходной дополнительный диффузор 14 для использования выходной кинетической энергии потока.

Кроме того, организация периферийного потока за счет превышения вершины (точка е) периферийной решетки 10 над вершиной (точка в) рабочего колеса 3 повышает устойчивость основного потока в корневой зоне, так как при этом повышается степень реактивности в корневом сечении и устраняются радиальные перетекания.

Ответвляемый поток представляет собой пароводяную смесь. Поэтому необходимо принять радикальные меры для уменьшения эрозии рабочих лопаток. Для этого по всей проточной части в периферийной зоне поддерживается малая составляющая скорости, при выходе из решетки 10 вершина б сепарационной камеры превосходит по высоте вершину в рабочего канала 3, а углы а1, выхода потока делаются предельно малыми (например, a> = 4О). При значении угла

a> = 4 получается наибольшая высота периферийной решетки, а следовательно, максимально уменьшаются концевые потери энергии.

Сепарационная камера 12 служит для отвода крупных капель и пленки, от вершины лопаток при выходе иэ решетки 10 до осевой линии рабочего колеса 3 имеется вогнутая стенка (ограничивающая поверх1719662 фик У ность) 13, на которой образуется пленка, сбрасываемая в конденсатор, Вершина рабочих лопаток 5 имеет криволинейную(саблевидную) входную кромку для увеличения межвенцового осевого зазора 7 у вершины лопаток 5, где имеется наибольшее скопление влаги. Тем самым достигается увеличение разгона капель и снижение эрозии лопаток. Разгон капель также может быть увеличен посредством сдвига решетки 10 в направлении, обратном движению пара на величину Лот выходных сечений сопловых лопаток 2 направляющего аппарата 1. Снизу сепарационная камера ограничена обтекателем 9, с которого необходимо снимать пленочную влагу.

По сравнению с прототипом предлагаемая конструкция за счет лучшего использования энергии периферийного потока и повышения устойчивости основного потока в корневой зоне ступени с большой положительной перекрышей приведет к увеличению экономичности последней ступени мощных паровых турбин.

Формула изобретения

Последняя турбинная ступень большой веерности, содержащая после камеры отбора установленные последовательно с меж5 венцовым зазором направляющий аппарат, периферийная решетка профилей которого ограничена обтекателем и имеет на входе диффузорный канал, и рабочее колесо, периферийные межлопаточные каналы котоI0 рого на выходе сообщены с диффузором. отделенным кольцевой стенкой от выходного диффузора, а на входе — с периферийной решеткой, отличающаяся тем, что, с целью повышения экономичности путем по- .

15 вышения устойчивости основного потока в корневой зоне, вершина периферийной решетки на выходе расположена выше вершины рабочего колеса, рабочие лопатки которого в зоне периферийной решетки вы20 полнены криволинейной формы с образованием к вершине рабочего колеса увеличивающегося межвенцового зазора, ограниченного на периферии выпуклой поверхностью.

1719662

Составитель Г.Шпензер

Редактор А.Долинич Техред М.Моргентал Корректор C.Øeâêóí

Заказ 753 Тираж Подписное .ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул. Гагарина, 101