Сопловая коробка паровой турбины

 

Использование1 в энергетике, в паровых турбинах, рассчитанных на высокие параметры пара Сущность изобретения сопловая коробка содержит корпус парораспределительной камеры с направляющими лопатками , выполненный в виде тора В зоне выреза корпус выполнен с жестким соединение стенок посредством направляющих лопаток Направляющие лопатки приварены к корпусу своими концевыми элементами 3 з п ф-лы. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ISIIs F 01 0 9/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4880110/06 (22) 05.11.90 (46) 23,07.92. Бюл. М 27 (71) Производственное объединение атомного турбостроения "Харьковский турбинный завод" им. С,M.Êèðîâà (72) Б.А.Аркадьев. B.Ï.Ñóõèíèí, Г;М,Меллерович, А, Н.Потапов. А. Н,Зинченко, В.H.Скопинский и Л.Б. Ванина (56) Щегляев А.В. Паровые турбины. — M,:

Энергия, 1976, рис. 11-14 (вкладка), с,337.

Изобретение относится к турбостроению и может быть использовано, например, в паровых турбинах, рассчитанных на высокие начальные параметры пара для тепловых электростанций.

Известны сопловые коробки. содержащие пароподводящий патрубок. парораспределительную камеру и направляющий аппарат, В зависимости от мощности, параметров пара. поступающего в сопловую коробку. направляющий аппарат может быть выполнен либо приболченным к парорасп- ределительной камере. либо вставленным в ее вырез.

Недостатком сопловых коробок является то, что они применяются только для турбин относительно небольшой мощности при не очень высоких начальных параметрах пара. когда перепад давлений на стенках сопловой коробки невелик и не возникает трудностей с обеспечением ее прочности.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эф.Я2 1749493 А1 (54) СОПЛОВАЯ КОРОБКА ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ (57) Использование; в энергетике. в паровых турбинэх, рассчитанных на высокие параметры пара. Сущность изобретения: сопловая коробка содержит корпус парораспределительной камеры с направляющими лопатками, выполненный s виде тора, В зоне выреза корпус выполнен с жестким соединение стенок посредством направляющих лопаток. Направляющие лопатки приварены к корпусу своими концевыми элемейта,. ми. 3 з.п ф-лы. 3 ил. фекту является сопловая коробка. используемая в турбинах с более высоким начальным давлением; содержащая корпус парораспределителъной камеры и направляющие лопатки. В сопловой коробке стенки корпуса парораспределительной камеры в зоне выреза соединены стойками. обеспечивающими приемлемый уровень напряжений в Ь сопловой коробке. О

Недостатками известной коробки явля-,ф ются сложность технологии изготовления К ) из-за наличия стоек, наличие стоек способ- (р ствует увеличению гидравлического сопротивления, недостаточно препятствует раскрытию сопловой коробки под действием внутреннего давления, а также увеличивает ее осевой размер. Кроме того, конструкция литой сопловой коробки имеет в сечении вид овального, тора, в котором изгибающие мсменты увеличиваются в несколько раэ по сравнению с круглой формой сечения. Допускаемые напряжения в литой конструкции сопловой коробки ниже. чем в

1749493 сопловой коробке, выполненной из проката, что приводит к утолщению стенок и. соответственно. повышению металлоемкости и снижению маневренности турбины, Допускаемые напряжения понижены также в виде недостаточного контроля качества металла из-за сложной формы литья.

Целью изобретения является повышение экономичности.

В сопловой коробке паровой турбины, содержащей корпус парораспределительной камеры и направляющие лопатки, стенки корпуса в зоне выреза соединены жестко направляющими лопатками. При этом соединение концевых элементов направляю щих лопаток с корпусом выполнено, например, посредством сварки. Целесообразно, чтобы корпус парораспределительной камеры имел в сечении вид сектора кругового тора. Кроме того, отношение расстояния между центром кривизны меридиа нального сечения тора и осевой линией скрепления направляющих лопаток с корпусом к среднему радиусу сечения тора выполнено в интервале 0,7 < < 1.0. При—

L ( меньше 0,7 и больше 1,0 резко возрастают напряжения, Выполнение направляющими лопатками, помимо своего назначения роли силовых элементов (стяжек), жестко соединяющих стенки корпуса в зоне выреза, корпуса парораспределительной камеры в сечении в виде сектора кругового тора, а также выполнение в определенном интервале отношения расстояния между центром кривизны меридионального сечения тора и осевой линией скрепления направляющих лоток с корпусом к среднему радиусу поперечного сечения —:îðà позволяет снизить деформации корпуса парораспределительной камеры под действием внутреннего давления, выполнить коробку из проката и тем самым снизить напряжения, металлоемкость и повысить маневренность турбины.

На фиг.1 и 2 изображена сопловая коробка со сварным и механическим креплением концевых элементов направляющих

" лопаток к корпусу соответственно, поперечный разрез; на фиг,3 — зависимость максимальных меридиональных напряжений в стенке корпуса парораспределительной камеры от отношения расстояния L между центром кривизны меридионального сечения тора и осевой линией скрепления направляющих лопаток с корпусом парораспределительной камеры к среднему радиусу R сечения тора, Сопловая коробка паровой турбины содержит корпус 1 парораспределительной камеры и вставленные в его вырез направляющие лопатки 2 (или их блок-направляющий аппарат), имеющие концевые элементы

3, которыми они приварены к корпусу 1 Концевые элементы 3 могут быть выполнены в виде хвостового соединения 4, профиль которого стандартизован для скрепления рабочих лопаток с дисками ротора турбины. В этом случае скрепление направляющих ло10 паток 2 с корпусом t с помощью концевых элементов 3 осуществляется механически.

Корпус 1 парораспределительной камеры выполнен в виде сектора кругового тора.

Отношение расстояния L между центром кривизны меридионального сечения тора и осевой линией скрепления направляющих лопаток с корпусом к среднему радиусу R сечения тора выполнено в интервале 0,7 <+ <1,0. В парораспределиL тельную камеру сопловой коробки, образованную корпусом 1 и направляющими лопатками 2, пар поступает через паровпускной патрубок 5.

25 При работе турбины через паровпускной патрубок 5 пар поступает в парораспределительную камеру сопловой коробки.

Оттуда через каналы, образованные направляющими лопатками 2, поступает в

30 проточную часть цилиндра (не показана);

При этом происходит срабатывание давления пара и стенки корйуса 1 парораспределительной камеры испытывают перепад давлений. Наличие стяжек, роль которых

35 выполняют направляющие лопатки 2, пре- пятствуют деформации корпуса 1. Поскольку корпус 1 имеет в сечении форму кругового тора, напряжения значительно ниже, чем в корпусе. имеющем в сечении отклонение от

40 круговой формы тора, что позволяет выполнять корпус 1 тонкостенным, воспринимающим в основном растягивающие усилия от внутреннего давления. Это обстоятельство позволяет уменьшить металлоемкость u flo45 высить маневренные качества турбины, а также выполнять сопловую коробку из проката. имеющего более высокие механические свойства, чем литье, Минимальный уровень максимальных

50 напряжений в меридианальном сечении парораспределительной камеры достигается вариацией осевого расположения в ней концевых элементов 3, Оптимальный вариант достигается при отношении расстояния L

55 между центром кривизны меридионального сечения тора и осевой линией скрепления направляющих лопаток 2 с корпусом 1 парораспределительной камеры к среднему радиусу R сечения тора R-8,062. 8 интервале

L»

0,7 c q <1.0 напряжения превосходят минимальное значение не более, чем íà 25, а за пределами указанного интервала резко возрастают. Варьируя положением концевых элементов 3, можно добиться сведения к минимуму изгибающих моментов в стенке корпуса 1, приблизив условия работы парораспределительной камеры к условиям работы трубы, и возможно изготавливать ее из гнутого листового проката, обладающего более высокими прочностными характеристиками, чем литье.

Техническими преимуществами предлагаемой коробки по сравнению с известной являются упрощение технологии изготовления, снижение металлоемкости, повышение маневренности турбины, Надежность и экономичность турбины мощностью 3000 МВт повышается на 0.01%.

Экономический эффект от использования изобретения получается за счет уменьшения массы сопловой коробки, Формула изобретения

1..Сопловая коробка паровой турбины, содержащая корпус парораспределительной камеры с направляющими лопатками, выполненный в виде тора с жестким соединением стенок в зоне выреза, о т п и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения экономичности, жесткое соединение стенок в зоне выреза выполнено посредство на5 правляющих лопаток.

2. Сопловая коробка по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что жесткое соединение стенок выполнено приваркой концевых элементов направляющих лопаток к корпусу

10 парораспределительной камеры.

3. Сопловая короба по пп.1 и 2, о т л ич а ю щ а я с я тем, что корпус парораспределительной камеры выполнен в виде секторов кругового тора.

15 4. Сопловая коробка по пп.1 — 3. о т л ич а ю щ а я с я тем, чт гкорпус"йарораспределительной камеры выполнен с соотношением

0.7 <я <1.0.

L где L — расстояние между центром кривизны меридионального сечения тора и осевой ли25 нией места присоединения направляющих лопаток к корпусу парораспределительной камеры;

R — средний радиус сечения тора.

)749493

e/,„

g yg Щ7 О,Я 700 g4 4Ю

Фиг.д

Составитель В.Аркадьев

Техред M.Ìîðãåíòàë

Корректор H. Ревская

Редактор И.Шулла

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

Заказ 2577 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москве, Ж-35, Раувская наб., 4/5