Ступень турбомашины

 

Использование: втурбомашинах, работающих на низкопотенциальном паре, для установок с открытым контуром, служащих для опреснения воды и вырабатывания электроэнергии за счет излучаемой энергии солнца. Сущность изобретения: ступень снабжена магнитными опорами 9, 10, 11 и 12, выполненными из роторных и статорных частей 13 и 14, которые расположены с зазором между собой и изготовлены из постоянных магнитов, обращенных к зазору одноименными полюсами. Статорные части 14 закреплены в корпусе 1, а роторные части 13 размещены на бандажах 7 и 8 и промежуточных полочках 6 рабочих лопаток 5. Взаимодействие постоянных магнитов стабилизирует траектории вращения рабочих лопаток 5 ступени. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (s1)s F 01 D 5/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

08 l8l V о (Л

4 4

00 би2.1 (21) 4771253/06 (22) 18,12,89 (46) 30.09,92, Бюл, № 36 (71) Львовский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) Д,Н.Гринченко и В.В.Мудрицкий (56) 1. Тепловые и атомные электрические станции. Справочник./Под ред. В.А.Григорьева, В.М.Зорина. М„ Знергоиздат, 1982, с,325, 2. Шляхин П.Н. Паровые турбины, М.—

Л.: Госэнергоиздат, 1960, с.160 — 168, 3. Авторское свидетельство СССР

¹ 985327, кл. F 01 D 5/14, 1980. (54) СТУПЕНЬ ТУРБОМАШИНЫ (57) Использование; в турбомашинах, работающих на низкопотенциальном паре, для установок с открытым контуром, служащих для опреснения воды и вырабатывания электроэнергии за счет излучаемой энергии солнца. Сущность изобретения; ступень снабжена магнитными опорами 9, 10, 11 и

12, выполненными из роторных и статорных частей 13 и 14, которые расположены с зазором между собой и изготовлены из постоянных магнитов, обращенных к зазору одноименными полюсами, Статорные части

14 закреплены в корпусе 1, а роторные части 13 размещены на бандажах 7 и 8 и промежуточных полочках 6 рабочих лопаток 5. Взаимодействие постоянных магнитов стабилизирует траектории вращения рабочих лопаток 5 ступени, 2 ил.

1765478

Изобретение относится к области теплоэнергетики, в частности к турбостроению, и предназначено для использования в турбомашинах, работающих на низкопотенциальном паре, для установок с открытым контуром, служащих для опреснения воды и вырабатывания электроэнергии за счет излучаемой энергии солнца.

Известна ступень паровой турбомашины, состоящая из вала, диска с рабочими лопатками, выполненными из титана илилегированных сталей, и корпуса. При направлении струи энергоносителя на лопатки турбомашины на фронтальных поверхностях лопаток возникают тангенциальные усилия, создающие вращающий механический момент (1).

Недостаток известной ступени заключается в уменьшении ее надежности при удлинении лопаток для получения эффективной работоспособности на низкопотенциальном энергоносителе, Известна также ступень низкого давления паровой турбомашины, состоящая из корпуса, вала, диска с закрепленными на нем рабочими лопатками, имеющими отверстия, при помощи которых они охвачены проволочными бандажами, Выполнение проволочных бандажей позволяет частично скомпенсировать центробежные разрывные усилия, воздействующие на лопатки в период их вращения, а также повысить жесткость рабочего колеса, что позволяет уменьшить вибрации лопаток в переходных режимах работы ступени.

Недостаток технического решения заключается в том, что при необходимости значительного удлинения рабочих лопаток и выполнения их из легких композитных материалов данная конструкция не может обеспечить достаточную надежность для безаварийной работы вследствие недостижимости необходимой жесткости рабочего колеса за счет применения бандажей.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является рабочее колесо осевой турбомашины, содержащее вал, диск, закрепленные на диске двухъярусные титановые лопатки с бандажными полочками и бандаж, предназначенный для повышения жесткости рабочего колеса и разгрузки лопаток от центробежных усилий (3), Недостаток устройства-прототипа заключается в снижении его надежности при удлинении лопаток вследствие воздействия на них значительных центробежных усилий и переменных во времени осевых усилий, приводящих к возникновению разрушающих колебаний, 5

Цель изобретения — повышение надежности.

Поставленная цель достигается благодаря тому, что ступень турбомашины, содержащая размещенное в корпусе рабочее колесо, на диске которого закреплены рабочие лопатки с бандажами и промежуточными полочками, согласно изобретению снабжена периферийной и по меньшей мере одной промежуточной магнитными опорами, каждая из которых выполнена из роторной и статорной расположенных с зазором между собой кольцевых частей, изготовленных из постоянных магнитов, обращенных к зазору одноименными полюсами, при этом статорные части закреплены на корпусе, а роторные части периферийной и промежуточной опор размещены соответственно на бандажах и промежуточных полочках.

Повышение надежности турбинной ступени достигается путем устранения разрушающих вибраций, удлиненных лопаток за счет использования магнитных опор — периферийной и промежуточных, На фиг.1 представлена конструкция турбинной ступени с разрезом элементов в плоскости аксиальной оси; на фиг,2 — вид на турбинную ступень со стороны аксиальной оси.

Турбинная ступень состоит из корпуса

1, вала 2, рабочего колеса 3, содержащего диск 4 и закрепленные на нем лопатки 5, имеющие бандажные полочки 6 с бандажами 7, 8, а также аксиально-радиальных магнитных опор 9, 10, 11, 12, которые содержат роторы 13 и статоры 14, выполненные из постоянных магнитов 15, 16, кольцевых упоров 17 и радиальных консолей 18. Магнитные опоры 9 и 12 являются периферийными, а магнитные опоры 10 и 11 — промежуточными. В корпусе 1 на валу 2 смонтировано рабочее колесо 3 турбинной ступени, Диск

4 рабочего колеса жестко зафиксирован на валу 2, а на лопатках 5 закреплены бандажи

7 и 8, на которых собраны роторы 13 магнитных опор 9, 10, 11, 12, содержащие постоянные магниты 16, Статоры 14 промежуточных магнитных опор 9 и 12 выполнены из постоянных магнитов 15, закрепленных на кольцевых упорах 17. Кольцевые упоры 17 закреплены на радиальных консолях 18, которые в свою очередь закреплены на корпусе 1. Постоянные магниты 15 и 16 своими одноименными полюсами обращены друг против друга.

Устройство работает следующим образом.

Рабочее тело создает разность давлений на фронтальной и тыльной сторонах ло1765478

Формула изобретения

Составитель В, Мудрицкий

Техред М.Моргентал Корректор Н, Соколова

Редактор

Заказ 3368 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС

НТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 паток 5, что приводит к образованию тангенциальных усилий в плоскости рабочего колеса 3 и вращающего момента на валу 2 турбинной ступени. При отклонении траектории вращения лопаток 5 от круговой за счет магнитных взаимодействий между постоянными магнитами 15 и 16 возникают компенсирующие усилия, возвращающие лопатки 5 на сбалансированную траекторию вращения, Использование настоящего технического решения позволит существенно повыить надежность турбинных ступеней с длинными лопатками, выполненными из легких композитных материалов, что представит возможность эффективного использования радиальных турбомашин в установках с низкими параметрами рабочего тела.

Ступень турбомашины, содержащая размещенное в корпусе рабочее колесо, на

5 диске которого закреплены рабочие лопатки с бандажами и промежуточными полочками, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности, она снабжена периферийной и по меньшей мере одной про10 межуточной магнитными опорами, каждая из которых выполнена из роторной и статорной расположенных с зазором между собой кольцевых частей, изготовленных из постоянных магнитов, обращенных к зазору одно15 именными полюсами, при этом статорные части закреплены на корпусе, а роторные части периферийной и промежуточной опор размещены соответственно на бандажах и промежуточных полочках,