Паровая турбина

 

Паровая турбина предназначена для преобразования тепловой энергии в механическую и может быть использована на тепловых электростанциях. Паровая турбина содержит многоступенчатый ротор с дисками. Диски снабжены разгрузочными отверстиями и рабочими лопатками. Турбина содержит также диафрагмы с цельными сопловыми лопатками на ободе, образующими сопловые каналы. Диафрагмы имеют лабиринтовые уплотнения в их центральных отверстиях и каналы, сообщающие лабиринтовые уплотнения с сопловыми каналами. От зон перед лабиринтовыми уплотнениями в диафрагмах выполнены каналы в сопловые лопатки на всю их длину, от которых также выполнены равномерно распределительные по высоте сопловых лопаток дополнительные каналы, выходящие через их выпуклые поверхности в сопловые каналы по ходу пара. Этим обеспечивается отсос переточного через лабиринтовые уплотнения пара с максимальным перепадом давления между зонами перед лабиринтовыми уплотнениями и выходом пара из сопловых каналов с соответствующим максимумом его количества, который полезно используется при работе паровой турбины, улучшает газодинамику потока, выходящего из сопловых каналов пара, гася отрывные его возмущения. 1 ил.

Изобретение может быть использовано в теплоэнергетике.

Паровая турбина содержит многоступенчатый ротор с дисками, снабженными разгрузочными отверстиями и рабочими лопатками, диафрагмы с сопловыми лопатками на ободе, образующими сопловые каналы, с лабиринтовыми уплотнениями в их центральных отверстиях и каналами, сообщающимися с сопловыми каналами. В диафрагмах выполнены от лабиринтовых уплотнений каналы в цельные сопловые лопатки на всю их длину, а участки, находящиеся внутри сопловых лопаток, сообщены равномерно распределенными по длине лопаток дополнительными каналами с сопловыми каналами по ходу пара через их выпуклые поверхности.

Изобретение позволяет снизить утечки пара от лабиринтовых уплотнений диафрагм и повысить экономичность турбины.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано на паровых турбинах.

Известна паровая турбина по патенту RU N 2073095 F 01 D 1/10 от 10.06.1994 г. , содержащая многоступенчатый ротор с дисками, снабженными разгрузочными отверстиями и рабочими лопатками, диафрагмами с сопловыми каналами на ободе, в которой для повышения экономичности в диафрагмах выполнены отверстия от зон разгрузочных отверстий дисков ротора предыдущей ступени в сопловые каналы диафрагм.

Наряду с достоинствами этой паровой турбине присущ недостаток, заключающийся в том, что не используются протечки пара через лабиринтовые уплотнения в центральных отверстиях диафрагм по валу ротора.

Целью изобретения является повышение экономичности паровой турбины путем использования пара протечек через лабиринтовые уплотнения по валу ротора для совершения полезной работы.

Эта цель достигается тем, что на паровой турбине, содержащей многоступенчатый ротор с дисками, снабженными разгрузочными отверстиями и рабочими лопатками, диафрагмы с сопловыми лопатками на ободе, образующими сопловые каналы, с лабиринтными уплотнениями в их центральных отверстиях, в диафрагмах от лабиринтовых уплотнений выполнены каналы в цельные сопловые лопатки на всю их длину, а участки, находящиеся внутри сопловых лопаток сообщены равномерно распределенными по длине лопаток дополнительными каналами с сопловыми каналами по ходу пара через их выпуклые поверхности.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором показана многоступенчатая паровая турбина (ее фрагмент из 2-х ступеней, т.к. остальные ступени по технологии аналогичны). Паровая турбина содержит корпус 1, ротор 2 с дисками 3 с их разгрузочными отверстиями 4 и рабочими лопатками 5, на ободе которых установлены бандажи 6 с гребнями 7, образующими надбандажные уплотнения. В корпусе 1 установлены диафрагмы 8, разделяющие паровую турбину на отдельные ступени, с сопловыми каналами 9 (разрез А-А), образуемыми сопловыми лопатками 10, сегменты 11 лабиринтовых уплотнений с гребнями 12, входящими в пазы 13 на валу ротора 2. Сегменты 11 устанавливаются в пазах 15 центральных отверстий диафрагм и прижимаются пружинами 16. От зон 17 перед лабиринтовыми уплотнениями в диафрагмах выполняются каналы 18 в сопловые лопатки 10 на всю их длину и от участков, находящихся внутри сопловых лопаток 10 также выполняются равномерно распределенные по их длине дополнительные каналы 19, которые через выпуклые поверхности сопловых лопаток 10 выходят в сопловые каналы 9 по ходу пара.

Работа паровой турбины по изобретению осуществляется следующим образом. Подводимый к сопловым каналам 9 пар ускоряется с преобразованием потенциальной энергии в кинетическую со снижением при расширении его давления и поступает на рабочие лопатки 5 ротора 2, приводя его во вращение с совершением механической работы по известному технологическому процессу, подробно описываемому в источниках по паровым турбинам. Выходящий отработанный в ступени пар поступает с некоторой выходной скоростью в сопловые каналы последующей ступени, и так от ступени к ступени процесс аналогичен. В процессе совершения механической работы вращающимся ротором происходят протечки пара через надбандажные уплотнения 7 по ободу дисков 3 и в пространство между дисками 3 ротора 2 и диафрагм 8, из которого через разгрузочные отверстия 4 пар поступает к лабиринтным уплотнениям 12, 13, а некоторая часть, соответственно, к сопловым каналам 9.

Из зон 17 перед лабиринтовыми уплотнениями 12, 13 по каналам 18, 19 отсасывается пар через выпуклые поверхности сопловых лопаток 10, как указано стрелками на чертеже и разрез по А-А, в сопловые каналы 9, заполняя при этом в них отрывные зоны в струе выходящего пара, возникающие у выходных кромок, с улучшением газодинамики потока с соответствующим снижением профильных потерь и полезно используется при работе паровой турбины, повышая ее экономичность.

Формула изобретения

Паровая турбина, содержащая многоступенчатый ротор с дисками, снабженными разгрузочными отверстиями и рабочими лопатками, диафрагмы с сопловыми лопатками на ободе, образующими сопловые каналы с лабиринтовыми уплотнениями в их центральных отверстиях и каналами, сообщающимися с сопловыми каналами, отличающаяся тем, что сопловые лопатки выполнены цельными, каналы в диафрагмах в сопловые лопатки выполнены от лабиринтовых уплотнений на всю их длину, а участки, находящиеся внутри сопловых лопаток, сообщены равномерно распределенными по длине лопаток дополнительными каналами с сопловыми каналами по ходу пара через их выпуклые поверхности.

РИСУНКИ

Рисунок 1