Охлаждаемая камера высокотемпературного концевого уплотнения цилиндра паровой турбины

 

Изобретение относится к системе концевых уплотнений паровой турбины и может быть использовано в охлаждаемой камере высокотемпературного концевого уплотнения. Охлаждаемая камера высокотемпературного концевого уплотнения цилиндра паровой турбины содержит выпускное отверстие и средства для подвода низкотемпературного пара и его смешения с паром протечек. Указанные средства выполнены в виде форсуночного устройства с соплами, направленными по окружности камеры, при этом данное форсуночное устройство расположено с диаметрально противоположной стороны относительно выпускного отверстия. Обеспечивает оптимальное перемешивание низкотемпературного пара с паром перетечек и обеспечивает более равномерное охлаждение камеры. 2 ил.

Изобретение относится к системе концевых уплотнений паровой турбины и может быть использовано в охлаждаемой камере высокотемпературного концевого уплотнения.

Концевые уплотнения цилиндров паровой турбины, находящиеся под действием высокого давления, содержат несколько отсеков лабиринтных уплотнений, между которыми расположены промежуточные камеры для нерегулируемых отборов в регенеративные подогреватели, для приема уплотняющего пара, для отсоса протечек паровоздушной смеси в охладитель (1). В турбинах высоких начальных параметров приходится также предусматривать особые меры, в частности подвод сравнительно холодного пара, для предотвращения неравномерного разогрева и коробления внешней коробки концевых уплотнений.

Известно высокотемпературное концевое уплотнение, к одной из промежуточных камер которого, служащей для отбора пара перетечек, подводится относительно низкотемпературный пар, охлаждающий коробку уплотнения. Такая охлаждаемая камера, являющаяся ближайшим аналогом настоящего изобретения, содержит коробку уплотнения, выпускное отверстие и средства для подвода низкотемпературного пара и его смешения с паром перетечек, поступающим в камеру (2).

Подобная камера, позволяющая снизить температурный уровень напряжений высокотемпературного уплотнения, была применена при реконструкции турбин, находящихся в стадии эксплуатации, у которых отбор пара из соответствующей камеры осуществлялся через два выпускных отверстия. При реконструкции одно из этих отверстий подключалось к трубопроводу подачи низкотемпературного пара, а между отверстиями устанавливалась радиальная перегородка для организации движения низкотемпературного пара по кругу и, тем самым, осуществления его смешения с паром перетечек, поступающим в камеру. Однако при организации такого подвода низкотемпературного пара и движения его потока не обеспечивается равномерного охлаждения камеры по окружности и даже, несмотря на простоту указанного способа реконструкции, вследствие двукратного уменьшения выпускной площади отбора пара, снижается эффективность отсоса перетечек пара в уплотнении.

В основу настоящего изобретения поставлена задача создания охлаждаемой камеры высокотемпературного концевого уплотнения, в которой была бы организована такая подача низкотемпературного пара, чтобы этот пар более равномерно по окружности, чем в известном аналоге, смешивался с паром перетечек и осуществлял эффективное охлаждение всей камеры.

Эта задача решается в охлаждаемой камере высокотемпературного концевого уплотнения цилиндра паровой турбины, содержащей коробку уплотнения, выпускное отверстие и средства для подвода низкотемпературного пара и его смешения с паром перетечек, и в которой, в соответствии с сущностью настоящего изобретения, указанные средства выполнены в виде форсуночного устройства с соплами, направленными по окружности камеры, при этом данное форсуночное устройство расположено с диаметрально противоположной стороны относительно выпускного отверстия.

Такое решение за счет форсуночного устройства и направления его сопел в противоположные стороны позволяет обеспечить оптимальное перемешивание низкотемпературного пара с паром перетечек и обеспечить более равномерное охлаждение камеры. При осуществлении реконструкции соответствующей промежуточной камеры уплотнения у турбины, находящейся в эксплуатации, не приходится осуществлять сокращение площади отбора пара за счет иного использования одного из выпускных отверстий, что также является достоинством изобретения.

Сущность настоящего изобретения поясняется в следующем далее подробном описании примера его осуществления, изображенного на прилагаемых чертежах, на которых: фиг. 1 показывает фрагмент высокотемпературного концевого уплотнения с охлаждаемой камерой согласно изобретению в продольном разрезе; фиг.2 показывает камеру из фиг.1 в поперечном разрезе (сечение А-А).

Изображенное на чертежах концевое уплотнение относится к цилиндру среднего давления паровой турбины с промперегревом. Это уплотнение содержит секции 1 лабиринтных уплотнений, которые установлены в обоймах 2. Между обоймами 2 образованы камеры, из которых камера 3 служит для отбора перетечек пара в регенеративные подогреватели, камера 4 - для приема уплотняющего пара, а камера 5 - для отсоса протечек пара в охладитель.

Камера 3 является охлаждаемой камерой, и для этого в ней предусмотрено форсуночное устройство для подвода пара с относительно низкой температурой от источника, подходящего по параметрам. Таким источником, в частности, является камера отбора перетечек пара заднего концевого уплотнения цилиндра высокого давления. Форсуночное устройство состоит из двух патрубков 6, врезанных в коробку уплотнения 7, каждый из которых заканчивается соплом 8. При этом сопла 8 форсуночного устройства направлены в противоположные стороны по окружности камеры 3 (фиг.2) и расположены диаметрально противоположно относительно выпускнрго отверстия 9 (фиг.1).

Работа описанного концевого уплотнения происходит известным путем. При этом в охлаждающей камере 3 подаваемый в нее низкотемпературный пар, проходя по двум противоположным направлениям по окружности камеры 3, смешивается с высокотемпературным паром перетечек, проходящих в камеру 3, и охлаждает его.

Источники информации 1. А. В. Щегляев. Паровые турбины. М., 1976г., с. 158-159.

2. Патент РФ 2107168, F 01 D 11/00, 1998 г.

Формула изобретения

Охлаждаемая камера высокотемпературного концевого уплотнения цилиндра паровой турбины, содержащая выпускное отверстие и средства для подвода низкотемпературного пара и его смешения с паром протечек, отличающаяся тем, что указанные средства выполнены в виде форсуночного устройства с соплами, направленными по окружности камеры, при этом данное форсуночное устройство расположено с диаметрально противоположной стороны относительно выпускного отверстия.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2