Ступень паровой турбины

Авторы патента:

F01D11/08 - для уплотнения зазора между концами лопаток ротора и статором (специально оформленные для этой цели концы лопаток F01D 5/20)

Владельцы патента RU 2442900:

Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) (RU)

Ступень паровой турбины содержит диафрагму (1), рабочие лопатки (2) с бандажами (3). Бандажи (3) имеют осевой гребень (6) бандажей со стороны межвенцового зазора (5). В межвенцовом зазоре (5) под осевым гребнем (6) бандажей расположен осевой гребень (7), образующий с ним лабиринтный канал (8). Осевой гребень (6) выполнен на установленном в межвенцовом зазоре (5) периферийном кольце (4). Диафрагма (1) снабжена ободом (9), установленным в обойме (10). В обойме (10) закреплено надбандажное уплотнение (11). В обойме (10) в зоне над бандажами выполнен влагоотводящий канал (12). Достигается повышение экономичности ступени паровой турбины и снижение трудоемкости ее изготовления. 1 ил.

Изобретение относится к области турбостроения и может найти применение при разработке и изготовлении паровых турбин для атомных электростанций.

Известна ступень паровой турбины, содержащая рабочие лопатки с бандажами и статорную деталь, причем бандажи и статорная деталь со стороны межвенцового зазора выполнены с выемкой и выступом соответственно, а на статорной детали закреплено уплотнительное осевое кольцо, контактирующее с поверхностью выемки бандажей.

(US 6102655, F01D 11/08, опубликовано 15.08.2000 г.)

Известна ступень паровой турбины, включающий диафрагму, рабочие лопатки с бандажами, имеющих осевой гребень со стороны межвенцового зазора.

(SU 1671908, F01D 11/08, опубликовано 04.11.1989 г.)

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату является ступень осевой турбомашины, содержащая диафрагму, рабочие лопатки с бандажами, имеющими осевой гребень со стороны межвенцового зазора и другой уплотнительный осевой гребень в межвенцовом зазоре, закрепленный в ободе диафрагмы и расположенный под осевым гребнем бандажей рабочих лопаток.

(SU 380848, F01D 11/08, опубликовано 15.05.1973 г.)

Недостатками всех известных технических решений является сложность изготовления, недостаточно высокая мощность вихря на периферии межвенцового зазора, что снижает коэффициент полезного действия ступени.

Задачей изобретения и техническим результатом изобретения является повышение экономичности ступени паровой турбины и снижение трудоемкости ее изготовления.

Технический результат достигается тем, что ступень паровой турбины содержит диафрагму (1), рабочие лопатки (2) с бандажами (3), имеющими осевой гребень (6) бандажей со стороны межвенцового зазора (5) и осевой гребень (7) в межвенцовом зазоре (5), расположенный под осевым гребнем (6) бандажей и образующий с ним лабиринтный канал (8), причем осевой гребень (6) выполнен на установленном в межвенцовом зазоре (5) периферийном кольце (4), при этом диафрагма (1) снабжена ободом (9), установленным в обойме (10), в которой закреплено надбандажное уплотнение (11), а в обойме (10) в зоне над бандажами выполнен влагоотводящий канал (12).

Изобретение может быть проиллюстрировано данными, представленными на рисунке, где:

1 - диафрагма;

2 - рабочие лопатки;

3 - бандаж;

4 - периферийное кольцо;

5 - межвенцовый зазор;

6 - осевой гребень бандажа;

7 - осевой гребень, образующий лабиринтный канал;

8 - лабиринтный канал;

9 - обод диафрагмы;

10 - обойма;

11 - надбандажное уплотнение;

12 - влагоотводящий канал.

Устройство по изобретению работает следующим образом.

Пар из диафрагмы (1) направляется на рабочие лопатки (2). Под действием разности давлений часть пара проходит через лабиринтный канал (8), надбандажное уплотнение (11) и влагоотводящий канал (12). Лабиринтный канал (8) и элементы устройства за ним создают значительное аэродинамическое сопротивление, вследствие чего расход пара наружу понижается, а экономичность ступени паровой турбины повышается.

Периферийное кольцо играет роль вытеснителя и расположено в том месте, где мог бы возникнуть вихрь, если бы кольца не было. При этом периферийное кольцо, а также другие элементы составной диафрагмы имеют значительно меньшие размеры, чем монолитная статорная деталь в ближайшем аналоге, что значительно снижает трудоемкость изготовления ступени при подгонке уплотнительных гребней.

Таким образом, использование устройства паровой турбины по изобретению обеспечивает достижение поставленного технического результата.

Ступень паровой турбины, содержащая диафрагму (1), рабочие лопатки (2) с бандажами (3), имеющими осевой гребень (6) бандажей со стороны межвенцового зазора (5) и осевой гребень (7) в межвенцовом зазоре (5), расположенный под осевым гребнем (6) бандажей и образующий с ним лабиринтный канал (8), отличающаяся тем, что осевой гребень (6) выполнен на установленном в межвенцовом зазоре (5) периферийном кольце (4), при этом диафрагма (1) снабжена ободом (9), установленным в обойме (10), в которой закреплено надбандажное уплотнение (11), а в обойме (10) в зоне над бандажами выполнен влагоотводящий канал (12).

Турбинное кольцо и турбина // 2377419

Модуль турбины для газотурбинного двигателя с ротором, который включает в себя моноблок // 2377417

Изобретение относится к области газотурбинных двигателей и, в частности, к модульному элементу турбины для таких двигателей. .

Кольцевой корпус статора газовой турбины и устройство охлаждения кольцевого корпуса // 2374471

Устройство осевой фиксации сектора перемычки кольца в турбине высокого давления турбомашины // 2365767

Лабиринтное надбандажное уплотнение для паровой турбины // 2362887

Изобретение относится к лабиринтному надбандажному уплотнению для паровой турбины, содержащему уплотнительные кольцевые гребешки ротора турбины, сегменты уплотнения, включающие в себя мелкоячеистые сотовые блоки, припаянные к корпусам сотовых блоков между уплотняющих статорных гребней, выполненных заодно с корпусами сотовых блоков, кольцевые пазы статора турбины, имеющие V-образную в продольном сечении турбины форму и горизонтальный продольный разъем.

Элемент статора турбины (варианты) и способ его изготовления (варианты) // 2362021

Лабиринтное надбандажное уплотнение для паровой турбины // 2358118

Изобретение относится к уплотнительной технике. .

Прирабатываемое покрытие элемента турбомашины и способ его изготовления // 2353779

Изобретение относится к машиностроению, в частности к уплотнениям зазоров проточной части турбомашин, длительно работающих в условиях высоких температур и высокочастотных вибраций.

Статорный бандажный элемент многоступенчатой газовой турбины, сегмент статорного бандажа и способ отсоединения и удаления первого внутреннего бандажного элемента // 2335640

Вставка сотового надбандажного уплотнения паровой турбины и способ установки вставок сотового надбандажного уплотнения // 2447294

Истираемое уплотнение турбомашины // 2454473

Элемент истираемого уплотнения турбины // 2455116

Способ изготовления элемента прирабатываемого уплотнения турбины с сотовой структурой // 2457066

Способ изготовления армированного элемента прирабатываемого уплотнения турбины // 2457067

Изобретение относится к уплотнениям зазоров проточной части турбомашин, длительно работающих в условиях повышенных температур и высокочастотных вибраций

Способ изготовления сотового элемента прирабатываемого уплотнения турбины // 2461446

Элемент прирабатываемого уплотнения турбины // 2484924

Способ изготовления элемента прирабатываемого уплотнения турбины с армированной оболочкой // 2484925

Осевая турбомашина с малыми потерями через зазоры // 2498084

Осевая турбомашина (1) включает рабочую лопаточную решетку, которая образована рабочими лопатками (3), у каждой из которых имеется передняя кромка (8) и расположенная в радиальном направлении снаружи свободная вершина (15) лопатки. Рабочую лопаточную решетку охватывают стенки (13) кольцевого пространства. Стенки (13) кольцевого пространства расположены непосредственно вблизи вершин (15) лопаток, образуя радиальный зазор (16) между огибающей вершин (15) лопаток и внутренней стороной (14) кольцевого пространства. У рабочих лопаток (3) на вершине (15) лопатки в области их передних кромок (8) соответственно имеется радиальное возвышение (18). У стенок (13) кольцевого пространства с внутренней стороны (14) кольцевого пространства имеется окружное радиальное углубление (17), которое расположено на радиальном расстоянии (16) от огибающей вершин (15) лопаток. В направлении основного потока через осевую турбомашину (1) форма радиальных возвышений на их обращенных к радиальному зазору (16) сторонах повторяет форму радиального углубления. В направлении основного потока осевой турбомашины (1) форма на внутренней стороне (14) кольцевого пространства имеет, по меньшей мере, четыре криволинейных участка, разделенных точками перегиба. Кривизна соседних криволинейных участков (19, 21, 23, 24) имеет различные знаки. Достигается уменьшение утечек через радиальный зазор. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 3 ил.

Составной сегмент прирабатываемого уплотнения турбины // 2498879

Изобретение относится к машиностроению, в частности к уплотнениям зазоров проточной части турбомашин, длительно работающих в условиях повышенных температур и высокочастотных вибраций. Составной сегмент прирабатываемого уплотнения турбины содержит уплотняющий блок, выполненный в виде призмы из адгезионно соединенных между собой частиц прирабатываемого порошкового материала и закрепленный внутри металлического коробчатого корпуса, открытого с рабочей стороны уплотняющего блока и имеющего выступающие над поверхностью уплотняющего блока боковые стенки. Уплотняющий блок закреплен внутри металлического коробчатого корпуса паяным соединением, выполнен в виде призмы с трапецеидальным или прямоугольным поперечным сечением с боковыми опорными выступами, контактирующими с боковыми стенками коробчатого корпуса и обеспечивающими равномерное распределение припоя в зазоре между уплотняющим блоком и корпусом уплотняющего блока. Обеспечивается высокая прирабатываемость, износостойкость и механическая прочность. 18 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл., 2 пр.