Лопатка сопловой решетки влажно-паровой турбины



Лопатка сопловой решетки влажно-паровой турбины
Лопатка сопловой решетки влажно-паровой турбины

 


Владельцы патента RU 2467178:

Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) (RU)

Лопатка сопловой решетки влажно-паровой турбины содержит перо. Перо выполнено между входной и выходной кромками в форме выпуклой и вогнутой поверхностей. Средняя часть вогнутой поверхности пера покрыта направляющей пластиной с образованием канала и выпускной щели вдуваемого пара, расположенной со стороны выходной кромки пера. Средняя часть вогнутой поверхности пера и направляющая пластина со стороны канала и выпускной щели вдуваемого пара выполнены каждая со слоем теплоизоляции. Повышается интенсивность испарения влаги вдуваемым паром за счет уменьшения потерь тепла вдуваемого пара. 2 ил.

 

Изобретение относится к турбостроению и может быть использовано в последних ступенях влажно-паровых турбин.

Известна лопатка сопловой решетки влажно-паровой турбины, содержащая перо, выполненное между входной и выходной кромками в форме выпуклой и вогнутой поверхностей, образующих канал вдуваемого пара с выпускной щелью, расположенной в выходной кромке пера (Авторское свидетельство СССР на изобретение SU 1052678, 07.11.1983).

При работе такой лопатки на вогнутой поверхности пера интенсивно осаждается влага, которая под воздействием рабочего потока пара движется в сторону выходной кромки пера с выпускной щелью вдуваемого пара, где влага дробится и затем испаряется.

Использование известной лопатки приводит к резкому росту кромочных потерь, которые снижают экономичность влажно-паровой турбины.

К настоящему изобретению наиболее близким техническим решением из известных технических решений (прототипом) является лопатка сопловой решетки влажно-паровой турбины, содержащая перо, выполненное между входной и выходной кромками в форме выпуклой и вогнутой поверхностей, причем средняя часть вогнутой поверхности пера покрыта направляющей пластиной с образованием канала и выпускной щели вдуваемого пара, расположенной со стороны выходной кромки пера (Патент России на изобретение RU 2392451, 20.06. 2010).

Недостатком прототипа является пониженная эффективность сепарации влаги из рабочего патока пара вследствие теплопотерь вдуваемого пара. Это обусловлено тем, что вдуваемый пар, проходя по каналу вдуваемого пара и выпускной щели, охлаждается, отдавая часть тепла рабочему пару, нагревая перо и направляющую пластину лопатки сопловой решетки влажно-паровой турбины, через поверхности которых осуществляется теплопередача. В результате этого за счет оставшегося тепла вдуваемого пара после выпускной щели хватает для испарения только часть влаги рабочего потока, осевшей на пластине. Остальная часть влаги уносится в межвенцовый зазор.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности сепарации влаги в канале сопловой решетки за счет уменьшения теплопотерь вдуваемого пара.

Техническая задача решается в лопатке сопловой решетки влажно-паровой турбины, содержащей перо, выполненное между входной и выходной кромками в форме выпуклой и вогнутой поверхностей, причем средняя часть вогнутой поверхности пера покрыта направляющей пластиной с образованием канала и выпускной щели вдуваемого пара, расположенной со стороны выходной кромки пера, а средняя часть вогнутой поверхности пера и направляющая пластина со стороны канала выпускной щели вдуваемого пара выполнены каждая со слоем теплоизоляции.

Выполнение средней части вогнутой поверхности пера и пластина со стороны и выпускной щели канала вдуваемого пара со слоем теплоизоляции уменьшает теплопотери и повышает температуру вдуваемого пара, так как слой теплоизоляции снижает преждевременную утечку тепла к рабочему потоку пара. Такое решение позволяет повысить эффективность сепарации влаги из рабочего потока пара, так как теплопотери уменьшаются и тепла вдуваемого пара достаточно, чтобы после выпускной щели испарить всю влагу, осевшую на направляющей пластине.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид лопатки сопловой решетки влажно-паровой турбины; на фиг.2 показан поперечный разрез лопатки в зоне расположения канала вдуваемого пара.

Лопатка сопловой решетки влажно-паровой турбины содержит перо, выполненное между входной кромкой 1 и выходной кромкой 2 в форме выпуклой поверхности 3 и вогнутой поверхности 4, а также канал 5 вдуваемого пара. Средняя часть вогнутой поверхности 4 пера покрыта направляющей пластиной 6 с образованием канала 5 вдуваемого пара и выпускной щели 7, расположенной со стороны выходной кромки 1 пера.

Канал 5 вдуваемого пара расположен в периферийной зоне направляющей лопатки, где концентрация влаги максимальная. Направляющая пластина 6 приваривается к перу швом 8. Размер выпускной щели 7 составляет 0,8-1,0 мм и фиксируется круглыми дистанционирующими шайбами 9 соответствующей толщины, равномерно распределенными по длине щели 7. На фиг.1 шайбы 9 не видны, так как они расположены под пластиной 6, а позиция 9 на фиг.1 указывает на место расположения шайб 9.

Средняя часть вогнутой поверхности 4 пера и направляющая пластина 6 со стороны канала 5 вдуваемого пара и выпускной щели 7 выполнены каждая со слоем 10 теплоизоляции. Теплоизоляция может быть получена, например, плазменным напылением слоя керамики, содержащей оксид циркония.

Лопатка сопловой решетки влажно-паровой турбины работает следующим образом.

Рабочий поток пара проходит через канал сопловой решетки и омывает перо сопловой лопатки. При этом на вогнутой поверхности 4 пера лопатки интенсивно осаждается жидкость, которая под воздействием рабочего потока течет по направляющей пластине 6 в сторону выпускной щели 7 канала 5 вдуваемого пара. Проходя над щелью 7, жидкость распыляется струей вдуваемого пара и, двигаясь далее по оставшемуся участку вогнутой поверхности 4, не нарушая структуры рабочего потока в сопловой решетке, интенсивно испаряется за счет тепла, подводимого вдуваемым паром. Этому способствует снижение теплопотерь в течение всей работы лопатки благодаря теплоизоляции канала 5 и выпускной щели 7 вдуваемого пара.

Лопатка сопловой решетки влажно-паровой турбины, содержащая перо, выполненное между входной и выходной кромками в форме выпуклой и вогнутой поверхностей, причем средняя часть вогнутой поверхности пера покрыта направляющей пластиной с образованием канала и выпускной щели вдуваемого пара, расположенной со стороны выходной кромки пера, отличающаяся тем, что средняя часть вогнутой поверхности пера и направляющая пластина со стороны канала и выпускной щели вдуваемого пара выполнены каждая со слоем теплоизоляции.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к энергомашиностроению, в частности к газовым турбинам или компрессорам с регулируемыми направляющими лопатками. .

Изобретение относится к авиационным газотурбинным двигателям и, в частности, к переходным каналам между турбинами низкого давления и высокого давления таких двигателей.

Изобретение относится к лопатке газотурбинного двигателя, и в частности к лопатке, находящейся в потоке горячих газов, требующих использования специальных средств, несмотря на температурные условия и часто высокое давление.

Изобретение относится к устройству для крепления, которое содержитсредства соединения в паз края суппорта детали суппорта и стабилизирующего края стабилизирующей детали, иудерживающую деталь для удержания соединенных в паз края суппорта и стабилизирующего края,при этом устройство для крепления характеризуется тем, что оно содержит средства удержания для противодействия относительному вращению края суппорта и стабилизирующего края.

Изобретение относится к машинному компоненту с изготовленным из основного материала основным телом, которое снабжено на части своей поверхности бронированием из нанесенного материала с большей по сравнению с основным материалом твердостью.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к сплавам на основе никеля, подходящим для литья конструктивных элементов газовой турбины. .

Изобретение относится к жаростойкому компоненту такому, как, например, лопатка турбины или рабочее колесо нагнетателя, подвергающемуся трению о другой компонент в условиях высокой температуры.

Изобретение относится к производству паровых турбин, в частности к способам создания противоэрозионной защиты входных кромок турбинных лопаток. .

Изобретение относится к системе теплоизоляционных слоев. .

Изобретение относится к детали газотурбинного двигателя, термобарьерному покрытию (варианты) и способу защиты деталей от повреждений, связанных с воздействием песка.

Изобретение относится к турбинной лопатке для паровой турбины с участком пера лопатки, а также с участком корня лопатки, причем участок пера лопатки содержит по меньшей мере в отдельных областях волокнистый композитный материал, при этом участок пера турбины имеет сердцевинный элемент, расположенный посредине пера и полностью окруженный волокнистым композитным материалом.

Изобретение относится к турбинным компонентам и к способам покрытия турбинных компонентов. .

Изобретение относится к машиностроению и может быть применено для упрочнения деталей машин, работающих в условиях фреттинг-коррозии. .

Изобретение относится к способу изготовления лопатки турбомашины, может применяться в авиационных газотурбинных двигателях и энергетических установках при изготовлении рабочих и направляющих лопаток вентиляторов, компрессоров и турбин.
Наверх