Неподвижная сопловая лопатка паровой турбины и диафрагма паровой турбины



Неподвижная сопловая лопатка паровой турбины и диафрагма паровой турбины
Неподвижная сопловая лопатка паровой турбины и диафрагма паровой турбины
Неподвижная сопловая лопатка паровой турбины и диафрагма паровой турбины
Неподвижная сопловая лопатка паровой турбины и диафрагма паровой турбины
Неподвижная сопловая лопатка паровой турбины и диафрагма паровой турбины
Неподвижная сопловая лопатка паровой турбины и диафрагма паровой турбины
Неподвижная сопловая лопатка паровой турбины и диафрагма паровой турбины

 


Владельцы патента RU 2574106:

Дженерал Электрик Компани (US)

Неподвижная сопловая лопатка паровой турбины содержит аэродинамическую часть, а также внутреннюю и наружную боковые стенки, каждая из которых выполнена за одно целое с одной из сторон аэродинамической части. Каждая боковая стенка, внутренняя и наружная, имеет сторону нагнетания с дугообразной вогнутой поверхностью, проходящей по всей длине боковой стенки, и сторону всасывания с дугообразной выпуклой поверхностью, проходящей по всей длине боковой стенки. Дугообразная вогнутая поверхность внутренней боковой стенки и дугообразная вогнутая поверхность наружной боковой стенки дополняют соответственно дугообразную выпуклую поверхность внутренней боковой стенки и дугообразную выпуклую поверхность наружной боковой стенки. Другое изобретение группы относится к диафрагме паровой турбины, содержащей наружное кольцо, внутреннее кольцо, и кольцеобразную конструкцию из неподвижных сопловых лопаток, расположенную между внутренним и наружным кольцами, а также множество пар удаляемых соединений. Каждая из лопаток выполнена, как указано выше, причем по меньшей мере одна из указанных лопаток прикреплена с возможностью демонтажа к второй из указанных лопаток. Каждое из удаляемых соединений прикрепляет с возможностью извлечения одну из лопаток к одному из колец диафрагмы. Группа изобретений позволяет упростить демонтаж лопатки из диафрагмы паровой турбины. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Данное изобретение относится к сопловому узлу паровой турбины или диафрагме. Более конкретно данное изобретение относится к сопловому узлу паровой турбины, содержащему множество сопловых элементов, имеющих дугообразную или «конусообразную» (например, вогнутую или выпуклую) контактные поверхности.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Паровые турбины содержат неподвижные сопловые элементы (или элементы с «аэродинамическим профилем»), которые направляют поток рабочей текучей среды на турбинные лопатки, присоединенные к вращающемуся ротору. В патентном документе GB 918692 описан сопловой элемент, имеющий аэродинамическую часть, которая соединяет отходящие от ее концов и выполненные с ней за одно целое верхнюю и нижнюю стенки. Стенки проходят от аэродинамической части в противоположных направлениях, так что лопатка имеет Z-образную форму. Полный узел сопловых элементов обычно называется диафрагмой паровой турбины. Один способ создания конструкции диафрагмы заключается в приваривании (или как вариант пайке) множества отдельных аэродинамических частей со встроенными боковыми стенками («неподвижных сопловых лопаток» или «одиночных элементов») к внутреннему и наружному кольцам. Каждый из этих одиночных элементов имеет контактные поверхности, к которым приваривают или припаивают смежные одиночные элементы (во внутреннем и наружном кольце). Эти контактные поверхности имеют переднюю осевую кромку (или кромку на «стороне нагнетания»), расположенную параллельно оси паровой турбины, и заднюю изогнутую кромку (или кромку на «стороне всасывания»). Наряду с тем, что современная конструкция такого одиночного элемента, содержащая изогнутые контактные поверхности, обеспечивает плотную посадку отдельных элементов друг с другом, тем не менее, изогнутые контактные поверхности делают практически невозможным демонтаж и ремонт отдельных элементов. Так, например, в патентном документе US 4025229 описана диафрагма паровой турбины, содержащая наружное кольцо, внутреннее кольцо и кольцеобразную конструкцию из неподвижных сопловых элементов (лопаток), расположенную между внутренним и наружным кольцами диафрагмы. Лопатки прикреплены к кольцам с помощью сварных швов, которые являются постоянными и не могут быть удалены без повреждения лопаток и/или колец и без нарушения целостности конструкции.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Предлагаются сопловые элементы турбины с конусообразными контактными поверхностями. В одном варианте данного изобретения неподвижная сопловая лопатка паровой турбины содержит аэродинамическую часть, внутреннюю боковую стенку, выполненную за одно целое с первой стороной аэродинамической части, наружную боковую стенку, выполненную за одно целое со второй стороной аэродинамической части, причем каждая боковая стенка, внутренняя и наружная, имеет сторону нагнетания с дугообразной вогнутой поверхностью, проходящей, по существу, по всей длине боковой стенки, и сторону всасывания с дугообразной выпуклой поверхностью, проходящей ,по существу, по всей длине боковой стенки.

Первый аспект данного изобретения предлагает неподвижную сопловую лопатку паровой турбины, содержащую аэродинамическую часть, внутреннюю боковую стенку, выполненную за одно целое с первой стороной аэродинамической части, и наружную боковую стенку, выполненную за одно целое со второй стороной аэродинамической части, причем каждая боковая стенка, внутренняя и наружная, имеет сторону нагнетания с дугообразной вогнутой поверхностью, проходящей, по существу, по всей длине боковой стенки, и сторону всасывания с дугообразной выпуклой поверхностью, проходящей, по существу, по всей длине боковой стенки. При этом дугообразная вогнутая поверхность внутренней боковой стенки и дугообразная вогнутая поверхность наружной боковой стенки дополняют соответственно дугообразную выпуклую поверхность внутренней боковой стенки и дугообразную выпуклую поверхность наружной боковой стенки. Это способствует более простому извлечению лопатки в осевом направлении без повреждения соседних лопаток и без нарушения целостности конструкции, в которой они установлены.

Второй аспект данного изобретения предлагает диафрагму паровой турбины, содержащую наружное кольцо, внутреннее кольцо и кольцеобразную конструкцию из неподвижных сопловых лопаток, расположенную между внутренним и наружным кольцами диафрагмы, причем каждая из указанных лопаток содержит аэродинамическую часть, внутреннюю боковую стенку, выполненную за одно целое с первой стороной аэродинамической части, и наружную боковую стенку, выполненную за одно целое со второй стороной аэродинамической части, причем каждая боковая стенка, внутренняя и наружная, имеет сторону нагнетания с дугообразной вогнутой поверхностью, проходящей, по существу, по всей длине боковой стенки, и сторону всасывания с дугообразной выпуклой поверхностью, проходящей, по существу, по всей длине боковой стенки, при этом по меньшей мере одна из указанных лопаток прикреплена с возможностью демонтажа к второй из указанных лопаток.

Третий аспект данного изобретения предлагает диафрагму паровой турбины, содержащую наружное кольцо, внутреннее кольцо и кольцеобразную конструкцию из неподвижных сопловых лопаток, расположенную между внутренним и наружным кольцами диафрагмы, причем каждая из указанных лопаток содержит аэродинамическую часть, внутреннюю боковую стенку, выполненную за одно целое с первой стороной аэродинамической части, и наружную боковую стенку, выполненную за одно целое со второй стороной аэродинамической части, причем каждая боковая стенка, внутренняя и наружная, имеет сторону нагнетания с дугообразной вогнутой поверхностью, проходящей, по существу, по всей длине боковой стенки, и сторону всасывания с дугообразной выпуклой поверхностью, проходящей, по существу, по всей длине боковой стенки, при этом по меньшей мере одна из указанных лопаток прикреплена с возможностью демонтажа к второй из указанных лопаток в осевом направлении, и множество сварных соединений, которые выполнены с возможностью разъединения и каждое из которых, по существу, прикрепляет с возможностью отсоединения одну из указанных лопаток к наружному или внутреннему кольцу диафрагмы.

Прикрепление лопатки с возможностью демонтажа ко второй, соседней лопатке (например, путем удерживания ее с помощью трения или удаляемых сварных соединений) и к кольцам диафрагмы (с помощью удаляемых сварных соединений, например прихваточных швов) повышает надежность фиксации лопатки в конструкции с одновременным упрощением ее извлечения без повреждения лопаток и/или колец диафрагмы и без нарушения целостности конструкции.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Эти и другие свойства данного изобретения будут более понятны из последующего подробного описания его различных аспектов в сочетании с сопроводительными чертежами, которые изображают различные варианты выполнения данного изобретения и на которых:

фиг.1 показывает вид сверху соплового узла паровой турбины;

фиг.2 показывает вид в аксонометрии соплового узла паровой турбины;

фиг.3 показывает частичный вид в аксонометрии диафрагмы паровой турбины;

фиг.4 показывает вид в аксонометрии неподвижной сопловой лопатки паровой турбины в соответствии с вариантом выполнения;

фиг.5 и 6 показывают виды в аксонометрии множества неподвижных сопловых лопаток паровой турбины в соответствии с вариантами выполнения;

фиг.7 показывает частичный вид в аксонометрии диафрагмы паровой турбины в соответствии с вариантом выполнения.

Отметим, что чертежи данного изобретения выполнены не в масштабе. Данные чертежи предназначены для изображения только типичных аспектов данного изобретения и поэтому не должны рассматриваться как ограничивающие объем правовой охраны данного изобретения. На данных чертежах одинаковые номера позиций обозначают одинаковые элементы.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Как указано выше, аспекты данного изобретения предлагают элемент сопла паровой турбины с конусообразной контактной поверхностью. Более конкретно аспекты данного изобретения предлагают сопловой узел паровой турбины, содержащий множество сопловых элементов с дугообразными или «конусообразными» (например, вогнутыми или выпуклыми) контактными поверхностями. Указанные дугообразные контактные поверхности могут позволить извлечь и/или отремонтировать отдельные сопловые элементы при поддержании, по существу, целостности конструкции соплового узла.

Обратимся к чертежам, где на фиг.1 и 2 показан сопловой узел 100 для паровой турбины (не показана). Фиг.1 показывает вид сверху узла 100, тогда как фиг.2 показывает схематически узел 100 в аксонометрии. Узел 100 содержит неподвижную сопловую лопатку 10, имеющую по меньшей мере одну аэродинамическую часть 12, содержащую внутреннюю боковую стенку 14 и наружную боковую стенку 16. Узел 100 дополнительно содержит внутреннее кольцо 18 и наружное кольцо 20. Под формулировкой «внутреннее» и «наружное» в данном документе понимается радиальное положение относительно ротора (не показан), к которому посредством внутреннего кольца 18 прикреплен внутренний конец аэродинамической части 12. Внутреннее кольцо 18 и внутренняя боковая стенка 14 (и аналогично наружное кольцо 20 и наружная стенка боковая 16) соединены вместе у контактной поверхности 80, под которой в данном документе понимается вся площадь, на которой кольца и боковая стенка прилегают и соединяются друг с другом. Внутреннее кольцо 18 и внутренняя боковая стенка 14 (и аналогично наружное кольцо 20 и наружная боковая стенка 16) соединены вместе сваркой (или в альтернативном варианте пайкой) в нескольких точках контактной поверхности 80 (фиг.1). Следует понимать, что как изложено в данном документе, вместо сварки может быть выполнена пайка. В данной области техники известно, что для соединения металлов может использоваться сварка и пайка. Также известно, что сварка может выполняться сплавлением металлов, обычно с добавлением наполнителя. В отличие от сварки пайка обычно не включает плавление соединяемых основных металлов и, как правило, выполняется при более низкой температуре. Несмотря на то, что металлические соединения рассматриваются в данном документе как «сварные соединения», следует понимать, что эти металлические соединения как вариант могут рассматриваться как «паяные соединения».

На фиг.1 множественные зоны сварки контактной поверхности 80 как на входной (передней) стороне аэродинамической части 12, так и на выходной (задней) стороне аэродинамической части, которые сварены вместе, показаны, в целом, как сварные соединения 90 на фиг.1 и 2. Каждая контактная поверхность 80 между кольцами 18, 20 и боковыми стенками 14, 16 может содержать механический радиальный упор 19, который поддерживает аэродинамическую часть 12 в надлежащем радиальном положении во время сварки и предотвращает усадочную деформацию сварного шва. Каждая контактная поверхность 80 может дополнительно содержать механический осевой упор 17, который поддерживает аэродинамическую часть 12 в надлежащем осевом положении и регулирует продольную глубину сварного шва. Указанные механические упоры 17, 19 имеют соединение, состоящее из ряда охватываемых ступенчатых выступов, взаимодействующих с соответствующими охватывающими ступенчатыми выступами дополняющей детали, как будет изложено более подробно в дальнейшем.

На фиг.3 показанный на фиг.2 узел 100 дополнительно содержит множество неподвижных сопловых лопаток 10, расположенных на участке диафрагмы (вся диафрагма не показана для ясности изображения). Как показано на чертеже, боковые стенки 14, 16 лопаток 10 могут иметь расположенные под углом контактные поверхности 34 (например, «резко изогнутую» контактную поверхность, содержащую две поверхности, расположенные под тупыми углами). Указанные расположенные под углом поверхности 34 позволяют расположить множество неподвижных сопловых лопаток, по существу, заподлицо друг с другом в узле 100. Как показано на чертеже, лопатки 10 удерживаются между внутренней боковой стенкой 18 и наружной боковой стенкой 20 посредством множества сварных швов 90.

На фиг.4 показана неподвижная сопловая лопатка 110 паровой турбины в соответствии с вариантом выполнения. Лопатка 110 может содержать аэродинамическую часть 112, внутреннюю боковую стенку 114 и наружную боковую стенку 116. Как показано на чертеже, внутренняя боковая стенка 114 может составлять единое целое с первой стороной аэродинамической части 112 (например, может быть выполнена посредством механической обработки из кованой заготовки или бруска, сваркой, литьем, пайкой и т.д.), а наружная боковая стенка 116 может составлять единое целое со второй стороной аэродинамической части 112 (например, может быть выполнена путем механической обработки из кованой заготовки или бруска, сваркой, литьем, пайкой и т.д.). Каждая боковая стенка 114 и 116, внутренняя и наружная, может иметь сторону 124 нагнетания и сторону 126 всасывания. Термины «сторона нагнетания» и «сторона всасывания» относятся соответственно к стороне нагнетания и стороне всасывания аэродинамической части 112. Как известно в данной области техники, сторона нагнетания аэродинамической части 112 представляет собой сторону высокого давления, предназначенную для направления потока рабочей текучей среды через лопатку 110. Как дополнительно известно в данной области техники, сторона всасывания аэродинамической части 112 представляет собой сторону низкого давления, расположенную, по существу, напротив стороны нагнетания. Каждая сторона 124 нагнетания может иметь дугообразную вогнутую поверхность 134, а каждая сторона 126 всасывания может иметь дугообразную выпуклую поверхность 136. В одном варианте выполнения вогнутая поверхность 134 может проходить , по существу, по всей длине L боковой стенки 114, 116 соответственно, и выпуклая поверхность 136 может проходить, по существу, по всей длине L боковой стенки 114, 116 соответственно. В одном варианте выполнения вогнутая поверхность 134 внутренней боковой стенки 114 имеет радиус дуги, по существу, равный радиусу дуги выпуклой поверхности 136 внутренней боковой стенки 114. Кроме того, в этом варианте выполнения вогнутая поверхность 134 наружной боковой стенки 116 и выпуклая поверхность 136 наружной боковой стенки 116 могут иметь, по существу, равный радиус дуги. Дополнительно в этом варианте выполнения вогнутые поверхности 134 внутренней боковой стенки 114 и наружной боковой стенки 116 соответственно могут иметь длину дуги, по существу, равную длине дуги вогнутых поверхностей 136 внутренней боковой стенки 114 и наружной боковой стенки 116 соответственно.

В соответствии с фиг.4 в одном варианте выполнения вогнутая поверхность 134 внутренней боковой стенки 114 и вогнутая поверхность 134 наружной боковой стенки 116 дополняют соответственно выпуклую поверхность 136 внутренней боковой стенки 114 и выпуклую поверхность 136 наружной боковой стенки 116. То есть в устройстве, содержащем более одной неподвижной сопловой лопатки 110 паровой турбины (фиг.5 - 7), выпуклая поверхность 136 внутренней боковой стенки 114 первой лопатки 110 дополняет вогнутую поверхность 134 внутренней боковой стенки 114 второй аналогичной лопатки 110. Подобным образом выпуклая поверхность 136 наружной боковой стенки 116 первой лопатки 110 паровой турбины дополняет вогнутую поверхность 134 наружной боковой стенки 116 второй аналогичной лопатки 110 паровой турбины. Следует понимать, что используемый в данном документ термин «дополнять» (дополняет) обозначает взаимодействие поверхностей, при котором часть этих поверхностей может располагаться, по существу, заподлицо друг с другом. Например, в одном варианте выполнения поверхности на стороне нагнетания (вогнутые) и поверхности на стороне всасывания (выпуклые) могут быть расположены в диафрагме паровой турбины (фиг.7) так, что каждая из соответствующих (внутренней, наружной) вогнутых поверхностей первой лопатки 110, по существу, расположена на одном уровне с соответствующими (внутренними, наружными) выпуклыми поверхностями второй лопатки 110. Взаимосвязь между поверхностями на стороне нагнетания и поверхностями на стороне всасывания дополнительно рассмотрена со ссылкой на фиг.5 - 7.

На фиг.5 и 6 показана конструктивная конфигурация, содержащая множество, по существу, одинаковых неподвижных сопловых лопаток 110 паровой турбины. В этой конфигурации лопатки 110 могут быть расположены так, что их дополняющие поверхности (вогнутые поверхности 134 и выпуклые поверхности 136 соответственно), по существу, находятся заподлицо друг с другом. Такое решение может обеспечить, среди прочего, эффективную подачу пара на аэродинамические части 112 и механическую прочность. Фиг.6 показывает конфигурацию, содержащую лопатки 110 паровой турбины, показанные на фиг.5, вместе с дополнительными, , по существу, аналогичными лопатками, образующие часть диафрагмы паровой турбины (кольца диафрагмы не показаны). Как изложено со ссылкой на фиг.5 и более четко показано на фиг.6, часть диафрагмы паровой турбины может быть выполнена путем размещения взаимодополняющих конусообразных поверхностей лопаток 110 заподлицо друг с другом. Как будет изложено со ссылкой на фиг.7, в более полной диафрагме лопатки 110 могут быть прикреплены друг к другу в осевом направлении (обозначенном символом «А») с возможностью демонтажа. Указанное соединение с возможностью демонтажа позволит извлечь в осевом направлении одну или более лопаток 110 из данного узла без существенного нарушения целостности конструкции (например, сварных соединений 190) оставшейся части данного узла.

На фиг.7 показана часть диафрагмы 200 паровой турбины в соответствии с вариантом выполнения. Часть диафрагмы 200 может содержать множество неподвижных сопловых лопаток 110 паровой турбины, расположенных, по существу, так, что дополняющие поверхности находятся заподлицо друг с другом, как изложено со ссылкой на фиг.5 - 6. Кроме того, часть диафрагмы 200 может содержать внутреннее кольцо 118 диафрагмы и наружное кольцо 120 диафрагмы, которые могут быть, по существу, аналогичными внутреннему и наружному кольцам (18 и 20), показанным и описанным со ссылкой на фиг.1 - 3. В завершенной диафрагме (не показана для ясности) лопатки 110 могут образовывать кольцеобразную конструкцию между внутренним кольцом 118 и наружным кольцом 120 диафрагмы. При такой компоновке лопатки 110 могут быть прикреплены друг к другу с возможностью демонтажа. Кроме того, лопатки 110 могут быть прикреплены по существу, с возможностью отсоединения по меньшей мере к одному из внутреннего кольца 118 и наружного кольца 120 диафрагмы с помощью удаляемых сварных соединений 190. То есть, если лопатка 110 не прикреплена по меньшей мере к одному кольцу, внутреннему 118 или наружному 120, то лопатка 110 может быть извлечена из диафрагмы 200 без разрушения сварных соединений 190 одной или более смежных лопаток 110.

В узле 100, показанном на фиг.3, при полной сборке и сварке (или как вариант пайке) кольцеобразной конструкции лопаток 10 отдельные лопатки 10 не могут быть извлечены из узла 100 без удаления множества лопаток 10 (и их соответствующих сварных соединений 90 или паяных соединений). Это обусловлено тем, что расположенные под углом контактные поверхности 34 (фиг.3) лопаток 10 препятствуют перемещению смежных лопаток 10, даже при удалении сварного соединения 90. Более конкретно, как показано на фиг.3, расположенные под углом контактные поверхности 34 лопаток 10 препятствуют перемещению этих лопаток в осевом направлении (А). В противоположность этому лопатки 110 в варианте выполнения (например, показанном на фиг.7) прикреплены друг другу с возможностью демонтажа. То есть каждая лопатка 110, которая не прикреплена сваркой к одному кольцу, внутреннему 118 или наружному 120, может быть извлечена или вставлена между двумя закрепленными (например, сваркой) лопатками 110 в осевом направлении (А). Другими словами, в диафрагме 200 паровой турбины каждая лопатка 110 может быть прикреплена с возможностью демонтажа к смежной лопатке 110 в осевом направлении. Кроме того, в одном варианте выполнения каждая лопатка 110, по существу, прикреплена с возможностью извлечения по меньшей мере к одному кольцу, внутреннему 118 или наружному 120, посредством лишь множества удаляемых сварных соединений 190 (или как вариант паяных соединений).

Лопатка 110, имеющая конусообразные (вогнутую, выпуклую) контактные поверхности, как изложено в данном документе, может позволить извлекать отдельные лопатки 110 из узла (например, диафрагмы 200 паровой турбины) путем удаления (например, зачисткой, механической обработкой и/или нагревом) только тех сварных соединений 190 (или паяных соединений), которые связаны с конкретной извлекаемой лопаткой. Такое решение может обеспечить, среди прочего, более быстрый и более эффективный ремонт, замену и/или доработку отдельных лопаток 110.

Терминология, используемая в данном документе, применяется только с целью описания конкретных вариантов выполнения и не предназначена для ограничения данного описания. Подразумевается, что используемые в данном документе формы единственного числа также охватывают и формы множественного числа, если в контексте с очевидностью не указано иное. Следует также понимать, что используемые в данном описании термины «содержит» и/или «содержащий» определяют наличие указанных свойств, целых чисел, этапов, операций, частей и/или элементов, но не исключают наличие или добавление одного или более других свойств, целых чисел, этапов, операций, частей, элементов и/или их сочетания.

В данном изложенном описании используются примеры, описывающие данное изобретение, содержащие предпочтительные варианты выполнения, а также обеспечивающие возможность любому специалисту в данной области техники осуществить на практике данное изобретение, включая создание и использование любых устройств или систем, а также реализацию любых соответствующих способов. Объем правовой охраны данного изобретения определен формулой изобретения, при этом он может включать другие примеры, которые очевидны специалистам в данной области техники. Подразумевается, что подобные другие примеры подпадают под объем правовой охраны данной формулы изобретения, если они содержат конструктивные элементы, которые не отличаются от элементов, описанных в формуле изобретения, или если они содержат равноценные конструктивные элементы с несущественными отличиями от элементов, описанных в формуле изобретения.

Перечень элементов

10 Неподвижная сопловая лопатка

12 Аэродинамическая часть

14 Внутренняя боковая стенка

16 Наружная боковая стенка

17 Механический осевой упор

18 Внутреннее кольцо

19 Механический радиальный упор

20 Наружное кольцо

34 Расположенные под углом поверхности

80 Контактная поверхность

90 Сварные соединения

100 Сопловой узел

110 Неподвижная сопловая лопатка

112 Аэродинамическая часть

114 Внутренняя боковая стенка

116 Наружная боковая стенка

118 Внутреннее кольцо диафрагмы

120 Наружное кольцо диафрагмы

124 Сторона нагнетания

126 Сторона всасывания

134 Дугообразная вогнутая поверхность

136 Дугообразная выпуклая поверхность

190 Удаляемые сварные соединения

200 Диафрагма паровой турбины

L Длина боковой стенки

А Осевое направление

1. Неподвижная сопловая лопатка (110) паровой турбины, содержащая:
аэродинамическую часть (112),
внутреннюю боковую стенку (114), которая выполнена за одно целое с первой стороной аэродинамической части (112), и
наружную боковую стенку (116), которая выполнена за одно целое со второй стороной аэродинамической части (112),
причем каждая боковая стенка, внутренняя и наружная, (114, 116) имеет сторону (124) нагнетания с дугообразной вогнутой поверхностью (134), проходящей, по существу, по всей длине (L) боковой стенки, и сторону (126) всасывания с дугообразной выпуклой поверхностью (136), проходящей, по существу, по всей длине (L) боковой стенки,
при этом дугообразная вогнутая поверхность (134) внутренней боковой стенки (114) и дугообразная вогнутая поверхность (134) наружной боковой стенки (116) дополняют соответственно дугообразную выпуклую поверхность (136) внутренней боковой стенки (114) и дугообразную выпуклую поверхность (136) наружной боковой стенки (116).

2. Неподвижная сопловая лопатка (110) по п. 1, в которой дугообразная вогнутая поверхность (134) внутренней боковой стенки (114) и дугообразная выпуклая поверхность (136) этой стенки (114) имеют, по существу, равный радиус дуги.

3. Неподвижная сопловая лопатка по п. 2, в которой дугообразная вогнутая поверхность (134) наружной боковой стенки (116) и дугообразная выпуклая поверхность (136) этой стенки (116) имеют, по существу, равный радиус дуги.

4. Неподвижная сопловая лопатка (110) по п. 1, в которой дугообразная вогнутая поверхность (134) внутренней боковой стенки (114) и дугообразная выпуклая поверхность (136) этой стенки (114) имеют, по существу, равную длину дуги.

5. Неподвижная сопловая лопатка (110) по п. 1, в которой дугообразная вогнутая поверхность (134) наружной боковой стенки (116) и дугообразная выпуклая поверхность (136) этой стенки (116) имеют, по существу, равную длину дуги.

6. Диафрагма (200) паровой турбины, содержащая:
наружное кольцо (120),
внутреннее кольцо (118),
кольцеобразную конструкцию из неподвижных сопловых лопаток (110), расположенную между внутренним кольцом (118) диафрагмы и наружным кольцом (120) диафрагмы, причем каждая из указанных лопаток (110) содержит: аэродинамическую часть (112),
внутреннюю боковую стенку (114), выполненную за одно целое с первой стороной аэродинамической части (112), и
наружную боковую стенку (116), выполненную за одно целое со второй стороной аэродинамической части (112),
причем каждая боковая стенка, внутренняя и наружная (114, 116), имеет сторону (124) нагнетания с дугообразной вогнутой поверхностью (134), проходящей, по существу, по всей длине (L) боковой стенки, и сторону (126) всасывания с дугообразной выпуклой поверхностью (136), проходящей, по существу, по всей длине (L) боковой стенки,
причем по меньшей мере одна из указанных лопаток (110) прикреплена с возможностью демонтажа к второй из указанных лопаток (110) в осевом направлении (А), и
множество пар удаляемых соединений (190), каждое из которых, по существу, прикрепляет с возможностью извлечения одну из указанных лопаток (110) к одному кольцу диафрагмы - наружному (120) или внутреннему (118).

7. Диафрагма (200) по п. 6, в которой каждая пара удаляемых соединений (190), по существу, поддерживает осевое положение присоединенной с возможностью извлечения неподвижной сопловой лопатки (110).

8. Диафрагма (200) по п. 6, в которой дугообразная вогнутая поверхность (134) внутренней боковой стенки (114) и дугообразная выпуклая поверхность (136) этой стенки (114) имеют, по существу, равную длину дуги, и дугообразная вогнутая поверхность (134) наружной боковой стенки (116) и дугообразная выпуклая поверхность (136) этой стенки (116) имеют, по существу, равную длину дуги.



 

Похожие патенты:

Сегмент платформы, предназначенный для обеспечения опоры для сопловой направляющей лопатки для газовой турбины, содержит: поверхность канала для прохода газа, находящуюся в контакте с потоком газа, выходящего из камеры сгорания; поверхность охлаждения, расположенную напротив поверхности канала для прохода газа и имеющую тепловую связь с ней; стенку, выступающую от поверхности охлаждения и простирающуюся по меньшей мере частично в направлении потока; и дополнительную стенку, выступающую от поверхности охлаждения и простирающуюся по меньшей мере частично в направлении потока.

Газотурбинный двигатель включает сегмент кольцеобразного блока входного направляющего аппарата и опорное и охлаждающее устройство, поддерживающее сегмент направляющего аппарата и направляющее охлаждающую среду для его охлаждения.

При изготовлении композитного спрямляющего аппарата турбомашины, имеющего обод, снабженный рядом статорных лопаток, наматывают на оправку первые слои армирующей детали.

Статор компрессора осевой турбомашины содержит кольцевую группу лопаток, проходящих в радиальном направлении, внутренний корпус, сквозь который проходят внутренние концы лопаток, и по меньшей мере одну полосу.

Устройство передачи газообразных продуктов сгорания к турбине содержит несколько направляющих лопаток сопла, пару боковых стенок кольцеобразной формы, между которыми расположены направляющие лопатки сопла, пару разнесенных между собой опор, а также средство фиксации боковых стенок и присоединенных направляющих лопаток сопла между опорами.

Газотурбинный двигатель включает устройство блокировки вращения сегмента направляющего соплового аппарата, установленного внутри кольцевого картера газотурбинного двигателя, и теплозащитный лист, установленный между внутренней стенкой картера и наружной стенкой сегмента направляющего аппарата.

Газовая турбина осевого типа содержит ротор с чередующимися рядами воздухоохлаждаемых рабочих лопаток и теплозащитных экранов ротора и статор с чередующимися рядами воздухоохлаждаемых направляющих лопаток и теплозащитных экранов статора, установленных в держателе направляющих лопаток.

Сопловой элемент турбины из композиционного материала, содержащего волокнистое армирование, уплотненное керамической матрицей, включает участки внутреннего и внешнего оснований и, по меньшей мере, одну лопатку, присоединенную к ним обоим.

Направляющий аппарат турбины газотурбинного двигателя разделен на сектора, включающие внутреннюю и наружную платформы, связанные между собой радиальными лопатками.

Кольцо статора модуля турбинного двигателя летательного аппарата имеет множество сквозных отверстий, предназначенных для расположения лопатки статора. Каждое отверстие определяет среднюю линию, проходящую между первым краем, предназначенным для расположения задней кромки лопатки, и вторым краем, предназначенным для расположения передней кромки лопатки.

Узел платформы для поддержки сопловой лопатки для газовой турбины содержит поверхность прохождения газа, расположенную так, чтобы контактировать с потоковым рабочим газом, по меньшей мере, один охлаждающий канал. Охлаждающий канал имеет форму для направления охлаждающей текучей среды в охлаждающем канале и образован внутри узла платформы. Охлаждающий участок внутренней поверхности охлаждающего канала находится в тепловом контакте с поверхностью прохождения газа. Узел платформы представляет собой интегрально образованный узел, представляющий сегмент в круговом направлении газовой турбины. Охлаждающий канал содержит первый участок охлаждающего канала и второй участок охлаждающего канала, размещенный после первого участка охлаждающего канала в отношении потокового направления рабочего газа. Первый участок охлаждающего канала и второй участок охлаждающего канала взаимосвязаны таким образом, что охлаждающая текучая среда направляется в первый участок охлаждающего канала, а затем направляется во второй участок охлаждающего канала. Первый участок охлаждающего канала и второй участок охлаждающего канала оба главным образом проходят вдоль кругового направлении и приспособлены таким образом, что первая часть охлаждающей текучей среды течет в первом направлении в первом сегменте первого участка охлаждающего канала, а вторая часть охлаждающей текучей среды течет во втором направлении во втором сегменте первого участка охлаждающего канала. первая часть охлаждающей текучей среды течет в первом сегменте второго участка охлаждающего канала, а вторая часть охлаждающей текучей среды течет во втором сегменте второго участка охлаждающего канала. Первая часть охлаждающей текучей среды и вторая часть охлаждающей текучей среды текут по направлению друг к другу и соединяются друг с другом во втором участке охлаждающего канала. Изобретение позволяет повысить эффективность охлаждения и увеличить срок службы сопловой лопатки турбины. 3 н. и 11 з.п. ф-лы. 3 ил.

Устройство направляющих лопаток содержит внутреннюю платформу, полый аэродинамический профиль и направляющую. Внутренняя платформа выполнена со сквозным отверстием, образующим проточный канал для охлаждающей текучей среды. Полый аэродинамический профиль выполнен в виде единого целого с первой поверхностью внутренней платформы и имеет охлаждающее отверстие для обмена охлаждающей текучей среды, проходящей через сквозное отверстие в или из полого аэродинамического профиля. Направляющая выполнена в виде единого целого со второй поверхностью внутренней платформы и содержит выемку с проходом для охлаждающей текучей среды, образующим проход для охлаждающей текучей среды к сквозному отверстию. Направляющая проходит вдоль второй поверхности в окружном направлении. Проход для охлаждающей текучей среды имеет в окружном направлении размер сквозного отверстия. При изготовлении указанного выше устройства направляющих лопаток создают внутреннюю платформу, при этом полый аэродинамический профиль выполняют в виде единого целого с первой поверхностью внутренней платформы, а направляющую выполняют в виде единого целого с ее второй поверхностью. Группа изобретений позволяет повысить срок службы устройства направляющих лопаток за счет уменьшения разности температур направляющей и внутренней платформы. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 4 ил.

Турбинная система содержит первую платформу, вторую платформу, несколько аэродинамических профилей, пластину соударения. Каждый из нескольких аэродинамических профилей проходит между первой платформой и второй платформой. Первая и вторая платформа образуют секцию основного пути прохождения текучей среды. Вторая платформа имеет поверхность, противоположную основному пути прохождения текучей среды, с несколькими выемками. Выемки окружены поднятой кромкой. Кромка обеспечивает опору для устанавливаемой пластины соударения и образована в виде первой замкнутой петли, окружающей первую выемку из нескольких выемок и дополнительно окружающей первое отверстие первого аэродинамического профиля из нескольких аэродинамических профилей и в виде второй замкнутой петли, окружающей вторую выемку из нескольких выемок и дополнительно окружающей второе отверстие второго аэродинамического профиля из нескольких аэродинамических профилей, так что часть кромки задает непрерывный барьер между первой выемкой и второй выемкой для блокирования охлаждающей текучей среды. Барьер образует сопрягающую поверхность для центральной зоны пластины соударения. Первое отверстие имеет поднятый первый край. Первый край выполнен с меньшей высотой, чем высота кромки, и/или второе отверстие имеет поднятый второй край, при этом второй край выполнен с меньшей высотой, чем высота кромки. Изобретение направлено на повышение эффективности охлаждения аэродинамических профилей и платформ, упрощение сборки турбинной системы. 2 н. и 20 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к конструкции статора компрессора газотурбинного двигателя авиационного и наземного применения с поворотными лопатками. Статор компрессора газотурбинного двигателя включает поворотные направляющие лопатки, установленные наружными цапфами в разъемном наружном корпусе, а внутренними - в разъемных внутренних кольцах. Полукольца внутренних колец в плоскости осевого разъема соединены между собой замковым соединением типа «ласточкин хвост», причем средние части z-образных выступов по длине замковых соединений удалены. Длина любой из не удаленных частей замковых соединений не превышает величины допустимой при сборке двигателя осевой сдвижки наружного корпуса и не менее чем на 1…2 мм меньше длины удаленных частей z-образных выступов замковых соединений. Изобретение позволяет повысить надежность и ресурс статора компрессора, за счет исключения раскрытия и смещения стыков полуколец внутренних колец поворотных направляющих лопаток. 10 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при изготовлении диафрагмы (1) внутреннего корпуса модуля низкого или среднего давления паровой турбины. Упомянутая диафрагма содержит внутренний обод (2) и наружный обод (3), а также лопатки (4), привариваемые своими концами к упомянутым ободам (2, 3). При этом перед сваркой осуществляют операцию автоматической механической обработки концов (6, 7) каждой лопатки (4) для выполнения периферийной выемки (12) вокруг каждой из упомянутых лопаток (6, 7). Размеры указанной выемки задают в зависимости от уровня рабочей нагрузки на диафрагму (1) в турбине и в зависимости от условий процесса сварки концов лопаток с ободами, причем соотношение ширины Р выемки к ее глубине Н устанавливают между 0,5 и 2. Использование изобретения позволяет повысить качество и надежность изготовления лопаток и диафрагмы. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Турбомашина содержит первый и второй последовательные кольцевые ряды неподвижных лопаток. Каждая лопатка второго ряда проходит в радиальной плоскости, проходящей между задними кромками двух последовательных лопаток первого ряда, причем шаг между этими двумя лопатками первого ряда больше шага между другими лопатками первого ряда. Изобретение позволяет снизить потери давления и аэродинамическое взаимодействие между двумя рядами лопаток за счет прохождения спутных струй, образуемых на уровне задних кромок лопаток первого ряда с одной и другой стороны от лопаток второго ряда. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Компонент турбины содержит лопатку, несущий элемент и четыре поверхности раздела между лопаткой и несущим элементом. Каждая из поверхностей раздела уплотнена с помощью листовых уплотнений. Первая поверхность раздела расположена на стороне передней кромки радиально наружной платформы лопатки, вторая поверхность раздела расположена на стороне передней кромки радиально внутренней платформы лопатки, третья поверхность раздела расположена на стороне задней кромки радиально наружной платформы лопатки, и четвертая поверхность раздела расположена на стороне задней кромки радиально внутренней платформы лопатки. Листовые уплотнения соединены с лопаткой и/или с несущим элементом с обеспечением возможности перемещения между лопаткой и несущим элементом. Другое изобретение группы относится к способу уплотнения от утечки между лопаткой и несущим элементом, в котором упомянутые поверхности раздела уплотняют с помощью листовых уплотнений. Группа изобретений позволяет обеспечить возможность движения между лопаткой и несущим элементом при сохранении уплотнительных характеристик. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 3 ил.

Настоящее изобретение относится к статору компрессора осевой турбомашины. Статор содержит кольцевой ряд основных лопаток (26) статора и дополнительные лопатки (34), каждая из которых связана с основной лопаткой (26). Дополнительные лопатки (34) расположены у задних кромок (38) основных лопаток (26) и вблизи сторон (40) высокого давления основных лопаток (26). Дополнительные лопатки (34) выровнены для создания области (56) низкого давления у задних кромок (38) основных лопаток (26). Таким образом, поток, обходящий основную лопатку (26), всасывается стороной (42) низкого давления посредством области (56) низкого давления, когда он приближается к задней кромке (38) основной лопатки (26). Таким образом предотвращается снижение скорости и повышается эффективность машины. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 5 ил.

Турбинный узел содержит полую аэродинамическую часть, имеющую по меньшей мере одну полость с по меньшей мере одной трубкой соударительного охлаждения, предназначенную для введения внутрь полости полой аэродинамической части и используемую для соударительного охлаждения, по меньшей мере, внутренней поверхности полости, и по меньшей мере одну платформу, расположенную на радиальном конце полой аэродинамической части, и по меньшей мере одну охлаждающую камеру, используемую для охлаждения по меньшей мере одной платформы, и которая расположена на противоположной полой аэродинамической части стороне платформы. Охлаждающая камера ограничена на первом радиальном конце платформой, а на противоположном радиальном втором конце с помощью по меньшей мере одной закрывающей пластины. Трубка соударительного охлаждения выполнена из переднего элемента и заднего элемента, вставленных оба в по меньшей мере одну полость. Передний элемент расположен в направлении передней кромки полой аэродинамической части. Задний элемент расположен, при рассматривании в направлении от передней кромки к задней кромке, по потоку после переднего элемента. Передний элемент трубки соударительного охлаждения проходит в направлении размаха, по меньшей мере, полностью через охлаждающую камеру от платформы до закрывающей пластины, а задний элемент трубки соударительного охлаждения заканчивается в направлении размаха на платформе. Изобретение направлено на повышение эффективности охлаждения аэродинамической части при минимизации потерь. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 8 ил.
Наверх