Разветвитель потока, ступень разветвителя потока и сопловой аппарат паровой турбины



Разветвитель потока, ступень разветвителя потока и сопловой аппарат паровой турбины
Разветвитель потока, ступень разветвителя потока и сопловой аппарат паровой турбины
Разветвитель потока, ступень разветвителя потока и сопловой аппарат паровой турбины
Разветвитель потока, ступень разветвителя потока и сопловой аппарат паровой турбины
Разветвитель потока, ступень разветвителя потока и сопловой аппарат паровой турбины
Разветвитель потока, ступень разветвителя потока и сопловой аппарат паровой турбины
Разветвитель потока, ступень разветвителя потока и сопловой аппарат паровой турбины
Разветвитель потока, ступень разветвителя потока и сопловой аппарат паровой турбины
Разветвитель потока, ступень разветвителя потока и сопловой аппарат паровой турбины
Разветвитель потока, ступень разветвителя потока и сопловой аппарат паровой турбины
Разветвитель потока, ступень разветвителя потока и сопловой аппарат паровой турбины

 


Владельцы патента RU 2601675:

Дженерал Электрик Компани (US)

Ступень диафрагмы паровой турбины, содержащая самовыравнивающийся разветвитель (110, 610, 710) потока. В одном варианте выполнения предложен разветвитель (120, 220, 320, 420, 520, 620, 720) потока паровой турбины, который имеет центральную часть (122) и две торцевые части (124, 224, 324, 424, 524) и содержит делитель (160) потока, расположенный в центральной части (122), и захват (162, 262, 562), проходящий, по существу, в радиальном наружном направлении и расположенный вблизи по меньшей мере одной из двух торцевых частей (124, 224, 324, 424, 524), причем указанный захват (162, 262, 562), проходящий по существу в радиальном наружном направлении, выполнен с обеспечением размещения в нем выступа (142) соплового аппарата (140), и паз (200), расположенный в разветвителе потока паровой турбины, выполненный с возможностью размещения уплотнения (210) для предотвращения протечки текучей среды через поверхности взаимодействия между разветвителем и выступом (142) соплового аппарата (140). Предотвращается формирование сварных швов, которые потенциально вносят деформацию в сопловые аппараты, ухудшая эксплуатационные характеристики паровой турбины, конструкция удерживает разветвитель потока внутри соплового аппарата после последующей установки соплового аппарата в турбину. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 10 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Изобретение, рассматриваемое в настоящем документе, относится к сопловому аппарату паровой турбины или к ступени диафрагмы. Более конкретно, изобретение, рассматриваемое в настоящем документе, относится к ступени диафрагмы паровой турбины, содержащей самовыравнивающийся разветвитель потока.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0002] Паровые турбины содержат неподвижные сопловые аппараты (или аппараты с аэродинамическими частями), которые направляют поток рабочей текучей среды (например, пара) в турбинные лопатки (или аэродинамические части), присоединенные к вращающемуся ротору. Весь аппарат, состоящий из сегментов сопловых лопаток, обычно называют ступенью диафрагмы или сопловым аппаратом паровой турбины. Две половины диафрагмы паровой турбины обычно монтируют вокруг ротора с созданием горизонтального соединения. Некоторые секции обычных паровых турбин имеют двухпоточную конструкцию, в которой половина потока текучей среды проводится к левой части диафрагмы, а другая половина текучей среды направляется к правой части диафрагмы. Ступень диафрагмы, которая разделяет поток (направляя текучую среду в левую и правую части), называется ступенью разветвителя потока (или цилиндра).

[0003] Обычные ступени разветвителя потока содержат левый и правый сопловые аппараты, соединенные болтами у фланцев. Для прикрепления ступени разветвителя потока к левому и правому сопловым аппаратам из-за наличия сболченных конструкций и ограниченной доступности, связанной с этими конструкциями, используется электронно-лучевая сварка (или другая сварка с глубоким проникновением). Кроме того, размер фланца, головки болта и гайки создают существенное сопротивление воздуху, что может отрицательно сказаться на характеристиках турбины. Эти обычные конструкции и сварные швы, связанные с этими конструкциями, могут потребовать дорогостоящего труда и могут вносить деформацию в левый и правый сопловые аппараты, ухудшая тем самым эксплуатационные характеристики паровой турбины.

Ближайшим аналогом может считаться разветвитель потока паровой турбины, раскрытый в патенте США №7357618, в котором для соединения левого и правого сегментов предусмотрены пазовые соединения. Однако для прикрепления ступени разветвителя потока к левому и правому сопловым аппаратам используются либо сболченная конструкция, либо сварка. Таким образом, отмеченные выше проблемы в предшествующем уровне техники решены не были.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0004] Таким образом, техническая задача, решаемая изобретением, заключается в исключении формирования сварных швов и болтовых соединений при соединении соплового аппарата с диафрагмой паровой турбины, чтобы свести к минимуму деформацию сопловых аппаратов и предотвратить ухудшение эксплуатационных характеристик паровой турбины. Для этого предложена ступень диафрагмы паровой турбины, содержащая самовыравнивающийся разветвитель потока, использующий для соединения с сопловым аппаратом конструкцию захвата и выступа, удерживающую разветвитель потока внутри соплового аппарата после последующей установки соплового аппарата в турбину.

В одном варианте выполнения предложен разветвитель потока паровой турбины, имеющий центральную часть и две торцевые части, при этом разветвитель содержит делитель потока, расположенный вблизи центральной части, и проходящий, по существу, в радиальном наружном направлении захват, расположенный вблизи по меньшей мере одной из двух торцевых частей.

[0005] Первый аспект изобретения включает разветвитель потока паровой турбины, имеющий центральную часть и две торцевые части, при этом разветвитель потока содержит делитель потока, расположенный вблизи центральной части, и проходящий, по существу, в радиальном наружном направлении захват, расположенный вблизи по меньшей мере одной из двух торцевых частей.

[0006] Второй аспект изобретения включает ступень разветвителя потока паровой турбины, содержащую разветвитель потока, имеющий центральную часть и торцевую часть и содержащий делитель потока, расположенный вблизи центральной части, и захват, расположенный вблизи торцевой части, и сопловой аппарат, присоединенный к разветвителю потока и содержащий кольцевой сегмент и выступ, проходящий от кольцевого сегмента, причем сопловой аппарат присоединен к разветвителю потока у захвата посредством указанного выступа.

[0007] Третий аспект изобретения включает сопловой аппарат паровой турбины, содержащий аэродинамическую часть сопловой лопатки, кольцевой сегмент, прикрепленный к аэродинамической части сопловой лопатки, и выступ, проходящий от кольцевого сегмента, при этом указанный выступ имеет первую кромку, имеющую первый угол скоса, и вторую кромку, имеющую второй угол скоса, отличный от первого угла скоса.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0008] Эти и другие свойства изобретения будут более понятны из последующего подробного описания различных аспектов данного изобретения в сочетании с сопроводительными чертежами, изображающими различные варианты выполнения данного изобретения, на которых:

[0009] фиг. 1 показывает продольный разрез ступени разветвителя потока паровой турбины;

[0010] фиг. 2 показывает вид в аксонометрии обычной ступени разветвителя потока;

[0011] фиг. 3 показывает продольный разрез ступени разветвителя потока паровой турбины в соответствии с вариантами выполнения изобретения;

[0012] фиг. 4 показывает увеличенный вид сбоку ступени разветвителя потока, показанной на фиг. 3, в соответствии с вариантами выполнения изобретения;

[0013] фиг. 5 показывает увеличенный вид сбоку другого варианта выполнения разветвителя потока в соответствии с вариантами выполнения изобретения;

[0014] фиг. 6 показывает увеличенный вид сбоку другого варианта выполнения внутреннего кольцевого сегмента в соответствии с вариантами выполнения изобретения;

[0015] фиг. 7 показывает увеличенный вид сбоку другого варианта выполнения разветвителя потока в соответствии с вариантами выполнения изобретения;

[0016] фиг. 8 показывает увеличенный вид сбоку другого варианта выполнения разветвителя потока и внутреннего кольцевого сегмента в соответствии с вариантами выполнения изобретения;

[0017] фиг. 9 показывает упрощенный продольный разрез ступени разветвителя потока паровой турбины в соответствии с вариантами выполнения изобретения;

[0018] фиг. 10 показывает упрощенный продольный разрез ступени разветвителя потока паровой турбины в соответствии с вариантами выполнения изобретения.

[0019] Необходимо отметить, что чертежи изобретения выполнены не в масштабе. Данные чертежи предназначены для изображения только типичных аспектов изобретения, и поэтому не должны рассматриваться как ограничивающие объем его правовой охраны. На данных чертежах одинаковые номера позиции обозначают одинаковые компоненты.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0020] Как изложено выше, аспекты изобретения предлагают ступень диафрагмы паровой турбины, содержащей самовыравнивающийся разветвитель потока. В частности, аспекты изобретения предлагают ступень разветвителя потока паровой турбины, выполненную с возможностью присоединения посредством захвата к смежным ступеням соплового аппарата с обеспечением уменьшения издержек на механическую обработку и улучшенных эксплуатационных характеристик турбины по сравнению с обычными ступенями разветвителя потока.

[0021] Как изложено в настоящем документе, обычные ступени разветвителя потока содержат левый и правый сопловой аппараты, соединенные болтами по фланцам. Для прикрепления такой ступени к другим ступеням диафрагмы из-за наличия сболченных конструкций и связанной с ними ограниченной доступности используется электронно-лучевая сварка (или другая сварка с глубоким проникновением). Эти обычные конструкции и сварные швы, связанные с этими конструкциями, могут потребовать дорогостоящего труда и могут вносить деформацию в сопловые аппараты, ухудшая тем самым эксплуатационные характеристики паровой турбины.

[0022] На фиг. 1 показан продольный разрез ступени 10 разветвителя потока паровой турбины. Обычные ступени 10 могут содержать разветвитель 20 потока, выполненный, соответственно, из двух сегментов 22 и 24. Каждый из сегментов 22, 24 разветвителя 20 может содержать, соответственно, фланцы 26 и 28, которые могут быть скреплены болтом 30 (и, например, гайкой 32). Кроме того показано, что в обычной ступени 10 расположен сопловой аппарат 40, содержащий неподвижную аэродинамическую часть 42, присоединенную, соответственно, к наружному бандажу 44 и внутреннему бандажу 48, как это принято в данной области техники. Наружный бандаж 44 может быть приварен к наружному кольцу 50 сварным соединением 52, а внутренний бандаж 48 может быть приварен к разветвителю 20 (например, у первой половины 22) другим сварным соединением 52. В отличие от других ступеней паровой турбины ступень 10 содержит делитель 60 потока, используемый для разделения потока пара, поступающего в ступени турбины, и его направления к каждой половине двухпоточной турбины. Указанный делитель 60 потока может проходить в радиальном наружном направлении от разветвителя 20, так что он создает проблемы, связанные с зазором, при присоединении сваркой бандажей (например, наружного бандажа 44 и внутреннего бандажа 48) к каждому наружному кольцу 50 и сегментам 22, 24. То есть создание соединения между внутренним бандажом 48 и сегментом 22 (и в некоторых случаях, соединение между наружным бандажом 44 и наружным кольцом 50) может быть затруднено вследствие ограниченного зазора, обеспечивающего доступ к поверхностям взаимодействия между этими компонентами. Соответственно сварные соединения 52 обычно создают с задней стороны в осевом направлении (или с наружной стороны в осевом направлении), соответственно, сегментов 22, 24 и наружного кольца 50. Для создания достаточного сцепления между бандажами (например, наружным бандажом 44 и внутренним бандажом 48) и сегментами 22, 24, и, соответственно, наружным кольцом 50 обычно применяют электронно-лучевую сварку. Как это принято в данной области техники, электронно-лучевая сварка может обеспечить более глубокое сварное соединение между свариваемыми материалами, в отличие от других типов сварки (например, сварки металлическим электродом в среде инертного газа, или МИГ). Однако электронно-лучевая сварка (ЭЛС) является более дорогостоящей по сравнению с МИГ сваркой и, соответственно, обслуживание машины для электронно-лучевой сварки, также, может быть дорогостоящим. Несмотря на то, что сварка МИГ может быть менее дорогостоящей, чем ЭЛС, при сварке МИГ в сборочный узел подводится большое количество тепла только с одной стороны (например, с задней стороны в осевом направлении), что может вызвать его деформацию. То есть в обычной ступени 10, показанной на фиг. 1, сварные швы 52, полученные односторонней сваркой МИГ, могут создать деформацию бандажей (например, наружного бандажа 44 и внутреннего бандажа 48), колец (например, кольца 50), разветвителя 20 и/или аэродинамических частей 42 соплового аппарата. Деформация этих компонентов может ухудшить эксплуатационные характеристики паровой турбины, в которой используется ступень 10. При использовании двусторонней сварки МИГ значительно уменьшается деформирование внутри соплового аппарата по сравнению с односторонней сваркой МИГ. Кроме того, двусторонняя сварка МИГ обеспечивает экономию в расходах по сравнению с электронно-лучевой сваркой.

[0023] На фиг. 2 показан вид в аксонометрии обычной ступени 10 (показана нижняя половина ступени) за исключением болта 30 и гайки 32. Как дополнительно показано на этом виде, сварные соединения 52 могут быть выполнены со стороны наружных в осевом направлении участков наружного кольца 50 и сегментов 22, 24 вследствие ограниченного зазора со стороны внутренних в осевом направлении участков этих компонентов.

[0024] Фиг. 3 показывает продольный разрез ступени 110 разветвителя потока паровой турбины (или ступени разветвителя потока) в соответствии с вариантами выполнения изобретения. В одном варианте выполнения ступень 110 содержит разветвитель 120, имеющий центральную часть 122 и две торцевые части 124 (например, наружные в осевом направлении от центральной части 122). Следует понимать, что формулировка «части» разветвителя 120 используется исключительно для обеспечения различия между секциями элемента. В некоторых случаях между частями разветвителя 120 отсутствует физическое разделение, а в некоторых вариантах выполнения разветвитель 120 может быть выполнен из одного куска материала (например, металла). Показано, что разветвитель 120 содержит делитель 160 потока, расположенный вблизи центральной части 122, и захват 162, расположенный вблизи каждой торцевой части 124. Делитель 160 может быть, по существу, проходящим радиально, и в некоторых вариантах выполнения он проходит радиально в меньшей степени (например, с наличием меньшего профиля), чем в обычных ступенях разветвителя потока. Следует понимать, что захват 162 может быть выполнен в виде выступа и канавки или паза (обозначение номерами позиций которых показано на фиг. 4), обеспечивающих соединение с сопловым аппаратом 140. В частности, захват 162 может обеспечивать соединение с выступом 142, проходящим от внутреннего кольца 148. Как изложено в дальнейшем, захват 162 может содержать радиально проходящий выступ, взаимодействующий с противоположным выступом внутреннего кольца 148. В другом варианте выполнения разветвитель потока может содержать несколько захватов 162, обеспечивающих соединение с одним или более выступами 142, проходящими от внутреннего кольца. Кроме того показано, что разветвитель 120 имеет внутренний паз 200, в котором может быть, например, расположено уплотнительное устройство (не показано) для предотвращения протечки текучей среды через область взаимодействия разветвителя 120 и внутреннего кольца 148. Другое преимущество конструкции захвата и выступа (например, захвата 162, соединенного с выступом 142) заключается в том, что эта конструкция удерживает разветвитель потока (например, разветвитель 120) внутри соплового аппарата (например, соплового аппарата 140) после последующей установки соплового аппарата в турбину. Если выступ (например, выступ 42) соплового аппарата направлен в радиальном наружном направлении, а не внутрь, тогда выступ соплового аппарата не будет удерживать разветвитель внутри аппарата. Далее в настоящем документе приведено описание внутреннего паза 200 и соответствующего уплотнительного устройства.

[0025] Как показано на фиг. 3, ступень 110 может содержать делитель 160 потока с уменьшенной радиальной длиной по сравнению с обычным делителем потока (например, делителем 60, показанным на фиг. 1). Кроме того, в одном варианте выполнения, ступень 110 может быть выполнена из одного куска материала (например, металла), в противоположность конструкции из двух частей, показанной на фиг. 1. Уменьшенная радиальная длина делителя 160 может обеспечить возможность, например, оператору получить доступ к внутренним в осевом направлении участкам соединений, соответственно, между кольцами (например, внутренним кольцом 148 и наружным кольцом 50) и бандажами (например, внутренним бандажом 48 и наружным бандажом 44) для выполнения двусторонней сварки соединений. То есть в противоположность обычным подходам, для соединения вместе бандажей (бандажей 48 и 44) и колец (например, колец 148 и 50) могут использоваться сварные швы 152, полученные двусторонней сваркой при более низкой температуре, с повышением тем самым общей прочности сцепления между каждым бандажом и кольцом. Например, в одном варианте выполнения конструкция ступени 110 может обеспечить возможность для использования дуговой сварки металлическим электродом в газовой среде (ДСМЭГ), такой, как сварка металлическим электродом в среде инертного газа (МИГ), или сварка металлическим электродом в среде активного газа (МАГ), или дуговая сварка вольфрамовым электродом в защитном газе (ДВЭГ), для создания сварных швов 152 между бандажами и кольцами. В любом случае ступень 110 может обеспечить возможность доступа в обоих осевых направлениях (внутреннем и наружном) для облегчения создания сварных швов 152 сваркой при более низкой температуре со снижением тем самым наносимого сваркой повреждения компонентам (например, бандажам, кольцам, аэродинамическим частям и т.д.) по сравнению с обычными подходами. Кроме того, отсутствие соединения фланец-болт в ступени 110 (по сравнению с обычной ступенью, показанной на фиг. 1-2) позволяет создать больший радиальный зазор для компонентов, связанных с ротором (не показаны).

[0026] На фиг. 4 изображен увеличенный вид сбоку ступени разветвителя потока, показанной на фиг. 3. В частности, наряду с частями соплового аппарата 140 показана торцевая часть 124 разветвителя 120 потока. Как показано на чертеже, внутренний кольцевой сегмент 148 может иметь проходящий от него выступ 142, который соединяется с крюкообразным участком 162 разветвителя 120, расположенным вблизи торцевой части 124. Выступ 142 может иметь одну или более наклонных кромок (или поверхностей) 170, 172, позволяющих выступу 142 взаимодействовать с захватом 162 и скользить в канавке 180 (или пазе) в разветвителе 120. В одном варианте выполнения выступ 142 может иметь первую кромку 170 с первым углом (а) скоса и вторую кромку 172 со вторым углом (b) скоса относительно радиально внутренней кромки 174 выступа 142. В одном варианте выполнения первая кромка 170 и вторая кромка 172 могут быть выполнены под разными углами (то есть угол (а) не равен углу (b)), однако в других вариантах выполнения углы (а) и (b) могут быть равны. Первая кромка 170 и вторая кромка 172 могут быть выполнены механической обработкой или иным образом, соответственно, под углами (а) и (b), чтобы создать возможность для установки движением скольжения внутреннего кольцевого сегмента 148 на место в осевом направлении в канавке 180. То есть после закрепления выступа 142 в канавке 180, соответственно, между участками первой кромки 170 и стенкой канавки 180 и второй кромкой 172 и другой стенкой канавки 180 может существовать зазор. Кроме того, на фиг. 4 показано, что захват 162 может иметь уступ 190 (или контактную поверхность), проходящий в осевом направлении внутрь к центральной части 122 (фиг. 3) разветвителя 120. Уступ 190 может находиться в контакте с обращенной в осевом направлении наружу кромкой 176 выступа 142 и может действовать в качестве контактной точки между выступом 142 и разветвителем 120. Захват 162 также может иметь наклонную поверхность 192, которая расположена вблизи его верхнего конца и обеспечивает возможность установки движением скольжения внутреннего кольцевого сегмента 148 на место (или, при необходимости, его извлечения с места установки) в осевом направлении в канавке 180.

[0027] Также показано, что в разветвителе 120 выполнен паз 200, предназначенный для размещения уплотнения 210, например, для предотвращения протечки текучей среды через поверхности взаимодействия (и полости) между выступом 142 и разветвителем 120. В одном варианте выполнения паз 200 проходит в осевом направлении внутрь захвата 162, однако, в другом варианте выполнения паз 200 (и соответствующее уплотнение 210) может проходить в других частях разветвителя 120. В одном варианте выполнения уплотнение 210 является уплотнением многократной свертки (например «v-образное» уплотнение или «w-образное» уплотнение), как это принято в данной области техники, которое способно заполнять промежуток по меньшей мере в одном направлении (например, радиальном и/или осевом направлении в зависимости от расположения в пазе).

[0028] Следует понимать, что уплотнение 210 может не быть предварительно сжато в ступени 110 и, соответственно, перемещение внутреннего кольцевого сегмента 148 в канавке 180 может обеспечить сжатие уплотнения 210 в пазе 200. То есть первая кромка 170 может быть выполнена под углом (а), достаточным для того, чтобы обеспечить сжатие уплотнения 210 после введения выступа 142 в канавку 180. Следует понимать, что углы (а) и (b), которые, соответственно, определяют взаимосвязь между первой и второй кромками 170, 172 с кромкой 174, могут быть любыми углами, обеспечивающими возможность введения первой и второй кромки 170, 172 в канавку 180 и сжатия уплотнения 210.

[0029] На фиг. 5 изображен увеличенный вид сбоку другого варианта выполнения разветвителя 220 потока (и, в частности, торцевой части 224 разветвителя 220), который содержит паз 200, расположенный вблизи участка 262 захвата. В этом варианте выполнения разветвитель 220 может содержать участок 262 захвата с расположенным в нем пазом 200. То есть радиально проходящий участок 262 захвата может вмещать уплотнение 210 (аналогичное уплотнению 210, рассмотренному со ссылкой на фиг. 4) и эффективно герметизировать полости между участками выступа 142 и внутренними поверхностями канавки 180. Как изложено со ссылкой на фиг. 4, уплотнение 210 может быть сжато во время введения выступа 142 в канавку 180 с обеспечением тем самым герметизации полостей между внутренним кольцевым сегментом 148 и торцевой частью 224. В отличие от захвата (162) показанного на фиг. 4, разветвитель 220, показанный на фиг. 5, может не содержать уступ 190 и наклонную поверхность 192, расположенную вблизи его верхней части. В этом случае разветвитель 220 может содержать уступ 290, расположенный вблизи изгиба в участке 262 захвата около места пересечения части 264, проходящей в осевом направлении, и участка 262 захвата.

[0030] На фиг. 6 изображен увеличенный вид сбоку другого варианта выполнения внутреннего кольцевого сегмента 248, содержащего внутренний паз 300, расположенный в обращенной радиально внутрь стенке, выполненный для вхождения в контакт с захватом 162 разветвителя 320 потока. В этом варианте выполнения паз 300 может быть выполнен во внутреннем кольцевом сегменте 248, и в нем может быть расположено уплотнение 310, которое по форме может быть, по существу, аналогичным уплотнению, описанному со ссылкой на уплотнение 210, показанное на фиг. 4-5. В любом случае, что касается, соответственно, паза 200 и уплотнения 210, паза 300 и паза 310, то они могут быть выполнены для предотвращения протечки текучей среды через полости между внутренним кольцевым сегментом 248 и внутренними стенками канавки 180. Что касается уплотнений 210 и 310, то они могут быть сжаты во время введения внутреннего кольцевого сегмента 248 в канавку 180 (то есть уплотнение 310 может быть предварительно не сжато). В этом варианте выполнения кольцевой сегмент 248 может быть соединен с разветвителем 320 (содержащим торцевую часть 324) без паза, вмещающего уплотнение.

[0031] На фиг. 7 изображен увеличенный вид сбоку другого варианта выполнения разветвителя 420 потока (и, в частности, торцевой части 424 разветвителя 420), который имеет паз 200, расположенный вблизи проходящей радиально внутрь части канавки 180 (и смежно с проходящей радиально внутрь кромкой 174 выступа 142, показанной на фиг. 4). В этом варианте выполнения паз 200 может быть расположен у поверхности взаимодействия радиально обращенных кромок выступа 142 и канавки 180. В пазу 200 может быть расположено уплотнение 210 для эффективной герметизации полостей между участками выступа 142 и внутренними поверхностями канавки 180. Как изложено со ссылкой на фиг. 4-5, уплотнение 210 может быть сжато во время введения выступа 142 в канавку 180 с герметизацией тем самым полостей между внутренним кольцевым сегментом 148 и канавкой 180.

[0032] На фиг. 8 изображен увеличенный вид сбоку другого варианта выполнения разветвителя 520 потока и внутреннего кольцевого сегмента 548. В этом варианте выполнения разветвитель 520 (и в частности, торцевая часть 524) имеет канавку 180 (которая, по существу, может быть аналогична канавке 180, показанной и описанной в соответствии с фиг. 4-6), и внутренний паз 500, в котором расположено подпружиненное уплотнение 510. Подпружиненное уплотнение может быть любым обычным уплотнительным средством, расширяющимся с заполнением паза 500 по меньшей мере в одном направлении. Как показано, паз 500 может иметь L-образное или J-образное отверстие, вмещающее выступ или выступающую часть 520 уплотнения 510. Что касается пазов и канавок, показанных и описанных в настоящем документе, то паз 500 может быть выполнен механической обработкой или иным образом, в имеющемся куске материала, или может быть, например, выполнен литьевым формованием в разветвителе потока (например, разветвителе 520). В одном варианте выполнения паз 500 может быть расположен снаружи в осевом направлении от захвата 562. Кроме того, на фиг. 8 показана шпонка 590 (которая может быть любой обычной шпонкой), препятствующая повороту сегмента 548 относительно разветвителя 520. Следует понимать, что шпонка, по существу, аналогичная шпонке 590 или другой известной в данной области техники шпонке, может использоваться вместе с другими вариантами выполнения, описанными и рассмотренными в настоящем документе, среди прочего, для предотвращения вращения внутреннего кольцевого сегмента относительно разветвителя.

[0033] Кроме того, на фиг. 8 показано, что сегмент 548 имеет первый выступ 542 и второй выступ 544. Первый выступ 542 может иметь, по существу, элементы, аналогичные элементам, показанным и описанным в отношении выступа 142, изображенного на фиг. 4-7, однако, выступ 542 может содержать кромки (например, кромку 570), которые взаимодействуют со смежными кромками под другими углами (например, с обращенной радиально внутрь кромкой 574), в отличие от выступа 142. Кроме того показано, что второй выступ 544 может иметь по меньшей мере одну наклонную кромку 572 (или скос), которая может обеспечить возможность для вхождения в соединение сегмента 548 с разветвителем 520 до выполнения сварных швов 152.

[0034] Фиг. 9 показывает упрощенный продольный разрез ступени 610 разветвителя потока паровой турбины в соответствии с вариантами выполнения изобретения. В этом случае показано, что ступень 610 содержит разветвитель 620 потока, имеющий по существу плоскую проходящую радиально наружу поверхность 630. То есть в этом варианте выполнения разветвитель 620 отличается от обычного «разветвителя потока», показанного и изложенного со ссылкой на фиг. 1-2, или делителя 160 потока, выполненного в соответствии с вариантом выполнения изобретения, который показан и рассмотрен со ссылкой на фиг. 3. Следует понимать, что, несмотря на то, что разветвитель 620 показан соединенным с внутренним кольцевым сегментом 148, указанный разветвитель 620 может быть выполнен так, чтобы включать аспекты любого другого варианта выполнения, рассмотренного в данном документе, например, изменение местоположения пазов, типов уплотнения и т.д. По существу разветвитель 620 может взаимодействовать с любым другим внутренним кольцевым сегментом, показанным или описанным в данном документе.

[0035] Фиг. 10 показывает упрощенный продольный разрез ступени 710 разветвителя потока паровой турбины в соответствии с вариантами выполнения изобретения. В этом случае ступень 710 содержит разветвитель 720 потока, содержащий по существу радиально проходящий делитель 730 и поднутренную часть 740. То есть в этом варианте выполнения разветвитель 720 может быть выполнен из одного куска материала (например, металла), в котором под делителем 730 потока выполнена поднутренная часть 740 (или полость). В одном варианте выполнения разветвитель 720 может быть получен литьем в пресс-форму, при этом исключаются время и затраты на механическую обработку части 740. В любом случае, что касается разветвителя 720 (см. фиг. 10), то он может быть выполнен так, чтобы включать аспекты любого другого варианта выполнения, рассмотренного в данном документе, например, изменение местоположения пазов, типов уплотнения и т.д. По существу разветвитель 720 может взаимодействовать с любым другим внутренним кольцевым сегментом, показанным или описанным здесь.

[0036] Следует понимать, что дополнительные аспекты изобретения предусматривают наличие уплотнения (например, уплотнения 210), по существу, расположенного в разветвителе потока (например, разветвителе 120), или во внутреннем кольцевом сегменте (например, внутреннем кольцевом сегменте 248). Расположение уплотнения в пазе обеспечивает возможность для расширения уплотнения с заполнением полости между внутренним кольцевым сегментом и разветвителем потока.

[0037] Кроме того, следует понимать, что аспекты изобретения обеспечивают возможность для «самовыравнивания» разветвителя потока (например, разветвителя 120) по мере его нагревания паром, поступающим в установку. То есть поскольку разветвитель потока не поддерживается у горизонтальных соединений обычными опорными стойками (или «опорами»), то он смещается по мере его нагревания во время поступления пара в установку. Это обстоятельство может обеспечить возможность для «самовыравнивания» разветвителя потока, когда он нагревается с закрытием тем самым радиального зазора между разветвителем и соответствующими сопловыми аппаратами. Такое решение обеспечивает возможность для центрирования и закрепления разветвителя в ступени разветвителя (например, в ступени 110).

[0038] Терминология, используемая в настоящем документе, применяется только с целью описания конкретных вариантов выполнения и не предназначена для ограничения описания. Используемые в данном документе формы единственного числа, также включают формы множественного числа, если в контексте с очевидностью не будет указано иное. Следует также понимать, что используемые в данном описании термины «содержит» и/или «содержащий» определяют наличие указанных свойств, целых чисел, этапов, операций, элементов и/или компонентов, но не исключают наличия или добавления одного или более других свойств, целых чисел, этапов, операций, элементов, компонентов и/или составленных из них групп.

[0039] В изложенном описании используются примеры, характеризующие данное изобретение, включая предпочтительные варианты выполнения, а также создающие возможность любому специалисту в данной области техники осуществить изобретение на практике, включая выполнение и использование любых устройств или систем, а также выполнение любых относящихся к этому способов. Объем правовой охраны изобретения определен формулой изобретения, при этом он может включать другие примеры, которые встретятся специалистам в данной области техники. Подразумевается, что подобные другие примеры подпадают под объем правовой охраны 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.

1. Разветвитель (120, 220, 320, 420, 520, 620, 720) потока паровой турбины, имеющий центральную часть (122) и две торцевые части (124, 224, 324, 424, 524) и содержащий:
захват (162, 262, 562), проходящий, по существу, в радиальном наружном направлении и расположенный вблизи по меньшей мере одной из двух торцевых частей (124, 224, 324, 424, 524), причем указанный захват (162, 262, 562) выполнен с обеспечением размещения в нем выступа (142) соплового аппарата (140), и
паз (200), расположенный в разветвителе потока паровой турбины, выполненный с возможностью размещения уплотнения (210) для предотвращения протечки текучей среды через поверхности взаимодействия между разветвителем и выступом (142) соплового аппарата (140).

2. Разветвитель (120, 220, 320, 420, 520, 620, 720) по п. 1, дополнительно содержащий делитель (160) потока, расположенный в центральной части (122) и имеющий участок, по существу проходящий в радиальном наружном направлении.

3. Разветвитель (120, 220, 320, 420, 520, 620, 720) по п. 2, в котором делитель (160) потока содержит поднутренную часть (740) и выполнен литьем из одного куска металла.

4. Ступень (110, 610, 710) разветвителя потока паровой турбины, содержащая:
разветвитель (120, 220, 320, 420, 520, 620, 720) потока, имеющий центральную часть (122) и торцевую часть (124, 224, 324, 424, 524) и содержащий:
захват (162, 262, 562), расположенный в торцевой части (124, 224, 324, 424, 524),
паз (200), расположенный в разветвителе потока паровой турбины, и
сопловой аппарат (140), присоединенный к разветвителю (120, 220, 320, 420, 520, 620, 720) потока и содержащий кольцевой сегмент (148, 548) и выступ (142, 542), проходящий от кольцевого сегмента (148, 548),
при этом захват (162, 262, 562) выполнен с обеспечением размещения в нем выступа (142) соплового аппарата (140), а сопловой аппарат (140) присоединен к разветвителю (120, 220, 320, 420, 520, 620, 720) потока у захвата (162, 262, 562) посредством указанного выступа (142, 542),
причем указанный паз выполнен с возможностью размещения уплотнения (210) для предотвращения протечки текучей среды через поверхности взаимодействия между разветвителем и выступом (142) соплового аппарата (140).

5. Ступень (110, 610, 710) по п. 4, в которой захват (162, 262, 562) имеет проходящую, по существу, радиально часть, и выступ (142, 542) имеет проходящую, по существу, радиально часть.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к статору с лопатками, осевому компрессору для осевой турбомашины и осевой турбомашине. Статор содержит по меньшей мере одну цилиндрическую стенку (28, 30, 34, 36) для формирования кольцевого потока (18), ряд лопаток (26), проходящих радиально от цилиндрической стенки (28, 30, 34, 36), и устройства для нагнетания давления в камеру(48), сообщающиеся с кольцевым потоком (18).

Система отбора рабочей текучей среды от внутреннего объема турбомашины содержит обойму лопаток, содержащую кольцеобразную направляющую, и множество лопаточных устройств, каждое из которых содержит полку, лопаточный элемент, установленный на полку, и хвостовик, установленный на кольцеобразной направляющей.

Турбина содержит наружный кожух, внутренний кожух и трубу впуска пара, содержащуюся между наружным кожухом и внутренним кожухом, чтобы передавать пар к внутреннему кожуху.

Газовый канал для газовой турбины образован концентрическими внутренним и охватывающим его на расстоянии наружным корпусами. Внутренний корпус и наружный корпус взаимосвязаны посредством множества радиальных поддерживающих стоек.

Изобретение относится к турбонасосостроению. Турбонасосный агрегат содержит турбинный узел, включающий корпус подвода пара, сопловый аппарат с наклонными конфузорно-диффузорными соплами, турбину, имеющую вал с рабочим колесом, и расположенный за турбиной по потоку корпус отвода отработанного пара.

Изобретение относится к турбинам газотурбинных двигателей наземного и авиационного применения. .

Изобретение относится к авиации, в частности к устройствам для крепления и удержания вспомогательного оборудования в турбореактивных двигателях. .

Противоточная паровая турбина содержит паровую турбину высокого и низкого давления, общий роторный вал, первый паровой тракт, второй паровой тракт и средства направления первого парового тракта из паровой турбины высокого давления в противоположном направлении через паровую турбину низкого давления, содержащие переходную трубу.

Изобретение относится к турбиностроению и теплоэнергетике и может быть использовано при разработке и эксплуатации паровых турбин для парогазовых установок (ПГУ) бинарного типа с котлами-утилизаторами.

Изобретение относится к области теплоэнергетического машиностроения и может быть использовано при модернизации действующего оборудования и создании новых турбин.

Изобретение относится к системе охлаждения газотурбинного двигателя (ГТД), а именно к охлаждению междисковой полости турбины воздухом, отбираемым из компрессора. .

Изобретение относится к области турбостроения и может быть использовано при проектировании двухпоточных турбин. .

Изобретение относится к области теплоэнергетического машиностроения и может быть использовано при модернизации действующего оборудования и создании новых турбин.
Наверх