Диафрагма паровой турбины

Диафрагма для первой ступени нижнего яруса двухъярусного цилиндра низкого давления (ЦНД). Диафрагма выполнена двухъярусной, причем в нижней части располагается обычная диафрагма ступени паровой турбины, а в верхнем ярусе установлен аэродинамический фильтр. Фильтр состоит из плоских радиально установленных перфорированных пластин, непрерывно расположенных по всей внешней окружности внешнего обвода диафрагмы нижнего яруса с угловым шагом, не превышающим 5°. Техническая задача, решаемая предлагаемой диафрагмой, состоит в выравнивании неравномерного входного поля скоростей, снижения амплитуд пульсаций давления в потоке пара перед первой ступенью верхнего яруса ЦНД. Технический результат, достигаемый за счет установки предлагаемой диафрагмы в первой ступени двухъярусного ЦНД, заключается в решении проблем, связанных с ее креплением в корпусе ЦНД, а также в работе лопаточных аппаратов верхнего яруса в условиях равномерного распределения скоростей в окружном направлении. 2 ил.

 

Изобретение относится к области энергетического машиностроения и связано с созданием нового двухъярусного цилиндра низкого давления с повышенным предельным пропуском пара в конденсатор.

Конструктивная особенность рассматриваемого цилиндра состоит в том, что число ступеней давления в верхнем ярусе всегда ниже количества ступеней в нижнем ярусе [1] (Зарянкин А.Е., Арианов С.В., Зарянкин В.А. Проточная часть паровой турбины. Патент на изобретение №2296224 RU с приоритетом от 22.06.2006 БИ №9 27.03.2007), в связи с этим возникают серьезные проблемы с организацией подвода пара к первой ступени верхнего яруса и с креплением в корпусе ЦНД диафрагмы нижнего яруса.

Известные диафрагмы первой ступени ЦНД состоят из тела диафрагмы и обода диафрагмы, между которыми устанавливаются сопловые лопатки ступени турбины. Диафрагмы имеют горизонтальный разъем и устанавливаются в обойму диафрагмы, связанной с корпусом цилиндра [2] (Трухний А.Д. Стационарные паровые турбины. М. Энергоатомиздат. 1990).

Основной недостаток таких диафрагм, при использовании их в первой ступени двухъярусного ЦНД, связан с возникающими проблемами при установке их в обойме диафрагмы. Объясняется это тем, что в верхнем ярусе число ступеней меньше, чем в нижнем, и первая ступень верхнего яруса оказывается смещенной относительно первой ступени нижнего яруса. Также стоит отметить, что при установке таких диафрагм сильно возрастает неравномерность поля скоростей перед сопловым аппаратом первой ступени верхнего яруса.

Техническая задача, решаемая предлагаемой диафрагмой паровой турбины, состоит в выравнивании неравномерного входного поля скоростей и снижения амплитуд пульсаций давления в потоке пара перед первой ступенью верхнего яруса ЦНД.

Технический результат, получаемый за счет предлагаемой диафрагмы, заключается в решении проблем, связанных с ее креплением в корпусе двухъярусного ЦНД, а так же в работе лопаточных аппаратов верхнего яруса в условиях равномерного распределения скоростей в окружном направлении и достигается тем, что известная диафрагма, преимущественно для первой ступени двухъярусного цилиндра низкого давления, содержащая диск, внешний обвод нижнего яруса, сопловые лопатки первой ступени нижнего яруса, внешний обвод верхнего яруса и перфорированные пластины, выполняется двухъярусной, причем в нижней части располагается обычная диафрагма ступени паровой турбины, а в верхнем ярусе установлен аэродинамический фильтр, состоящий из плоских радиально установленных перфорированных пластин, непрерывно расположенных по всей внешней окружности внешнего обвода диафрагмы нижнего яруса с угловым шагом, не превышающим 5°.

Перечень чертежей:

На фиг. 1 показана конструкция диафрагмы для первой ступени двухъярусного ЦНД, представляющая собой двухъярусную конструкцию.

На фиг. 2 для справки приведен продольный разрез двухъярусного ЦНД с предлагаемой двухъярусной диафрагмой первой ступени.

Нижний ярус рассматриваемой диафрагмы состоит из диска 1, внешнего обвода 2, между которыми установлены сопловые лопатки первой ступени нижнего яруса 3. Между внешним обводом верхнего яруса 4 и внешним обводом нижнего яруса 2 с угловым шагом, не превышающим 5°, радиально устанавливаются перфорированные пластины 5, являющиеся по существу аэродинамическими фильтрами.

Сопловые лопатки нижнего яруса 3 и перфорированные пластины 5 верхнего яруса жестко связаны с диском 1 и обводами 2 и 4, образуя тем самым единую жесткую неразборную конструкцию с горизонтальным разъемом, как у всех обычных диафрагм. Нижняя и верхняя половины диафрагмы устанавливаются в обойму диафрагмы, связанную с корпусом ЦНД.

Предлагаемая диафрагма паровой турбины для двухъярусного ЦНД работает следующим образом. Большая часть пара, протекая через нижний ярус, расширяется в каналах сопловых решеток 3, другая часть пара, протекая через верхний ярус диафрагмы, взаимодействует с аэродинамическим фильтром, обладающим малым аэродинамическим сопротивлением и не пропускающим крупные дискретные вихревые образования к входному сечению соплового аппарата первой ступени верхнего яруса. Отверстия перфорации на пластинах обеспечивают гашение окружной неравномерности потока пара и практически до нуля снижают поперечные силы, действующие на пластины при отклонении векторов скорости пара от осевого направления.

Список литературы

1. Зарянкин А.Е., Арианов СВ., Зарянкин В.А. Проточная часть паровой турбины. Патент на изобретение №2296224 RU с приоритетом от 22.06.2006, БИ №9 27.03.2007.

2. Трухний А.Д. Стационарные паровые турбины. М. Энергоатомиздат, 1990.

Диафрагма, преимущественно для первой ступени двухъярусного цилиндра низкого давления, содержащая диск, внешний обвод нижнего яруса, сопловые лопатки первой ступени нижнего яруса, внешний обвод верхнего яруса и перфорированные пластины, отличающаяся тем, что она выполнена двухъярусной, причем в нижней части располагается обычная диафрагма ступени паровой турбины, а в верхнем ярусе установлен аэродинамический фильтр, состоящий из плоских радиально установленных перфорированных пластин, непрерывно расположенных по всей внешней окружности внешнего обвода диафрагмы нижнего яруса с угловым шагом, не превышающим 5°.



 

Похожие патенты:

Сопловой аппарат для турбины содержит лопатку с выполненными за одно целое с ней внутренней и внешней боковыми стенками, а также внутреннее и внешнее кольца. Внутреннее кольцо присоединено к внутренней боковой стенке и внешнее кольцо присоединено к внешней боковой стенке с помощью крюкового сопряжения и сварного сопряжения.

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.

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).

Компонент турбины содержит лопатку, несущий элемент и четыре поверхности раздела между лопаткой и несущим элементом. Каждая из поверхностей раздела уплотнена с помощью листовых уплотнений.

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 относится к области машиностроения и может быть использовано при изготовлении диафрагмы (1) внутреннего корпуса модуля низкого или среднего давления паровой турбины.

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.

Турбинная система содержит первую платформу, вторую платформу, несколько аэродинамических профилей, пластину соударения. Каждый из нескольких аэродинамических профилей проходит между первой платформой и второй платформой.

Устройство направляющих лопаток содержит внутреннюю платформу, полый аэродинамический профиль и направляющую. Внутренняя платформа выполнена со сквозным отверстием, образующим проточный канал для охлаждающей текучей среды.

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.

Статорное колесо турбинного двигателя содержит множество лопаток и металлическое сборочное кольцо. Каждая из лопаток содержит внутреннюю платформу, наружную платформу, имеющую крепежные лапки снаружи, и по меньшей мере одну аэродинамическую поверхность, продолжающуюся между внутренней и наружной платформами. Лопатка и наружная платформа вместе с крепежной лапкой образуют единый элемент из композитного материала. В металлическом сборочном кольце зацеплены крепежные лапки лопаток. Металлическое кольцо поддерживает все лопатки, продолжается непрерывно вдоль наружных платформ множества смежных лопаток и образует отдельную сборочную часть между лопатками и корпусом. Другие изобретения группы относятся к турбине и компрессору турбинного двигателя, содержащим указанное выше статорное колесо. Группа изобретений позволяет упростить сборку статора турбинного двигателя, включающего лопатки из композитного материала, а также снизить утечки вдоль наружных платформ лопаток. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 12 ил.

Группа изобретений относится к статору компрессора низкого давления осевой турбомашины. Статор содержит кольцевой ряд лопаток статора 26, имеющих радиальные концы, проходящие через отверстия 36 внутреннего кожуха 28, и содержащие радиальные крепежные пазы 38. Пазы 38 имеют конусность, образованную крюками 44. Статор содержит кольцо 30 для закрепления лопаток 26 на кожухе 28. Кольцо 30 изогнуто по окружности для его установки в крепежные пазы 38 и имеет форму полосы с дугообразным поперечным профилем, который находится в контакте с конусами и опирается на них так, чтобы кольцо 30 удерживалось внутри пазов 38. Кожух 28 содержит кольцевой слой истираемого материала 32, который окружает кольцо таким образом, чтобы блокировать кривизну дугообразного профиля кольца 30 с целью предотвращения расцепления его контакта с конусами пазов 38. Группа изобретений направлена на улучшение закрепления между лопаткой и кольцом с дугообразным поперечным профилем в осевой турбомашине, а также на увеличение срока службы статора с лопатками. 2 н. и 22 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к энергетике. Направляющая лопатка турбомашины содержит корпус, имеющий первый конец, который проходит ко второму концу. Один из указанных первого и второго концов содержит монтажный элемент и монтажный компонент. У одного из указанных первого и второго концов расположена с образованием области сопряжения накладка. Указанная накладка содержит установочный элемент, выполненный с обеспечением совмещения с монтажным элементом, и монтажный участок, выполненный с обеспечением совмещения с монтажным элементом. Имеется крепежный элемент, выполненный и расположенный с обеспечением взаимодействия с монтажным элементом и установочным элементом для удерживания накладки относительно корпуса по меньшей мере по двум осям без использования металлургического соединения в области сопряжения. Также представлены способ присоединения накладки к направляющей лопатке турбомашины без использования сварки и турбомашинная установка. Изобретение позволяет выполнить накладку для направляющей лопатки турбомашины, которая при соединении с указанной лопаткой образует каналы для прохождения охлаждающего воздушного потока. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 4 ил.

Группа изобретений относится к входному направляющему лопаточному приводному аппарату, турбомашине и способу изготовления входного направляющего лопаточного приводного аппарата турбомашины. Компоненты входного направляющего аппарата 300, включающие приводной стержень 302, приводное кольцо 308, кривошипные стержни 310, кривошипные рычаги 306 и присоединенные соединители и втулки, собраны в одной плоскости. В этом отношении, когда сила прикладывается к приводному стержню 302 и передается через компоненты входного направляющего аппарата 300, эта сила действует в одной плоскости. Кроме того, эта плоскость отцентрована по поворотному центру приводного кольца 308 в осевом направлении. Группа изобретений направлена на обеспечение более точного регулирования входных направляющих лопаток турбомашины при меньшей прикладываемой силе. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

Газотурбинный двигатель содержит камеру сгорания и узел направляющих лопаток. Узел направляющих лопаток содержит первый и второй узлы направляющих лопаток, расположенные вдоль окружного направления турбины, а также дополнительный первый узел направляющих лопаток. Первый узел направляющих лопаток, содержащий первую платформу и первое число первых аэродинамических профилей, прикрепленных к первой платформе. Второй узел направляющих лопаток, содержащий вторую платформу и второе число вторых аэродинамических профилей, прикрепленных ко второй платформе. Первое число первых аэродинамических профилей отличается от второго, причем первый узел направляющих лопаток выполнен с более высокой теплостойкостью, чем второй узел направляющих лопаток. На первый узел направляющих лопаток нанесено первое термобарьерное покрытие, а на второй - второе термобарьерное покрытие, причем первая толщина первого термобарьерного покрытия превышает вторую толщину второго. Дополнительный первый узел направляющих лопаток содержит дополнительное первое число дополнительных первых аэродинамических профилей, расположен между первым узлом направляющих лопаток и вторым узлом направляющих лопаток и выполнен с первым термобарьерным покрытием. Дополнительное первое число дополнительных первых аэродинамических профилей отличается от второго числа вторых аэродинамических профилей. Предложенное изобретение позволяет упростить изготовление узла направляющих лопаток турбины газотурбинного двигателя при сохранении его срока службы. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

Узел турбомашины содержит лопатку для направления горячего газа во время работы турбомашины, кольцо статора для крепления лопатки, теплозащитный экран для защиты кольца статора от потока горячего газа. Теплозащитный экран располагается в направлении движения потока горячего газа перед кольцом статора. Теплозащитный экран содержит множество каналов, которые образованы в нем для направления охлаждающего воздуха. Каналы располагаются таким образом, что охлаждающий воздух выводится в путь потока горячего газа. Изобретение направлено на защиту кольца статора от потока горячего воздуха и обеспечивает эффективное охлаждение лопатки. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

Сектор лопаток статора для прикрепления к корпусу осевой турбомашины содержит несколько лопаток с платформами, соединенных таким образом, чтобы описывать дугу окружности, и с аэродинамическим профилем, выступающим из внутренней поверхности каждой платформы и направленным к центру дуги окружности, описанной платформами. Одна из платформ содержит на своей внешней поверхности крепежный винт, а другая платформа не содержит крепежного винта. Платформы закреплены вместе на их смежных краях. Аэродинамические профили содержат на своих внутренних концах механические средства крепления к внутреннему кожуху. Другое изобретение группы относится к статору осевой турбомашины, содержащей корпус, образующий цилиндрическую стенку, и лопатки, расположенные на внутренней поверхности стенки, при этом лопатки образуют секторы, выполненные как указано выше. Еще одно изобретение группы относится к осевой турбомашине, содержащей ротор, заключающий в себе лопатки ротора, и указанный выше статор. Группа изобретений позволяет снизить массу сектора лопаток статора и обеспечить надежное его закрепление на корпусе. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к сегментированному композитному корпусу компрессора осевой турбомашины. Каждый сегмент 18, 20 образуется из первого полимерного материала и содержит по меньшей мере одну рабочую поверхность 28, образованную из второго полимерного материала, подвергающегося двухкомпонентному литьевому формованию с первым полимерным материалом сегмента. Рабочая поверхность может представлять собой поверхность контакта с лопаткой. В этом случае профиль рабочей поверхности имеет выступ и изготавливается из эластомерного материала. Рабочая поверхность может также представлять собой внутреннюю поверхность 28, предназначенную для сцепления с истираемым материалом. В этом случае в качестве материала может использоваться силикон, чтобы обеспечить сцепление истираемого материала с силиконовым основанием. Рабочая поверхность может также представлять собой боковую поверхность в передней или задней части корпуса, при этом эта поверхность предназначена для контакта с соответствующей фиксированной поверхностью. В этом случае материал может содержать тефлон с целью придания рабочей поверхности фрикционных свойств в сухом состоянии. Изобретение позволяет придавать корпусу дополнительные технические признаки непосредственно в ходе литьевого формования сегментов корпуса. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к области турбостроения. Авиационный газотурбинный двигатель, содержащий вентилятор и компрессор, которые выполнены из композиционного материала. Так, рабочие колеса вентилятора и компрессора выполнены из композиционного материала, причём лопатки выполняются монолитно с опорным кольцом, которое, в свою очередь, соединено монолитно с передним и задним фланцами. Лопатки снабжены хвостовиками, которые неразъемно соединены с опорным кольцом и с внутренними поверхностями переднего и заднего фланцев. Также входную кромку лопатки защищает металлическая накладка, которая защемлена хвостовиком лопатки, внутренней поверхностью переднего фланца и межлопаточным креплением. Изобретение позволяет снизить удельную массу и трудоемкость изготовления изделия. 10 ил.

Изобретение относится к сопловому аппарату для газовой турбины. Сопловой аппарат содержит первое перо, содержащее первую спинку и первое корыто, второе перо, содержащее вторую спинку и второе корыто, внутренний бандаж и наружный бандаж. Первое перо и второе перо расположены между внутренним бандажом и наружным бандажом, при этом первое перо и второе перо по меньшей мере частично покрыты покрытием MCrAlY, и части внутреннего и наружного бандажей покрыты покрытием MCrAlY. По меньшей мере первая спинка содержит первый участок покрытой поверхности, который покрыт термобарьерным покрытием и который представляет собой по меньшей мере часть всей поверхности первой спинки. По меньшей мере внутренний бандаж или наружный бандаж содержит дополнительный участок покрытой поверхности, который покрыт дополнительным термобарьерным покрытием. Другое изобретение группы относится к способу изготовления соплового аппарата, в котором наносят покрытие MCrAlY на части соплового аппарата и затем покрывают участки покрытой поверхности термобарьерным покрытием. Группа изобретений позволяет повысить термостойкость соплового аппарата газовой турбины без существенного повышения трудоемкости его изготовления и веса. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 5 ил.

Диафрагма для первой ступени нижнего яруса двухъярусного цилиндра низкого давления. Диафрагма выполнена двухъярусной, причем в нижней части располагается обычная диафрагма ступени паровой турбины, а в верхнем ярусе установлен аэродинамический фильтр. Фильтр состоит из плоских радиально установленных перфорированных пластин, непрерывно расположенных по всей внешней окружности внешнего обвода диафрагмы нижнего яруса с угловым шагом, не превышающим 5°. Техническая задача, решаемая предлагаемой диафрагмой, состоит в выравнивании неравномерного входного поля скоростей, снижения амплитуд пульсаций давления в потоке пара перед первой ступенью верхнего яруса ЦНД. Технический результат, достигаемый за счет установки предлагаемой диафрагмы в первой ступени двухъярусного ЦНД, заключается в решении проблем, связанных с ее креплением в корпусе ЦНД, а также в работе лопаточных аппаратов верхнего яруса в условиях равномерного распределения скоростей в окружном направлении. 2 ил.

Наверх