Луночные уплотнения паровой турбины

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к устройствам уплотнения паровых турбин. Предлагается более простой аналог сотовых уплотнений. В сегментных уплотнениях паровых турбин, устанавливаемых в статоре, рабочая часть представляет перфорированную поверхность в виде профильных по глубине круглых лунок с острыми краями. Предложенные сегментные уплотнения имеют следующие преимущества по сравнению с сотовыми уплотнениями: простоту изготовления и соответственно меньшую стоимость, удобное простое крепление в окружных пазах статора, уплотняющая способность не уступает сотовым уплотнениям. 2 ил.

 

Изобретение относится к теплоэнергетике, к устройствам уплотнения паровых турбин. В паровых турбинах для концевых, надбандажных и диафрагменных уплотнений используются прямоточные, лабиринтные, осерадиальные уплотнения (РТМ 108.020.33-86). Конструктивно уплотнения выполняются в виде усиков, вставок, ячеистых (сотовых) структур. В последнее время получен опыт применения сотовых уплотнений, в частности в ЗАО "УТЗ" (Баринберг Г.Д. и др. Паровые турбины и турбоустановки Уральского турбинного завода. Екатеринбург: «Априори». 2007 г., рис 4.52). Сотовые уплотнения при зазорах 0,4-0,6 мм имеют коэффициент расхода примерно, равный единице, то есть они незначительно превосходят лабиринтные и радиальные уплотнения, так как движение пара происходит вдоль сотовой вставки, то есть практически работают как прямоточные, но за счет малого зазора повышают экономичность проточной части турбины. Основное же преимущество их состоит в отсутствии ограничений на осевые перемещения статора относительно ротора, поэтому применяются прежде всего для концевых уплотнений цилиндров среднего и низкого давления, где эти перемещения максимальны. Конструкция сотовой вставки имеет ячеистую структуру и представляет собой набор шестиугольных пирамидок с малой гранью (1-3 мм), расположенных в одной плоскости, имеющих тонкие стенки (0,1-0,05 мм), что определяет трудности изготовления и высокую стоимость. Определенные трудности вызывает обеспечение надежности крепления сотовых вставок припайкой или зачеканкой.

За прототип принимаем сотовые уплотнения. Целью данного изобретения является создание улучшенного аналога сотовых уплотнений, прежде всего более простого в изготовлении:

- упрощение конструкции и соответственно уменьшение стоимости изготовления.

- упрощение способа крепления.

Поставленная цель достигается изменением структуры ячеек. Если рабочую поверхность трения выполнить с более острыми кромками, то уплотняющая способность только увеличивается из-за турбулизации потока.

На фиг. 1 показан поперечный разрез предлагаемого уплотнения. Уплотнение 1 представляет собой сегмент, вставляемый в боковые окружные пазы статора 2, и прижимается плоской пружиной 3, что обеспечивает минимальный гарантированный установленный зазор γ с усиками ротора 5. Рабочая часть уплотнения 1 имеет перфорацию в виде лунок, расположенных в шахматном порядке или по треугольнику (фиг. 2), которая предпочтительней, так как имеет наименьший процент стираемой поверхности. Для получения перфорированной части необходимо по принятой схеме выполнить профильные по глубине лунки 7 определенной глубины β с заостренными краями и минимальными перемычками между ними с целью обеспечения повышенной стираемости уплотнения при задеваниях усиков 5. Лунки могут быть выполнены профильной фрезой, лазерной резкой и др. (фиг. 1, два ряда слева). Наиболее простым вариантом являются круглые лунки, полученные сверлением с последующим снятием фаски для получения острых краев лунок (фиг. 1, два ряда справа). В зависимости от радиуса уплотнения и пластических свойств материала лунки выполняются в согнутом сегменте или в плоском с последующим его изгибом. Сегменты выполняются из легко стирающегося сплава, например ХН75 ВТ.

Как известно, полученные на рабочей поверхности 6 острые края гребней 4 приводят к увеличению турбулентности потока и соответственно уменьшению коэффициента расхода. Необходимая жесткость сегмента обеспечивается выбором толщины основания и диаметра лунок. Отметим, что в сотовых уплотнениях соты выполняются сквозными и получаются более жесткие ограничения на размер ячеек и толщину стенок при обеспечении жесткости всего сегмента. В луночных уплотнениях кромка может быть абсолютно острой.

Лунка может быть выполнена сквозной, но в этом случае уменьшается жесткость сегмента. Возможны лунки с овальным контуром на рабочей поверхности и различным шагом в осевом и окружном направлениях, что приведет к различной жесткости уплотнения в окружном и осевом направлениях.

Луночные уплотнения имеют повышенную ремонтопригодность. При достаточно большой глубине β лунок, возможно повторное использование сегментов после обработки рабочей поверхности 6 снятием фасок и соответствующего уменьшения толщины крепления 8 сегмента.

Как и для других уплотнений, рекомендуется полное уплотнение изготавливать из сегментов по 30-60 градусов.

Расстояние между ячейками, глубина лунок β, толщина основания а выбираются из условия обеспечения острых кромок и жесткости сегмента. Если рабочая поверхность имеет большую осевую длину, например, для концевых уплотнений, то устанавливается несколько уплотнений. Для экономии рабочей поверхности надбандажные уплотнения могут устанавливаться на каждый гребень отдельно. При минимальных зазорах в окружных пазах (около 0,05 мм) прижимные пружины 3 могут отсутствовать. Вместо прижимных пружин может использоваться пластина-подложка для повышения жесткости рабочей поверхности. Возможны и другие способы крепления уплотнений, например припайка и зачеканка, которые применяются для сотовых уплотнений.

Предложенные сегментные уплотнения с перфорированной поверхностью в виде профильных лунок имеют следующий технический результат по сравнению с сотовыми уплотнениями:

- простоту изготовления и соответственно меньшую стоимость.

- удобное простое крепление в окружных пазах статора.

- уплотняющая способность не уступает сотовым уплотнениям

Сегментные уплотнения паровых турбин, устанавливаемые в статоре, отличающиеся тем, что их рабочая часть представляет перфорированную поверхность в виде профильных по глубине круглых лунок с острыми кромками.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к газотурбинным двигателям со свободной силовой турбиной авиационного и наземного применения. Силовая свободная турбина включает в себя роликоподшипник, внутреннее кольцо которого закреплено в осевом положении гайкой, а также воздушное лабиринтное уплотнение с лабиринтным кольцом и статорным фланцем лабиринта.

Изобретение относится к газотурбинным двигателям с силовой свободной турбиной. Силовая турбина содержит статор с размещенным в нем роликоподшипником и установленный в роликоподшипнике вал ротора турбины с дисками турбины.

Барабан ротора осевой турбомашины содержит стенку с профилем вращения вокруг оси вращения ротора, образующую пустотелый корпус и содержащую на своей наружной поверхности две кольцевые фиксирующие поверхности для ряда лопаток.

Изобретение относится к узлу уплотнения для использования в газотурбинном двигателе. Узел уплотнения между полостью диска и путепроводом горячего газа секции турбины включает в себя неподвижный узел 12 направляющих лопаток 14 и вращающийся узел 18 рабочих лопаток 20, расположенный ниже по потоку относительно узла 12.

Изобретение относится к газотурбинному двигателю. Газотурбинный двигатель включает в себя множество лопаток, собранных в кольцеобразный ряд лопаток и частично образующих путь горячего газа и путь охлаждающей текучей среды, узел с ответвлениями, расположенный на стороне основания ряда лопаток, и нагнетающие элементы (130), распределенные вокруг узла с ответвлениями, выполненного с возможностью придавать в наиболее узком зазоре пути охлаждающей текучей среды движение потоку охлаждающей текучей среды, текущей через него.

Крыльчатка для турбомашины, такой как турбореактивный двигатель или турбовинтовой двигатель самолета, содержит диск (50) ротора, включающий в себя на своей внешней периферии ребра (14) жесткости, ограничивающие гнезда (18) осевого монтажа и радиального удерживания замков лопаток.

Настоящее изобретение относится к уплотнительной втулке (1) для паровой турбины (40). Паровая турбина (40) содержит по меньшей мере ротор (41) турбины и корпус (43) турбины, при этом уплотнительная втулка (1) размещена между валом (42) ротора (41) и корпусом (43) и содержит по меньшей мере два сквозных канала (2, 3), которые проходят от части (4) уплотнительной втулки (1), обращенной к ротору, к части (5) уплотнительной втулки (1), обращенной к корпусу турбины, и выполнены так, что их расположение может соответствовать подобным сквозным отверстиям (44, 45) в корпусе (43) для обеспечения отвода (20) пара турбины (40) через каналы (2, 3) уплотнительной втулки (1) в сквозные отверстия (44, 45) корпуса (43).

В настоящей заявке описан держатель уплотнения, используемый вокруг ряда отверстий в платформе сопловой лопатки турбины, предназначенных для прохождения воздуха. Держатель уплотнения может иметь внутреннюю поверхность, обращенную к платформе и имеющую выполненные на ней пазы, совмещенные с проточными отверстиями платформы, и противоположную внешнюю поверхность, вокруг которой расположено уплотнение.

Изобретение относится к уплотнительной системе паровой турбины для проведения вращающегося вокруг оси вала через неподвижный корпус, причем для уплотнения используется уплотнительная жидкость.

Устройство герметизации для направляющего аппарата турбины газотурбинного двигателя, содержащего ротор турбины, при этом упомянутый направляющий аппарат турбины содержит по меньшей мере одну внутреннюю кольцевую площадку, при этом упомянутый ротор турбины содержит выходной бортик, расположенный по существу в осевом направлении, при этом упомянутое устройство герметизации содержит по меньшей мере один уплотнительный лист, расположенный радиально между внутренней площадкой и выходным бортиком ротора турбины, образуя зазор перекрывания.

Изобретение относится к теплоэнергетике, к устройствам уплотнения паровых турбин. Предлагается более простой аналог сотовых уплотнений. Рабочая часть уплотнений представляет перфорированную поверхность с острыми выступами. Cегментные уплотнения упрощают изготовление и обеспечивают простое крепление в окружных пазах статора. 3 ил.

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к устройствам уплотнения паровых турбин. Предлагается более простой аналог сотовых уплотнений. В сегментных уплотнениях паровых турбин, устанавливаемых в статоре, рабочая часть представляет перфорированную поверхность в виде профильных по глубине круглых лунок с острыми краями. Предложенные сегментные уплотнения имеют следующие преимущества по сравнению с сотовыми уплотнениями: простоту изготовления и соответственно меньшую стоимость, удобное простое крепление в окружных пазах статора, уплотняющая способность не уступает сотовым уплотнениям. 2 ил.

Наверх