Последняя ступень осевой конденсационной турбины

 

Союз Советских

Социалистимеских

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (11) 527521

{61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 17.06.75 (21) 2140358/06 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет 04.04.74 по и. 1 (43) Опубликовано 05.09.76. Бюллетень № 33 (45) Дата опубликования описания 25.05.77 (51) М. Кл.е

F 01 О 1/04

F 01 D 5/14

F 01 D 9/02

Государственный комитет

Совета Министроа СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК

621.165 (088.8) Я. И. Шнез, А. В. Гаркуша, Т. И. Шведова, Ю. Ф. Косяк, С. П. Соболев, В. П. Сухинин, Б. А. Аркадьев и Ю. В. Гречаниненко (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

" ч 4330j." г 1Я (54) ПОСЛЕДНЯЯ СТУПЕНЬ

ОСЕВОЙ КОНДЕНСАЦИОННОЙ ТУРБИНЫ

Изобретение относится к турбостроению.

Известна ступень осевой конденсационной турбины, содержащая направляющую решетку, утлы горловых сечений которой увеличиваются от периферии к корню, и рабочую решетку, имеющую относительно направляющей положительную перекрышу.

Однако известное устройство не обеспечивает для последней ступени осевой конденсаш онной турбины с втулочным отношением D/ = 10

=2,4-3,4 достаточную надежность и экономичность работы на номинальном и частичных режимах в диапазоне относительной скорости U /Со =0,5-0,8.

Недостатки этих ступеней заключаются в увеличенных потерях в области крутых меридиональных обводов на периферии и у корневой ограничивающей поверхности ступени, в наличии отрывных или предотрывных явлений в корневой зоне даже в ряде случаев на расчетном режиме работы, в резком ухудшении интегральных и газодинамических характеристик ступени и потери устойчивости при отклонении режима работы от расчетного.

С целью устранения указанных недостатков в ступени осевой конденсационной турбины, содержа- "5 щей направляющую решетку, углы горловых сечений которой увеличиваются к корню не более, чем на 20, и рабочую решетку, имеющую относительно направляющей положительную перекрышу, а именно, в последней ее ступени с втулочным отношением D/0 = 2,4-3,4, отношение величины положительной перекрыши к высоте лопаток рабочей решетки на входе составляет 0,05-0,2, а отношение синусов углов горловых сечений у корня направляющих (sinn,„) и рабочих (sinP> ) лопаток равно

51.п с

1К вЂ” 0,65 — О, 87;

Six хк и, кроме того, соотношение площадей горловых сечений рабочих лопаток у периферии и в среднем сечении составляет 0,65-1,1.

На чертеже схематически представлена предлагаемая последняя ступень с втулочным отношением /(=2,4-3,4.

Она содержит направляющую решетку, собранную из направляющих лопаток 1, рабочую решетку, собранную из рабочих лопаток 2 и имеющую относительно направляющей положительную перекрыу3.

527521

Углы горловых сечений направляющей решетки величиваются к корню не более, чем на 20, тношение величины положительной перекрыши 3 к высоте лопаток 2 составляет 0,05-0,2. а соотношение синусов углов горловых сечений у корня направляющих 1 (sincxz„) рабочих 2 (sinpz ) лона ток равно

Ьчп с . к — О,ex-0,85 а тп 1 2 а

При этом соотношении площадей горловых сечений рабочих лопаток 2 у периферии и в среднем сечении составляет 0,65-1,1.

Ступень работает следующим образом.

Рабочее тело (пар) поступает на направляющие лопатки 1 из предыдущей ступени. Угол раскрытия меридионального обвода на периферии направляющей решетки при заданном соотношении длин направляющих лопаток 1 на входе и рабочих лопаюк ", благодаря наличию положительной перекрыши 3 с соотношением 0,05- 0,2, существенно уменьи ается {до 15 — 30 ), что в сочетании с уменьшенным углом и, обеспечивает существенно конфузорное течение в периферийных сечениях направляющей решетки. При этом взбухание и отрыв пограничного слоя на торцовой ограничивающей поверхности и профилях направляющих лопаток 1 отсутствует, тем самым потери энергии сводятся к минимуму.

Благодаря наличию положительной перек;.ыши 3 с соотношением 005-0,2, подъем потока в ступени происходит в межвенцовом зазоре по закону, близкому истечению свободной закру;"нной струи в затопленное пространство, а за с":ет уменьшения углов а, к периферии область рабочих лопаток 2, затененная перекрышей 3, свободна от вентиляционных потерь.

Увеличение угла а, к корню необходимо для сохра нения пропускной способности ступени и соблюдения соотношеш я s па, к/s inPq к = 0,65-0,85.

При этом поток отжимается к корню и тем самым отодвигае тся наступление отрывных явлений на частичных режимах, связанных с подъемом потока за ступенью.

Соотношение площадей горловых сечений рабо. чих лопаток 2 у периферии и в среднем сечении. равное 0,65-1,1, позволяет уменьшить потери энергии у наружных границ ступени при уменьшении нагрузок.

Указанные геометрические соотношения характеризуют ступень с уменьшенным радиальным градиентом степени реактивности при фиксированной величине 1э и при существенно положительной реактивности в корне, а также с уменьшенным расходом в периферийной зоне, что в свою очередь позволило увеличить расход через центральную и корневую лопатки.

Таким образом, по сравнению с известными, предлагаемая последняя ступень осевой конденсационной турбины, обеспечивает повышение ее экономичности и надежности путем сведения к минимуму потерь энергии в периферийной области ступени, повышения устойчивости течения потока в корневой области на номинальном и частичных режимах работы и уменьшения потерь с выходной скоростью.

Формула изобретения

1. Последняя ступень осевой конденсационной турбины с втулочным отношением 2,4-3А содержащая направляющую решетку, углы горловых сечений которой увеличиваются от периферии к корню

8О нс более чем на 20 и рабочую решетку, имеющую относительно направляющей положительную перекры. шу, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности и экономичности в диапазоне относительной скорости U/Со = 0,5- 0,8, отношение величины положительной перекрыши к высоте лопаток рабочей решетки на входе составляет 0,05-0,2, а соотношение синусов углов горловых сечений у корня направляющих (sinn ) и рабочих (sinpq ) лопаток равно

40 Sj7l d. тй

= а,ак-а вт

$ Ъ 1

2, Ступень по п. 1, о тл ича ю щаяся тем, что соотношение плошадей горловых сечений рабочих

4ь лопаток у периферии и в среднем сечении составляет 0,65-1,1.

527521

Составитель Я. Шнеэ

Техред Х Левицкая

Редактор М. Ваяшьева

Корректор А. Алатырев

Заказ 593/19

Филиал IIIHI "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Тираж 690 Подписное

ЦИНИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5