Выхлопной патрубок паровой турбины

 

i1187 8975

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЙЬЮТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.01.80 (21) 2870503/24-06 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.11.81. Бюллетень № 41 (45) Дата опубликования описания 07.11.81 (51) M. Кл.

F 01Р 25/30

Государственный комитет (53) УДК 621.167.7. .001.2 (088.8) ! ло делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

В. П. Лагун, Л. Л. Симою, А. Б. Нафтулин, 1О. В. Нахман, В. А. Матвеенко, С. А. Майзель, Г. А. 111апиро, В. И Г

М. М. Третьяков, Ч. В. Давлют и Е. И. Эфро

Всесоюзный дважды ордена Трудового Красного 3 теплотехнический научно-исследовательский инст им. Ф. Э. Дзержинского, Производственное объед турбостроения «Ленинградский металлический зав и Кировский политехнический институт (71) Заявители (54) ВЫХЛОПНОЙ ПАТРУБОК ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ

Изобретение относится к области паротурбостроения, а именно к выхлопным патрубкам цилиндров низкого давления паровых турбин, и может быть использовано для охлаждения выхлопного патрубка конденсационных и теплофикационных турбин в различных режимах работы.

Известен выхлопной патрубок с форсунками охлаждающей воды, расположенными в паровом пространстве патрубка вблизи его выходного сечения jlj.

Однако охлаждение выхлопного патрубка этими форсунками неэффективно вследствие большого расхода охлаждающей воды и эрозионного износа выходных кромок рабочих лопаток последней ступени, происходящего под действием неиспарившихся капель, что, в свою очередь, снижает надежность турбины в работе.

Известен также выхлопной патрубок паровой турбины, содержащий диффузор с торцовыми стенками и форсунки охлаждающей воды, установленные у периферии рабочих лопаток последней ступени турбины под углом р к направлению окружной скорости лопаток (21, Недостатком такого патрубка является то, что охлаждение потока, выходящего из последней ступени (и выхлопного патрубка), недостаточно эффективно, так как распыленная форсунками вода подается с внутренней стороны кольцевого потока, выходящего из последней ступени, тогда как максимальные температуры имеют место на

5 его внешней границе. Вследствие подвода охлаждающей воды с внутренней, холодной стороны кольцевого потока для его охлаждения требуется большее количество воды, так как часть ее уносится основным потоlO ком, не успевая проникнуть в горячую зону и охладить ее. Часть этой вынесенной влаги поступает в область патрубка, связанную с корневой зоной рабочих лопаток, охваченную обратными течениями, и вызы15 вает, как показывает опыт эксплуатации, эрозию их выходных кромок, что снижает надежность турбины в работе и приводит к необходимости преждевременной замены лопаток.

Целью изобретения является повышение надежности турбины в работе путем уменьшения эрозии выходных кромок рабочих лопаток последней ступени.

„"5 Поставленная цель достигается тем, что форсунки установлены на торцовой стенке со стороны рабочих лопаток, а угол

= (165 — 170) —, где у — угол факела ?

ЗО распыливания каждой форсунки.

878975

15

25 зо

На фиг. 1 схематично изображен предлагаемый выхлопной патрубок; на фиг. 2— разрез А — А на фиг. 1, на котором также условно показаны периферийные сечения рабочих лопаток, схема течения пара и охлаждающей воды на режимах с малыми расходами пара.

В выхлопном патрубке 1 на торцовой стенке 2, располо>кенной со стороны рабочего колеса 3, у периферии рабочих лопаток 4 последней ступени установлены форсунки 5 охлаждающей воды. Форсунки 5 охлаждающей воды установлены так, что угол между осью 6 форсунки 5 и направлением 7 окружной скорости рабочих лопаток

4 турбины равен р= (165 — 170) — — .

При работе турбины на холостом ходу и малых нагрузках основной поток пара 8, прошедший турбину и направляющийся в конденсатор, сосредоточен в верхней трети высоты рабочих лопаток 4 последней ступени. В остальной части рабочих лопаток 4 и примыкающей к ней зоне выхлопного патрубка 1 имеют место обратные течения 9, направленные из конденсатора к рабочему колесу 3. Основной поток пара 8 в тангенциальном. направлении, как это видно из треугольника скоростей (см. фиг.

2),.где 10 и 11 — относительная и абсолютная скорости выхода из рабочих лопаток, 12 — окружная скорость, направлен под углом а=160 — 170 . Пар основного потока 8 имеет максимальную температуру в струйках, выходящих из периферийных сечений

13 рабочих лопаток 4.

Расположение форсунок 5 охлаждающей воды на торцовой стенке 2 патрубка 1, которая может быть плоской или иметь вид аэродинамического обтекателя, позволяет подводить охлаждающую воду, распыленную форсунками, непосредственно в зону потока с максимальной температурой. Значительная часть влаги, благодаря установке форсунки 5 под углом Р, направлена навстречу или под небольшим углом к основному потоку 8, что увеличивает относительную скорость обтекания капель потоком горячего пара, улучшает тем самым условия теплообмена капель воды с паром основного потока и сокращает время их испарения.

Подвод охлаждающей воды с внешней стороны основного потока 8 и более интенсивный теплообмен исключают возможность проникновения капель воды в зону патрубка 1, охваченную обратными течениями 9, и поэтому устраняет вероятность эрозионного повреждения выходных кромок рабочих лопаток 4.

Таким образом, предлагаемая конструкция выхлопного патрубка повышает интенсивность его охлаждения и повышает надежность турбины в работе, устраняя эрозию выходных кромок рабочих лопаток последней ступени.

Формула изобретения

Выхлопной патрубок паровой турбины, содержащий диффузор с торцовыми стенками и форсунки охлаждающей воды, установленные у периферии рабочих лопаток последней ступени турбины под углом 1> к направлению окружной скорости лопаток, отл и ч а ющий ся тем, что, с целью повышения надежности, форсунки установлены на торцовой стенке со стороны рабочих

1 лопаток, а угол р= (165 — 170 ) — —, где у — угол факела распыливания форсунки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Бененсон Е. И., Иоффе Л. С. Теплофикационные паровые турбины, М., «Энергия», 1976, с. 129, 244 — 245.

2. Наладочные и экспериментальные работы ОРГРЭС, М., СПО ОРГРЭС, 1970, выпуск XXXIX, с, 117 — 118 (прототип).

878975

Составитель В. Гуторов

Редактор М. Кузнецова Текред А. Камышникова Корректоры: Л. Исаева и 3. Тарасова

Заказ 1892/7 Изд. № 573 Тираж 553 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2