Проточная часть паровой турбины

 

О П И С А Н И Е (984197

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) 3»»«0 11. 03. 81 (2 l ) 3258722/24-06 (51)М. Кл.

F 01 0 1/02 с присоединением заявки Ъ

3Ъеударс|еенный комитет

СССР (23) Приоритет

Опубликовайо 07. 1О. 82. Бюллетень № 37 Дата опубликования описания 09 . 10 . 82 по делом изобретений и открытий (53) УДК 621.165 (088. 8) И.И. Кириллов, И.Б. Биржаков, А,Б. Байбаков, и С.Л. Хавия (72) Авторы изобретения

Ленинградский ордена Ленина политехнический им, И.И. Калинина (7I) Заявитель (54) ПРОТОЧНАЯ ЧАСТЬ ПАРОВОЙ ТУРБИНИ го

Изобретение относится к турбостроению, а более конкретно к конструкциям паровых турбин, и может быть использовано при создании многопоточных цилиндров высокого, среднего и низкого давления, проточная часть которых содержит входную двухстороннюю радиально-осевую ступень (ДРОС) и группы осевых ступеней (ОС).

Известна проточная часть паровой турбины с камерами нерегулируемых от" боров пара, содержащая на входе .радиально-осевую ступень с сопловым аппаратом и рабочим колесом двухсторон15 него меандрообразного типа с рабочеи решеткой из чередующихся левосторонних и правосторонних каналов и последующие осевые ступени с уплотнениями fl ).

Недостаток указанной проточной части - наличие возмущений в пространственной структуре потока, вызываемых влиянием отборов рабочего тела между . ступенями. Проточные части турбин снабжаются нерегулируемыми отборами рабочего тела, например, в систему регенерации или для других целей. Отбор обычно осуществляют в несимметричной камере, в которой иногда применяются безло" паточные диффузоры для выравнивания полей скоростей. Эти возмущения глу боко проникают в проточную часть ОС, делают структуру потока неравномерной и несимметричной, приводят к понижению экономических показателей и надежности элементов лопаточного аппарата ОС °

Цель изобретения - повышение экономичности и надежности элементов про» точной части, а также повышение пропускной способности.

Указанная цель достигается тем, что рабочее колесо радиально-осевой ступени выполнено многопоточным с по

964197

3 меньшей мере одноярусными осевыми ступенями, причем каналы нижнего потока сопряжены с осевыми ступенями, а каналы верхнего потока по меньшей мере с одной стороны сопряжены с камерой отбора пара.

Между рабочим колесом радиальноосевой ступени и сопловым аппаратом осевой ступени выполнено уплотнение, разделяющее верхний и нижний потоки, 10

Осевые ступени выполнены двухьярусными с последней ступенью типа

Баумана и с обводом последней ступени.

На фиг. 1 представлена проточная 15 часть двухпоточного цилиндра турбины с нерегулируемыми отборами пара после рабочего колеса ДРОС продольный разрез; на фиг. 2 — условная развертка периферии входного участка одно- 20 рядной радиальной решетки рабочего колеса; на фиг. 3 - проточная част,ь трехпоточного цилиндра с нерегулируемым отбором пара в одном потоке, продольный разрез; на фиг, 4 - условная 25 развертка периферии входного участка однорядной радиальной решетки рабочего колеса с отбором пара в одном потоке; на фиг. 5 - узел выходного сечения рабочего колеса .и входного З0 участка проточной части осевых ступеней; на фиг, 6 — узел разделения потока, выходящего из канала верхнего яруса и следующего в отбор; на

Фиг ° 7 - вариант проточной части с 35 последней ступенью типа Баумана; на фиг. 8 - то же, последней ступени с обводом.

В корпусе 1 установлено подводящее устройство 2 с сопловым аппара- 40 том (СА) 3 ДРОС, четырехпоточное рабочее колесо (PK) 4 меандрообразного типа. Внешние меридиональные обводы меандрообразного PK 4 формируются покрышками 5 и 6. PK 4 ДРОС закрепле- <5 но на роторе 7. В корпусе 1 установлены обоймы 8 и 9, содержащие диафрагмы 10-12 осевых ступеней (ОС). Рабочие лопатки 13-15 ОС крепятся на роторе 7.

Двустороннее PK 4 меандрообразного типа (фиг. 2) содержит в каждом корыте меандра 16 по два изолированных односторонних рабочих канала А, В и С, D различной радиальной протяжен- ности, развивающихся с однорядной радиальной решетки на периферии PK 4 в двухъярусные осевые выходы с левой

4 и правой стороны. Каналы А и С верхних ярусов PK 4 выходят в камеры Е и F нерегулируемых отборов.

Каналы В и D нижнего яруса PK 4, изолированные от каналов A и С верхнего яруса (т.е. имеющие закрытый внешний меридиональный обвод), сопрягаются с проточной частью OC левого и правого потока.

Трехпоточное PK 4 (фиг. 3) содержит в корыте меандра левого направления два изолированных канала А и В различной радиальной протяженности. Ме-андры правого направления образуют однопоточный канал С. Канал А верхнего яруса выходит в камеру отбора Е, а канал В нижнего яруса - в проточную часть ОС левого потока, Правосторонний канал С выходит в проточную часть правого потока. Корытами меандров 17 и 18 образуются каналы С правого и А и В левого направления (фиг. 4). В корыте меандра 18 устроены два канала A и В, а в корытах 17 только один канал С.

Рабочая решетка PK 4 (фиг. 3) устроена таким образом, что каналы А и В из однорядной решетки в периферийном сечении развиваются как изолированные, в двухъярусные осевые решетки РК, причем каналы А образуют каналы верхнего, а В.- нижнего ярусов.

Канал В нижнего яруса PK 4 (фиг.5) снабжен бандажной полкой 20, изолирующей межлопаточные каналы В нижнего яруса от каналов А верхнего яруса.

Проточная часть устроена с осевым зазором 3 между выходной кромкой 19

PK 4 и обоймой 8. Обойма 8 снабжена уплотняющим козырьком 21 (фиг. 6).

На фиг. 7 и 8 показаны варианты комбинированных проточных частей турбин.

За РК 4 ДРОС (фиг. 7 и 8) в.проточных частях справа и слева следуют группы двухъярусных ОС 22 и 23, Канал A верхнего яруса РК 4 сопрягается с верхним ярусом ОС 22 и 23 левого потока. Канал В нижнего яруса PK 4 соответственно сопрягается с нижним ярусом ОС 22 также левого потока.

Далее в левом потоке в нижнем ярусе следует ступень 24, поток нижнего яруса Н которой следует в конденсатор (не показан), а поток верхнего яруса ступени 23 направляется по обводу 25 в одноярусную ступень 26. 3а

964197 ступенью 26 поток G следует в конденсатор.

Правый поток (фиг. 7 ) формируется следующим образом.

Из камеры с верхнего яруса РК 4 рабочее тело следует в верхний ярус

ОС 22 и в верхний ярус ОС 23 типа

Баумана, а выходит в поток 3 . Рабочее тело из яруса D РК 4 направляется в нижний ярус ОС 22 и нижний ярус 10

ОС 23 типа Баумана, затем в однорядную ОС 24 и далее в поток Н (например, в конденсатор ).

Проточная часть (фиг. 8 ) содержит подводящее устройство 2, установленное в корпусе 1, СА 3 и PK 4 ДРОС.

За РК 4 ДРОС в проточных частях справа и слева следуют двухъярусные ОС 22 и одноярусные ОС 25. Каналы А и С верхних ярусов РК 4 сопрягаются с верх- 2о ними ярусами ОС 32. Поток следует по обводам 25 в ОС 26 и далее s поток G ((в кKоoнHдAеeнHсcа тTоotр>)), Каналы В и D нижних ярусов сопрягаются с нижними ярусами OC 22, после которых поток Н 25 направляется сразу в конденсатор.

Рабочий процесс в описываемых проточных частях турбин протекает следующим образом. Рабочее тело из подводящего устройства 2 проходит р

CA 3 и попадает s рабочую решетку PK 4. Потоки рабочего тела из каналов A и С верхнего яруса направляются в камеры отбора Е и F. Потоки рабочего тела из каналов В и Энижнегоз5 яруса PK 4 следуют в поточную часть

ОС. Потоки рабочего тела, следующие в отборы Е и F, имеющие в общем случае несимметричный обвод, не оказывают влияния на структуру потоков в за- 4ð зоре а фиг. 5 между нижними яру-. сами В и D PK 4 и диафрагмами 10.

В том случае, когда каналы А и верхних ярусов PK 4 срабатывают меньший перепад энтальпий, чем каналы В и2 нижнего яруса, во избежание подсоса рабочего тела из камеры отбора в осевой зазор а фиг. 5 и соответственйо иска>нения пространственной структуры потока, на обойме 8 уплотнаяющий козырек 21 с уплотнением над бандажной полкой ?0 канала нижнего яруса РК 4 (фиг, 6 ) препятствует перетечкам пара и иска>нению потока, что обеспечивает более высокие экономические показатели группы ОС и точное поддержание. величины расхода в отбор.

В случае, когда расход потока в отбор (например, в систему регенерации) относительно мал, то целесообраэно применить трехпоточное PK (фиг.3), в котором поток из канала А верхнего яруса направляется в отбор Е, а поток иэ канала В нижнего яруса — в проточ" ную часть ОС, С правой стороны PK 4 имеет одноярусный канал С, сопряженный с проточной частью ОС без отбора за РК 4, Это позволяет при относительно малой величине расхода потока в отбор выполнить каналы РК 4 с большей высотой и, следовательно, снизить потери.

Каналы А и С верхнего и каналы В и D нижнего ярусов PK 4 (фиг. 7 и 8) срабатывают примерно одинаковый перепад энтальпий. Применение такой схемы экономически оправдано и позволяет создать проточную часть цилиндра низкого давления (ЦНД ) повышенной пропускной способности и экономичности, В случае, если каналы A и С верхнего яруса и В и D нижнего PK 4 срабатывают разные перепады энтаЛьпий в силу их конструктивных особенностей, тогда поток верхнего яруса групп ОС должен содержать большее количество ступеней, чтобы срабатывать располагаемый перепад на ЦНД. Это достигается устройством обвода 26 и дополнительной последней ступени 25 (одноярусной ). Поток нижнего яруса ОС co" держит меньшее количество ступеней, Организация такой проточной части позволяет существенно обеспечить равномерную структуру потока в отсеке ОС и повысить экономичность лопаточного аппарата ОС и цилиндра в целом. формула изобретения

1. Проточная часть паровой турбины с камерами нерегулируемых отборов пара, содержащая на входе радиальноосевую ступень с сопловым аппаратом и рабочим колесом, осевую. ступень с сопловым аппаратом и рабочим колесом двухстороннего меандоообразного типа с рабочей решеткой из чередующихся левосторонних и правосторонних каналов и последующие осевые ступени с уплотнениями, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью повышения надежности и экономичности, рабочее колесо радиально-осевой ступени выполнено многопоточным по меньшей мере одноярусными осевыми ступенями, причем каналы нижнего потока сопря>не-.

964197 ны с осевыми ступенями, а каналы верхнего потока по меньшей мере с одной стороны сопряжены с камерой, отбора пара.

2. Проточная часть по и. 1, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что между рабочим колесом радиально-осевой ступени и сопловым аппаратом осевой ступени выполнено уплотнение, разделяющие верхний и нижний потоки.

1О

3. Проточная часть по пп. 1, 2, отличающаяся тем, что, с целью повышения пропускной способности, осевые ступени выполнены двухьярусными с последней ступенью типа

Баумана.

4. Проточная часть по пп. 1, 2, о т л и ч а ю ц а я с я тем, что, с целью повышения пропускной способности, осевые ступени выполнены двухьярусными с обводом последней ступени.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кириллов И.И., Биржаков М.Б., Сорокин Н.А,, Литинецкий В.В. Исследование конструкций двухпоточных радиально-осевых ступеней турбин. Энергетическое машиностроение. "НИИЭинформэнергомаш", 1979, Ю 6, с. 12, рис. 5 °