СТУПЕНЬ ТУРБИНЫ ЗАДНЕГО ХОДА Российский патент 1994 года по МПК F01D1/30 

Изобретение относится к турбиностроению, а именно к реверсивным турбинам, содержащим турбину заднего хода.

Известны турбинные ступени, входящие в состав турбины заднего хода (Слободянюк Л. И. и Поляков В. И. Судовые паровые и газовые турбины и их эксплуатация. Л. : Судостроение, 1983, с. 72), которая имеет с турбиной переднего хода один ротор.

Недостатком данной турбины заднего хода является то, что при ее холостом вращении на режиме переднего хода в ней возникают вентиляционные потери энергии.

Известна ступень турбины заднего хода (прототип), сопловые и рабочие лопатки которой размещены на верхнем ярусе, рабочие лопатки заднего хода установлены над рабочими лопатками переднего хода на одном роторе.

Недостатком данной конструкции ступени турбины заднего хода является то, что при ее холостом вращении на режиме переднего хода в ней также возникают вентиляционные потери энергии, что приводит к понижению экономичности работы реверсивного турбинного двигателя на режиме переднего хода.

Цель изобретения - снижение вентиляционных потерь энергии на режиме холостого хода в ступени турбины заднего хода.

Указанная цель достигается тем, что в ступени турбины заднего хода, содержащей рабочее колесо, обандаженные рабочие лопатки которого установлены на роторе с перекрышей относительно сопловых лопаток, бандаж выполнен в виде П-образного кожуха, перекрывающего вход и выход межлопаточных каналов в зоне перекрыши, верхняя стенка которого имеет щели с козырьками, размещенными под углом 10-15^о к наружной поверхности верхней стенки и ориентированные указанным острым углом по направлению вращения рабочего колеса, при этом щели размещены между рабочими лопатками.

На фиг. 1 изображена предлагаемая ступень турбины заднего хода в разрезе; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Ступень турбины заднего хода содержит сопловой аппарат 1 с сопловыми лопатками 2, рабочее колесо 3 с рабочими лопатками 4, которые имеют бандаж 5. Рабочие лопатки 4 установлены на роторе 6 с перекрышей относительно сопловых лопаток 2. Бандаж 5 выполнен в виде П-образного кожуха, перекрывающего вход и выход межлопаточных каналов рабочих лопаток 4 в зоне перекрыши. Верхняя стенка 7 бандажа 5 имеет щели 8 с козырьками 9, размещенными под углом 10-15^о к наружной поверхности 10 верхней стенки 7. Козырьки 9 ориентированы указанным острым углом по направлению холостого вращения рабочего колеса 3. Щели 8 в бандаже 5 размещены между рабочими лопатками 4. В периферийной зоне за рабочим колесом 3 установлено неподвижное разделительное кольцо 11, которое создает канал 12 для выхода рабочей среды на режиме переднего хода и канал 13 для выхода циркулирующей среды при холостом вращении рабочего колеса 3 на режиме заднего хода.

Ступень турбины заднего хода работает следующим образом.

При работе турбины на режиме переднего хода рабочая среда через ступень турбины заднего хода не проходит и происходит холостое вращение ее рабочего колеса 3. За счет холостого вращения рабочего колеса 3 образуются вентиляционные течения циркулирующей среды, которая входит в межлопаточные каналы рабочих лопаток 4 в нижних сечениях и имеет небольшую закрутку в абсолютном движении по направлению вращения рабочего колеса. Под действием центробежных сил циркулирующая среда перемещается в межлопаточных каналах рабочих лопаток 4 к периферии и выходит через щели 8 в пространство над бандажом 5, а затем направляется в канал 13. Использование П-образного профиля бандажа 5 препятствует выходу циркулирующей среды из межлопаточных каналов рабочих лопаток 4 со стороны входных и выходных кромок. За счет размещения козырьков 9 под углом 10-15^о к наружной поверхности 10 верхней стенки 7 циркулирующая среда на выходе из щелей 8 в абсолютном движении не будет иметь закрутки. В соответствии с этим крутящий момент, который будет создаваться циркулирующей средой, будет близок к нулю и вентиляционные потери энергии в такой ступени при холостом вращении будут минимальными.

При работе ступени на режиме заднего хода рабочая среда последовательно проходит в осевом направлении через межлопаточные каналы сопловых лопаток 2 соплового аппарата 1, через межлопаточные каналы рабочих лопаток 4 и выходит в канал 12. (56) Патент США N 4124329, кл. 4.15-78, опублик. 1976.

Использование: в реверсивных турбинах, содержащих турбину заднего хода, и позволяет уменьшить вентиляционные потери энергии на режиме холостого хода ступени. Сущность изобретения: в верхней стенке бандажа 5 между рабочими лопатками 4 имеются щели 8 с козырьками 9, размещенными под углом 10 - 15 к наружной поверхности 10 стенки 7 с ориентацией по направлению вращения рабочего колеса на режиме холостого хода ступени. Бандаж 5 выполнен в виде П-образного кожуха, установлен с перекрышей относительно сопловых лопаток и перекрывает вход и выход межлопаточных каналов в зоне перекрыши. На режиме холостого хода крутящий момент, создаваемый циркулирующей средой в межлопаточных каналах рабочих лопаток и на выходе из щелей бандажа, будет близок к нулю, а следовательно, практически будут отсутствовать вентиляционные потери энергии. 2 ил.

СТУПЕНЬ ТУРБИНЫ ЗАДНЕГО ХОДА, содержащая рабочее колесо, обандаженные рабочие лопатки которого установлены на роторе с перекрышей относительно сопловых лопаток, отличающаяся тем, что, с целью снижения вентиляционных потерь энергии на режиме холостого хода, бандаж выполнен в виде П-образного кожуха, перекрывающего вход и выход межлопаточных каналов в зоне перекрыши, верхняя стенка которого имеет щели с козырьками, размещенными под углом 10 - 15^o к наружной поверхности верхней стенки и сориентированными указанным острым углом по направлению вращения рабочего колеса, при этом кожух установлен с размещением щелей между рабочими лопатками.