РАЗВЕТВИТЕЛЬ ПОТОКА, СТУПЕНЬ РАЗВЕТВИТЕЛЯ ПОТОКА И СОПЛОВОЙ АППАРАТ ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ Российский патент 2016 года по МПК F01D9/06 F01D3/02 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Изобретение, рассматриваемое в настоящем документе, относится к сопловому аппарату паровой турбины или к ступени диафрагмы. Более конкретно, изобретение, рассматриваемое в настоящем документе, относится к ступени диафрагмы паровой турбины, содержащей самовыравнивающийся разветвитель потока.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0002] Паровые турбины содержат неподвижные сопловые аппараты (или аппараты с аэродинамическими частями), которые направляют поток рабочей текучей среды (например, пара) в турбинные лопатки (или аэродинамические части), присоединенные к вращающемуся ротору. Весь аппарат, состоящий из сегментов сопловых лопаток, обычно называют ступенью диафрагмы или сопловым аппаратом паровой турбины. Две половины диафрагмы паровой турбины обычно монтируют вокруг ротора с созданием горизонтального соединения. Некоторые секции обычных паровых турбин имеют двухпоточную конструкцию, в которой половина потока текучей среды проводится к левой части диафрагмы, а другая половина текучей среды направляется к правой части диафрагмы. Ступень диафрагмы, которая разделяет поток (направляя текучую среду в левую и правую части), называется ступенью разветвителя потока (или цилиндра).

[0003] Обычные ступени разветвителя потока содержат левый и правый сопловые аппараты, соединенные болтами у фланцев. Для прикрепления ступени разветвителя потока к левому и правому сопловым аппаратам из-за наличия сболченных конструкций и ограниченной доступности, связанной с этими конструкциями, используется электронно-лучевая сварка (или другая сварка с глубоким проникновением). Кроме того, размер фланца, головки болта и гайки создают существенное сопротивление воздуху, что может отрицательно сказаться на характеристиках турбины. Эти обычные конструкции и сварные швы, связанные с этими конструкциями, могут потребовать дорогостоящего труда и могут вносить деформацию в левый и правый сопловые аппараты, ухудшая тем самым эксплуатационные характеристики паровой турбины.

Ближайшим аналогом может считаться разветвитель потока паровой турбины, раскрытый в патенте США №7357618, в котором для соединения левого и правого сегментов предусмотрены пазовые соединения. Однако для прикрепления ступени разветвителя потока к левому и правому сопловым аппаратам используются либо сболченная конструкция, либо сварка. Таким образом, отмеченные выше проблемы в предшествующем уровне техники решены не были.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0004] Таким образом, техническая задача, решаемая изобретением, заключается в исключении формирования сварных швов и болтовых соединений при соединении соплового аппарата с диафрагмой паровой турбины, чтобы свести к минимуму деформацию сопловых аппаратов и предотвратить ухудшение эксплуатационных характеристик паровой турбины. Для этого предложена ступень диафрагмы паровой турбины, содержащая самовыравнивающийся разветвитель потока, использующий для соединения с сопловым аппаратом конструкцию захвата и выступа, удерживающую разветвитель потока внутри соплового аппарата после последующей установки соплового аппарата в турбину.

В одном варианте выполнения предложен разветвитель потока паровой турбины, имеющий центральную часть и две торцевые части, при этом разветвитель содержит делитель потока, расположенный вблизи центральной части, и проходящий, по существу, в радиальном наружном направлении захват, расположенный вблизи по меньшей мере одной из двух торцевых частей.

[0005] Первый аспект изобретения включает разветвитель потока паровой турбины, имеющий центральную часть и две торцевые части, при этом разветвитель потока содержит делитель потока, расположенный вблизи центральной части, и проходящий, по существу, в радиальном наружном направлении захват, расположенный вблизи по меньшей мере одной из двух торцевых частей.

[0006] Второй аспект изобретения включает ступень разветвителя потока паровой турбины, содержащую разветвитель потока, имеющий центральную часть и торцевую часть и содержащий делитель потока, расположенный вблизи центральной части, и захват, расположенный вблизи торцевой части, и сопловой аппарат, присоединенный к разветвителю потока и содержащий кольцевой сегмент и выступ, проходящий от кольцевого сегмента, причем сопловой аппарат присоединен к разветвителю потока у захвата посредством указанного выступа.

[0007] Третий аспект изобретения включает сопловой аппарат паровой турбины, содержащий аэродинамическую часть сопловой лопатки, кольцевой сегмент, прикрепленный к аэродинамической части сопловой лопатки, и выступ, проходящий от кольцевого сегмента, при этом указанный выступ имеет первую кромку, имеющую первый угол скоса, и вторую кромку, имеющую второй угол скоса, отличный от первого угла скоса.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0008] Эти и другие свойства изобретения будут более понятны из последующего подробного описания различных аспектов данного изобретения в сочетании с сопроводительными чертежами, изображающими различные варианты выполнения данного изобретения, на которых:

[0009] фиг. 1 показывает продольный разрез ступени разветвителя потока паровой турбины;

[0010] фиг. 2 показывает вид в аксонометрии обычной ступени разветвителя потока;

[0011] фиг. 3 показывает продольный разрез ступени разветвителя потока паровой турбины в соответствии с вариантами выполнения изобретения;

[0012] фиг. 4 показывает увеличенный вид сбоку ступени разветвителя потока, показанной на фиг. 3, в соответствии с вариантами выполнения изобретения;

[0013] фиг. 5 показывает увеличенный вид сбоку другого варианта выполнения разветвителя потока в соответствии с вариантами выполнения изобретения;

[0014] фиг. 6 показывает увеличенный вид сбоку другого варианта выполнения внутреннего кольцевого сегмента в соответствии с вариантами выполнения изобретения;

[0015] фиг. 7 показывает увеличенный вид сбоку другого варианта выполнения разветвителя потока в соответствии с вариантами выполнения изобретения;

[0016] фиг. 8 показывает увеличенный вид сбоку другого варианта выполнения разветвителя потока и внутреннего кольцевого сегмента в соответствии с вариантами выполнения изобретения;

[0017] фиг. 9 показывает упрощенный продольный разрез ступени разветвителя потока паровой турбины в соответствии с вариантами выполнения изобретения;

[0018] фиг. 10 показывает упрощенный продольный разрез ступени разветвителя потока паровой турбины в соответствии с вариантами выполнения изобретения.

[0019] Необходимо отметить, что чертежи изобретения выполнены не в масштабе. Данные чертежи предназначены для изображения только типичных аспектов изобретения, и поэтому не должны рассматриваться как ограничивающие объем его правовой охраны. На данных чертежах одинаковые номера позиции обозначают одинаковые компоненты.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0020] Как изложено выше, аспекты изобретения предлагают ступень диафрагмы паровой турбины, содержащей самовыравнивающийся разветвитель потока. В частности, аспекты изобретения предлагают ступень разветвителя потока паровой турбины, выполненную с возможностью присоединения посредством захвата к смежным ступеням соплового аппарата с обеспечением уменьшения издержек на механическую обработку и улучшенных эксплуатационных характеристик турбины по сравнению с обычными ступенями разветвителя потока.

[0021] Как изложено в настоящем документе, обычные ступени разветвителя потока содержат левый и правый сопловой аппараты, соединенные болтами по фланцам. Для прикрепления такой ступени к другим ступеням диафрагмы из-за наличия сболченных конструкций и связанной с ними ограниченной доступности используется электронно-лучевая сварка (или другая сварка с глубоким проникновением). Эти обычные конструкции и сварные швы, связанные с этими конструкциями, могут потребовать дорогостоящего труда и могут вносить деформацию в сопловые аппараты, ухудшая тем самым эксплуатационные характеристики паровой турбины.

[0022] На фиг. 1 показан продольный разрез ступени 10 разветвителя потока паровой турбины. Обычные ступени 10 могут содержать разветвитель 20 потока, выполненный, соответственно, из двух сегментов 22 и 24. Каждый из сегментов 22, 24 разветвителя 20 может содержать, соответственно, фланцы 26 и 28, которые могут быть скреплены болтом 30 (и, например, гайкой 32). Кроме того показано, что в обычной ступени 10 расположен сопловой аппарат 40, содержащий неподвижную аэродинамическую часть 42, присоединенную, соответственно, к наружному бандажу 44 и внутреннему бандажу 48, как это принято в данной области техники. Наружный бандаж 44 может быть приварен к наружному кольцу 50 сварным соединением 52, а внутренний бандаж 48 может быть приварен к разветвителю 20 (например, у первой половины 22) другим сварным соединением 52. В отличие от других ступеней паровой турбины ступень 10 содержит делитель 60 потока, используемый для разделения потока пара, поступающего в ступени турбины, и его направления к каждой половине двухпоточной турбины. Указанный делитель 60 потока может проходить в радиальном наружном направлении от разветвителя 20, так что он создает проблемы, связанные с зазором, при присоединении сваркой бандажей (например, наружного бандажа 44 и внутреннего бандажа 48) к каждому наружному кольцу 50 и сегментам 22, 24. То есть создание соединения между внутренним бандажом 48 и сегментом 22 (и в некоторых случаях, соединение между наружным бандажом 44 и наружным кольцом 50) может быть затруднено вследствие ограниченного зазора, обеспечивающего доступ к поверхностям взаимодействия между этими компонентами. Соответственно сварные соединения 52 обычно создают с задней стороны в осевом направлении (или с наружной стороны в осевом направлении), соответственно, сегментов 22, 24 и наружного кольца 50. Для создания достаточного сцепления между бандажами (например, наружным бандажом 44 и внутренним бандажом 48) и сегментами 22, 24, и, соответственно, наружным кольцом 50 обычно применяют электронно-лучевую сварку. Как это принято в данной области техники, электронно-лучевая сварка может обеспечить более глубокое сварное соединение между свариваемыми материалами, в отличие от других типов сварки (например, сварки металлическим электродом в среде инертного газа, или МИГ). Однако электронно-лучевая сварка (ЭЛС) является более дорогостоящей по сравнению с МИГ сваркой и, соответственно, обслуживание машины для электронно-лучевой сварки, также, может быть дорогостоящим. Несмотря на то, что сварка МИГ может быть менее дорогостоящей, чем ЭЛС, при сварке МИГ в сборочный узел подводится большое количество тепла только с одной стороны (например, с задней стороны в осевом направлении), что может вызвать его деформацию. То есть в обычной ступени 10, показанной на фиг. 1, сварные швы 52, полученные односторонней сваркой МИГ, могут создать деформацию бандажей (например, наружного бандажа 44 и внутреннего бандажа 48), колец (например, кольца 50), разветвителя 20 и/или аэродинамических частей 42 соплового аппарата. Деформация этих компонентов может ухудшить эксплуатационные характеристики паровой турбины, в которой используется ступень 10. При использовании двусторонней сварки МИГ значительно уменьшается деформирование внутри соплового аппарата по сравнению с односторонней сваркой МИГ. Кроме того, двусторонняя сварка МИГ обеспечивает экономию в расходах по сравнению с электронно-лучевой сваркой.

[0023] На фиг. 2 показан вид в аксонометрии обычной ступени 10 (показана нижняя половина ступени) за исключением болта 30 и гайки 32. Как дополнительно показано на этом виде, сварные соединения 52 могут быть выполнены со стороны наружных в осевом направлении участков наружного кольца 50 и сегментов 22, 24 вследствие ограниченного зазора со стороны внутренних в осевом направлении участков этих компонентов.

[0024] Фиг. 3 показывает продольный разрез ступени 110 разветвителя потока паровой турбины (или ступени разветвителя потока) в соответствии с вариантами выполнения изобретения. В одном варианте выполнения ступень 110 содержит разветвитель 120, имеющий центральную часть 122 и две торцевые части 124 (например, наружные в осевом направлении от центральной части 122). Следует понимать, что формулировка «части» разветвителя 120 используется исключительно для обеспечения различия между секциями элемента. В некоторых случаях между частями разветвителя 120 отсутствует физическое разделение, а в некоторых вариантах выполнения разветвитель 120 может быть выполнен из одного куска материала (например, металла). Показано, что разветвитель 120 содержит делитель 160 потока, расположенный вблизи центральной части 122, и захват 162, расположенный вблизи каждой торцевой части 124. Делитель 160 может быть, по существу, проходящим радиально, и в некоторых вариантах выполнения он проходит радиально в меньшей степени (например, с наличием меньшего профиля), чем в обычных ступенях разветвителя потока. Следует понимать, что захват 162 может быть выполнен в виде выступа и канавки или паза (обозначение номерами позиций которых показано на фиг. 4), обеспечивающих соединение с сопловым аппаратом 140. В частности, захват 162 может обеспечивать соединение с выступом 142, проходящим от внутреннего кольца 148. Как изложено в дальнейшем, захват 162 может содержать радиально проходящий выступ, взаимодействующий с противоположным выступом внутреннего кольца 148. В другом варианте выполнения разветвитель потока может содержать несколько захватов 162, обеспечивающих соединение с одним или более выступами 142, проходящими от внутреннего кольца. Кроме того показано, что разветвитель 120 имеет внутренний паз 200, в котором может быть, например, расположено уплотнительное устройство (не показано) для предотвращения протечки текучей среды через область взаимодействия разветвителя 120 и внутреннего кольца 148. Другое преимущество конструкции захвата и выступа (например, захвата 162, соединенного с выступом 142) заключается в том, что эта конструкция удерживает разветвитель потока (например, разветвитель 120) внутри соплового аппарата (например, соплового аппарата 140) после последующей установки соплового аппарата в турбину. Если выступ (например, выступ 42) соплового аппарата направлен в радиальном наружном направлении, а не внутрь, тогда выступ соплового аппарата не будет удерживать разветвитель внутри аппарата. Далее в настоящем документе приведено описание внутреннего паза 200 и соответствующего уплотнительного устройства.

[0025] Как показано на фиг. 3, ступень 110 может содержать делитель 160 потока с уменьшенной радиальной длиной по сравнению с обычным делителем потока (например, делителем 60, показанным на фиг. 1). Кроме того, в одном варианте выполнения, ступень 110 может быть выполнена из одного куска материала (например, металла), в противоположность конструкции из двух частей, показанной на фиг. 1. Уменьшенная радиальная длина делителя 160 может обеспечить возможность, например, оператору получить доступ к внутренним в осевом направлении участкам соединений, соответственно, между кольцами (например, внутренним кольцом 148 и наружным кольцом 50) и бандажами (например, внутренним бандажом 48 и наружным бандажом 44) для выполнения двусторонней сварки соединений. То есть в противоположность обычным подходам, для соединения вместе бандажей (бандажей 48 и 44) и колец (например, колец 148 и 50) могут использоваться сварные швы 152, полученные двусторонней сваркой при более низкой температуре, с повышением тем самым общей прочности сцепления между каждым бандажом и кольцом. Например, в одном варианте выполнения конструкция ступени 110 может обеспечить возможность для использования дуговой сварки металлическим электродом в газовой среде (ДСМЭГ), такой, как сварка металлическим электродом в среде инертного газа (МИГ), или сварка металлическим электродом в среде активного газа (МАГ), или дуговая сварка вольфрамовым электродом в защитном газе (ДВЭГ), для создания сварных швов 152 между бандажами и кольцами. В любом случае ступень 110 может обеспечить возможность доступа в обоих осевых направлениях (внутреннем и наружном) для облегчения создания сварных швов 152 сваркой при более низкой температуре со снижением тем самым наносимого сваркой повреждения компонентам (например, бандажам, кольцам, аэродинамическим частям и т.д.) по сравнению с обычными подходами. Кроме того, отсутствие соединения фланец-болт в ступени 110 (по сравнению с обычной ступенью, показанной на фиг. 1-2) позволяет создать больший радиальный зазор для компонентов, связанных с ротором (не показаны).

[0026] На фиг. 4 изображен увеличенный вид сбоку ступени разветвителя потока, показанной на фиг. 3. В частности, наряду с частями соплового аппарата 140 показана торцевая часть 124 разветвителя 120 потока. Как показано на чертеже, внутренний кольцевой сегмент 148 может иметь проходящий от него выступ 142, который соединяется с крюкообразным участком 162 разветвителя 120, расположенным вблизи торцевой части 124. Выступ 142 может иметь одну или более наклонных кромок (или поверхностей) 170, 172, позволяющих выступу 142 взаимодействовать с захватом 162 и скользить в канавке 180 (или пазе) в разветвителе 120. В одном варианте выполнения выступ 142 может иметь первую кромку 170 с первым углом (а) скоса и вторую кромку 172 со вторым углом (b) скоса относительно радиально внутренней кромки 174 выступа 142. В одном варианте выполнения первая кромка 170 и вторая кромка 172 могут быть выполнены под разными углами (то есть угол (а) не равен углу (b)), однако в других вариантах выполнения углы (а) и (b) могут быть равны. Первая кромка 170 и вторая кромка 172 могут быть выполнены механической обработкой или иным образом, соответственно, под углами (а) и (b), чтобы создать возможность для установки движением скольжения внутреннего кольцевого сегмента 148 на место в осевом направлении в канавке 180. То есть после закрепления выступа 142 в канавке 180, соответственно, между участками первой кромки 170 и стенкой канавки 180 и второй кромкой 172 и другой стенкой канавки 180 может существовать зазор. Кроме того, на фиг. 4 показано, что захват 162 может иметь уступ 190 (или контактную поверхность), проходящий в осевом направлении внутрь к центральной части 122 (фиг. 3) разветвителя 120. Уступ 190 может находиться в контакте с обращенной в осевом направлении наружу кромкой 176 выступа 142 и может действовать в качестве контактной точки между выступом 142 и разветвителем 120. Захват 162 также может иметь наклонную поверхность 192, которая расположена вблизи его верхнего конца и обеспечивает возможность установки движением скольжения внутреннего кольцевого сегмента 148 на место (или, при необходимости, его извлечения с места установки) в осевом направлении в канавке 180.

[0027] Также показано, что в разветвителе 120 выполнен паз 200, предназначенный для размещения уплотнения 210, например, для предотвращения протечки текучей среды через поверхности взаимодействия (и полости) между выступом 142 и разветвителем 120. В одном варианте выполнения паз 200 проходит в осевом направлении внутрь захвата 162, однако, в другом варианте выполнения паз 200 (и соответствующее уплотнение 210) может проходить в других частях разветвителя 120. В одном варианте выполнения уплотнение 210 является уплотнением многократной свертки (например «v-образное» уплотнение или «w-образное» уплотнение), как это принято в данной области техники, которое способно заполнять промежуток по меньшей мере в одном направлении (например, радиальном и/или осевом направлении в зависимости от расположения в пазе).

[0028] Следует понимать, что уплотнение 210 может не быть предварительно сжато в ступени 110 и, соответственно, перемещение внутреннего кольцевого сегмента 148 в канавке 180 может обеспечить сжатие уплотнения 210 в пазе 200. То есть первая кромка 170 может быть выполнена под углом (а), достаточным для того, чтобы обеспечить сжатие уплотнения 210 после введения выступа 142 в канавку 180. Следует понимать, что углы (а) и (b), которые, соответственно, определяют взаимосвязь между первой и второй кромками 170, 172 с кромкой 174, могут быть любыми углами, обеспечивающими возможность введения первой и второй кромки 170, 172 в канавку 180 и сжатия уплотнения 210.

[0029] На фиг. 5 изображен увеличенный вид сбоку другого варианта выполнения разветвителя 220 потока (и, в частности, торцевой части 224 разветвителя 220), который содержит паз 200, расположенный вблизи участка 262 захвата. В этом варианте выполнения разветвитель 220 может содержать участок 262 захвата с расположенным в нем пазом 200. То есть радиально проходящий участок 262 захвата может вмещать уплотнение 210 (аналогичное уплотнению 210, рассмотренному со ссылкой на фиг. 4) и эффективно герметизировать полости между участками выступа 142 и внутренними поверхностями канавки 180. Как изложено со ссылкой на фиг. 4, уплотнение 210 может быть сжато во время введения выступа 142 в канавку 180 с обеспечением тем самым герметизации полостей между внутренним кольцевым сегментом 148 и торцевой частью 224. В отличие от захвата (162) показанного на фиг. 4, разветвитель 220, показанный на фиг. 5, может не содержать уступ 190 и наклонную поверхность 192, расположенную вблизи его верхней части. В этом случае разветвитель 220 может содержать уступ 290, расположенный вблизи изгиба в участке 262 захвата около места пересечения части 264, проходящей в осевом направлении, и участка 262 захвата.

[0030] На фиг. 6 изображен увеличенный вид сбоку другого варианта выполнения внутреннего кольцевого сегмента 248, содержащего внутренний паз 300, расположенный в обращенной радиально внутрь стенке, выполненный для вхождения в контакт с захватом 162 разветвителя 320 потока. В этом варианте выполнения паз 300 может быть выполнен во внутреннем кольцевом сегменте 248, и в нем может быть расположено уплотнение 310, которое по форме может быть, по существу, аналогичным уплотнению, описанному со ссылкой на уплотнение 210, показанное на фиг. 4-5. В любом случае, что касается, соответственно, паза 200 и уплотнения 210, паза 300 и паза 310, то они могут быть выполнены для предотвращения протечки текучей среды через полости между внутренним кольцевым сегментом 248 и внутренними стенками канавки 180. Что касается уплотнений 210 и 310, то они могут быть сжаты во время введения внутреннего кольцевого сегмента 248 в канавку 180 (то есть уплотнение 310 может быть предварительно не сжато). В этом варианте выполнения кольцевой сегмент 248 может быть соединен с разветвителем 320 (содержащим торцевую часть 324) без паза, вмещающего уплотнение.

[0031] На фиг. 7 изображен увеличенный вид сбоку другого варианта выполнения разветвителя 420 потока (и, в частности, торцевой части 424 разветвителя 420), который имеет паз 200, расположенный вблизи проходящей радиально внутрь части канавки 180 (и смежно с проходящей радиально внутрь кромкой 174 выступа 142, показанной на фиг. 4). В этом варианте выполнения паз 200 может быть расположен у поверхности взаимодействия радиально обращенных кромок выступа 142 и канавки 180. В пазу 200 может быть расположено уплотнение 210 для эффективной герметизации полостей между участками выступа 142 и внутренними поверхностями канавки 180. Как изложено со ссылкой на фиг. 4-5, уплотнение 210 может быть сжато во время введения выступа 142 в канавку 180 с герметизацией тем самым полостей между внутренним кольцевым сегментом 148 и канавкой 180.

[0032] На фиг. 8 изображен увеличенный вид сбоку другого варианта выполнения разветвителя 520 потока и внутреннего кольцевого сегмента 548. В этом варианте выполнения разветвитель 520 (и в частности, торцевая часть 524) имеет канавку 180 (которая, по существу, может быть аналогична канавке 180, показанной и описанной в соответствии с фиг. 4-6), и внутренний паз 500, в котором расположено подпружиненное уплотнение 510. Подпружиненное уплотнение может быть любым обычным уплотнительным средством, расширяющимся с заполнением паза 500 по меньшей мере в одном направлении. Как показано, паз 500 может иметь L-образное или J-образное отверстие, вмещающее выступ или выступающую часть 520 уплотнения 510. Что касается пазов и канавок, показанных и описанных в настоящем документе, то паз 500 может быть выполнен механической обработкой или иным образом, в имеющемся куске материала, или может быть, например, выполнен литьевым формованием в разветвителе потока (например, разветвителе 520). В одном варианте выполнения паз 500 может быть расположен снаружи в осевом направлении от захвата 562. Кроме того, на фиг. 8 показана шпонка 590 (которая может быть любой обычной шпонкой), препятствующая повороту сегмента 548 относительно разветвителя 520. Следует понимать, что шпонка, по существу, аналогичная шпонке 590 или другой известной в данной области техники шпонке, может использоваться вместе с другими вариантами выполнения, описанными и рассмотренными в настоящем документе, среди прочего, для предотвращения вращения внутреннего кольцевого сегмента относительно разветвителя.

[0033] Кроме того, на фиг. 8 показано, что сегмент 548 имеет первый выступ 542 и второй выступ 544. Первый выступ 542 может иметь, по существу, элементы, аналогичные элементам, показанным и описанным в отношении выступа 142, изображенного на фиг. 4-7, однако, выступ 542 может содержать кромки (например, кромку 570), которые взаимодействуют со смежными кромками под другими углами (например, с обращенной радиально внутрь кромкой 574), в отличие от выступа 142. Кроме того показано, что второй выступ 544 может иметь по меньшей мере одну наклонную кромку 572 (или скос), которая может обеспечить возможность для вхождения в соединение сегмента 548 с разветвителем 520 до выполнения сварных швов 152.

[0034] Фиг. 9 показывает упрощенный продольный разрез ступени 610 разветвителя потока паровой турбины в соответствии с вариантами выполнения изобретения. В этом случае показано, что ступень 610 содержит разветвитель 620 потока, имеющий по существу плоскую проходящую радиально наружу поверхность 630. То есть в этом варианте выполнения разветвитель 620 отличается от обычного «разветвителя потока», показанного и изложенного со ссылкой на фиг. 1-2, или делителя 160 потока, выполненного в соответствии с вариантом выполнения изобретения, который показан и рассмотрен со ссылкой на фиг. 3. Следует понимать, что, несмотря на то, что разветвитель 620 показан соединенным с внутренним кольцевым сегментом 148, указанный разветвитель 620 может быть выполнен так, чтобы включать аспекты любого другого варианта выполнения, рассмотренного в данном документе, например, изменение местоположения пазов, типов уплотнения и т.д. По существу разветвитель 620 может взаимодействовать с любым другим внутренним кольцевым сегментом, показанным или описанным в данном документе.

[0035] Фиг. 10 показывает упрощенный продольный разрез ступени 710 разветвителя потока паровой турбины в соответствии с вариантами выполнения изобретения. В этом случае ступень 710 содержит разветвитель 720 потока, содержащий по существу радиально проходящий делитель 730 и поднутренную часть 740. То есть в этом варианте выполнения разветвитель 720 может быть выполнен из одного куска материала (например, металла), в котором под делителем 730 потока выполнена поднутренная часть 740 (или полость). В одном варианте выполнения разветвитель 720 может быть получен литьем в пресс-форму, при этом исключаются время и затраты на механическую обработку части 740. В любом случае, что касается разветвителя 720 (см. фиг. 10), то он может быть выполнен так, чтобы включать аспекты любого другого варианта выполнения, рассмотренного в данном документе, например, изменение местоположения пазов, типов уплотнения и т.д. По существу разветвитель 720 может взаимодействовать с любым другим внутренним кольцевым сегментом, показанным или описанным здесь.

[0036] Следует понимать, что дополнительные аспекты изобретения предусматривают наличие уплотнения (например, уплотнения 210), по существу, расположенного в разветвителе потока (например, разветвителе 120), или во внутреннем кольцевом сегменте (например, внутреннем кольцевом сегменте 248). Расположение уплотнения в пазе обеспечивает возможность для расширения уплотнения с заполнением полости между внутренним кольцевым сегментом и разветвителем потока.

[0037] Кроме того, следует понимать, что аспекты изобретения обеспечивают возможность для «самовыравнивания» разветвителя потока (например, разветвителя 120) по мере его нагревания паром, поступающим в установку. То есть поскольку разветвитель потока не поддерживается у горизонтальных соединений обычными опорными стойками (или «опорами»), то он смещается по мере его нагревания во время поступления пара в установку. Это обстоятельство может обеспечить возможность для «самовыравнивания» разветвителя потока, когда он нагревается с закрытием тем самым радиального зазора между разветвителем и соответствующими сопловыми аппаратами. Такое решение обеспечивает возможность для центрирования и закрепления разветвителя в ступени разветвителя (например, в ступени 110).

[0038] Терминология, используемая в настоящем документе, применяется только с целью описания конкретных вариантов выполнения и не предназначена для ограничения описания. Используемые в данном документе формы единственного числа, также включают формы множественного числа, если в контексте с очевидностью не будет указано иное. Следует также понимать, что используемые в данном описании термины «содержит» и/или «содержащий» определяют наличие указанных свойств, целых чисел, этапов, операций, элементов и/или компонентов, но не исключают наличия или добавления одного или более других свойств, целых чисел, этапов, операций, элементов, компонентов и/или составленных из них групп.

[0039] В изложенном описании используются примеры, характеризующие данное изобретение, включая предпочтительные варианты выполнения, а также создающие возможность любому специалисту в данной области техники осуществить изобретение на практике, включая выполнение и использование любых устройств или систем, а также выполнение любых относящихся к этому способов. Объем правовой охраны изобретения определен формулой изобретения, при этом он может включать другие примеры, которые встретятся специалистам в данной области техники. Подразумевается, что подобные другие примеры подпадают под объем правовой охраны формулы изобретения, если они содержат конструктивные элементы, которые не отличаются от элементов, описанных в формуле изобретения, или, если они содержат равноценные конструктивные элементы с несущественными отличиями от элементов, описанных в формуле изобретения.

Ступень диафрагмы паровой турбины, содержащая самовыравнивающийся разветвитель (110, 610, 710) потока. В одном варианте выполнения предложен разветвитель (120, 220, 320, 420, 520, 620, 720) потока паровой турбины, который имеет центральную часть (122) и две торцевые части (124, 224, 324, 424, 524) и содержит делитель (160) потока, расположенный в центральной части (122), и захват (162, 262, 562), проходящий, по существу, в радиальном наружном направлении и расположенный вблизи по меньшей мере одной из двух торцевых частей (124, 224, 324, 424, 524), причем указанный захват (162, 262, 562), проходящий по существу в радиальном наружном направлении, выполнен с обеспечением размещения в нем выступа (142) соплового аппарата (140), и паз (200), расположенный в разветвителе потока паровой турбины, выполненный с возможностью размещения уплотнения (210) для предотвращения протечки текучей среды через поверхности взаимодействия между разветвителем и выступом (142) соплового аппарата (140). Предотвращается формирование сварных швов, которые потенциально вносят деформацию в сопловые аппараты, ухудшая эксплуатационные характеристики паровой турбины, конструкция удерживает разветвитель потока внутри соплового аппарата после последующей установки соплового аппарата в турбину. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Разветвитель (120, 220, 320, 420, 520, 620, 720) потока паровой турбины, имеющий центральную часть (122) и две торцевые части (124, 224, 324, 424, 524) и содержащий:
захват (162, 262, 562), проходящий, по существу, в радиальном наружном направлении и расположенный вблизи по меньшей мере одной из двух торцевых частей (124, 224, 324, 424, 524), причем указанный захват (162, 262, 562) выполнен с обеспечением размещения в нем выступа (142) соплового аппарата (140), и
паз (200), расположенный в разветвителе потока паровой турбины, выполненный с возможностью размещения уплотнения (210) для предотвращения протечки текучей среды через поверхности взаимодействия между разветвителем и выступом (142) соплового аппарата (140).

2. Разветвитель (120, 220, 320, 420, 520, 620, 720) по п. 1, дополнительно содержащий делитель (160) потока, расположенный в центральной части (122) и имеющий участок, по существу проходящий в радиальном наружном направлении.

3. Разветвитель (120, 220, 320, 420, 520, 620, 720) по п. 2, в котором делитель (160) потока содержит поднутренную часть (740) и выполнен литьем из одного куска металла.

4. Ступень (110, 610, 710) разветвителя потока паровой турбины, содержащая:
разветвитель (120, 220, 320, 420, 520, 620, 720) потока, имеющий центральную часть (122) и торцевую часть (124, 224, 324, 424, 524) и содержащий:
захват (162, 262, 562), расположенный в торцевой части (124, 224, 324, 424, 524),
паз (200), расположенный в разветвителе потока паровой турбины, и
сопловой аппарат (140), присоединенный к разветвителю (120, 220, 320, 420, 520, 620, 720) потока и содержащий кольцевой сегмент (148, 548) и выступ (142, 542), проходящий от кольцевого сегмента (148, 548),
при этом захват (162, 262, 562) выполнен с обеспечением размещения в нем выступа (142) соплового аппарата (140), а сопловой аппарат (140) присоединен к разветвителю (120, 220, 320, 420, 520, 620, 720) потока у захвата (162, 262, 562) посредством указанного выступа (142, 542),
причем указанный паз выполнен с возможностью размещения уплотнения (210) для предотвращения протечки текучей среды через поверхности взаимодействия между разветвителем и выступом (142) соплового аппарата (140).

5. Ступень (110, 610, 710) по п. 4, в которой захват (162, 262, 562) имеет проходящую, по существу, радиально часть, и выступ (142, 542) имеет проходящую, по существу, радиально часть.