Радиальный запирающий элемент для уплотнения ротора паровой турбины, соответствующий узел и паровая турбина Российский патент 2021 года по МПК F01D11/00 F01D5/02 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Изобретение, описанное в данном документе, относится к паровым турбинам. В частности, изобретение, описанное в данном документе, относится к уплотнительным устройствам в паровых турбинах.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0002] Паровые турбины содержат неподвижные сопловые аппараты, которые направляют поток рабочей текучей среды в турбинные лопатки, присоединенные к вращающемуся ротору. Сопловую конструкцию (содержащую сопловые лопатки, или «аэродинамические профили») иногда называют «диафрагмой» или «ступенью соплового аппарата». Диафрагмы паровых турбин выполнены из двух половин, которые смонтированы вокруг ротора с образованием горизонтальных разъемов между указанными двумя половинами. Каждая ступень диафрагмы турбины поддерживается в вертикальном направлении опорными стойками, кронштейнами или упорными болтами, расположенными на каждой стороне диафрагмы у соответствующих горизонтальных разъемов. Горизонтальные разъемы диафрагмы также соответствуют горизонтальным разъемам кожуха турбины, который окружает диафрагму паровой турбины.

[0003] В паровых турбинах между компонентами ротора и компонентами статора используются уплотнения, обычно расположенные в радиально наружном направлении относительно конца роторных лопаток и в радиально внутреннем направлении относительно кожуха диафрагменного сопла (статора). Несмотря на то, что некоторые уплотнения выполнены в виде зубцов на роторе и/или статоре, в других конфигурациях используется окружное (или вращающееся) уплотнение, расположенное в окружном пазовом замке в роторе. Эти вращающиеся (окружные) уплотнения обуславливают специфические конструктивные ограничения, в том числе с точки зрения удерживания уплотнения в радиальном направлении, регулирования вращения, закрепления в окружном направлении и стабильность уплотнения по всей окружности.

В патенте США №5,318,405, выданном 07.06.1994 г., описан запирающий элемент, являющийся ближайшим аналогом заявленного запирающего элемента. Указанный запирающий элемент предназначен для удерживания межступенчатого уплотнения, установленного в турбинной секции газотурбинного двигателя. Указанный элемент имеет часть, которая выполнена с возможностью контакта с поверхностью кольцевого уплотнения, и выступы, проходящие от основной части.

В описанной конструкции выступы запирающего элемента не имеют каких-либо участков, которые могли бы обеспечить закрепление запирающего элемента относительно корпуса ротора. Таким образом, во время эксплуатации такая конструкция запирающего элемента не позволит снизить износ уплотнения и смежных компонентов.

В вышеуказанном патенте также описан роторный узел, являющийся ближайшим аналогом заявленного роторного узла. Указанный узел содержит корпус, в котором выполнен паз. Роторный узел также содержит кольцевое уплотнение и запирающий элемент, имеющий основную часть, которая контактирует с поверхностью уплотнения, и выступы, проходящие от основной части.

В указанном патенте не описано разделение паза в корпусе ротора на первичный и вторичный паз и, соответственно, не описано выполнение запирающего элемента с возможностью прохождения в такие пазы, т.е. не предусмотрена возможность закрепления запирающего элемента в корпусе ротора. Таким образом, во время эксплуатации такая конструкция роторного узла не позволит снизить износ уплотнения и смежных компонентов.

В вышеуказанном патенте также описана турбина, являющаяся ближайшим аналогом заявленной паровой турбины. Указанная турбина содержит роторный узел, в котором, как указано выше, не предусмотрена возможность закрепления запирающего элемента в корпусе ротора. Таким образом, во время эксплуатации такая конструкция турбины не позволит снизить износ уплотнения и смежных компонентов.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0004] Различные варианты выполнения содержат запирающий элемент ротора, а также соответствующий узел и паровую турбину. Конкретные варианты выполнения содержат запирающий элемент ротора, предназначенный для удерживания окружного уплотнения в радиальном направлении в корпусе ротора паровой турбины и имеющий основную часть, размеры которой обеспечивают ее контакт с осевой поверхностью окружного уплотнения, и выступ, проходящий от основной части в осевом направлении от окружного уплотнения и выполненный с размерами, обеспечивающими по существу дополнение им соответствующей полки в корпусе ротора паровой турбины для ограничения перемещения окружного уплотнения относительно корпуса ротора паровой турбины.

[0005] Согласно первому аспекту изобретения предложен запирающий элемент ротора, предназначенный для удерживания окружного уплотнения в радиальном направлении в корпусе ротора паровой турбины и имеющий основную часть, размеры которой обеспечивают ее контакт с осевой поверхностью окружного уплотнения, и выступ, проходящий от основной части в осевом направлении от окружного уплотнения и по существу дополняющий соответствующую полку в корпусе ротора паровой турбины для ограничения перемещения окружного уплотнения относительно корпуса ротора паровой турбины. Указанный выступ имеет первый участок, проходящий от основной части в осевом направлении от окружного уплотнения, и второй участок, проходящий в радиально внутреннем направлении от указанного первого участка. Такая конструкция обеспечивает надежное закрепление запирающего элемента в корпусе ротора, благодаря чему обеспечено более эффективное удерживание окружного уплотнения с ограничением его перемещения относительно корпуса ротора. Использование заявленного запирающего элемента позволяет снизить износ окружного уплотнения и смежных компонентов.

[0006] Согласно второму аспекту изобретения предложен роторный узел паровой турбины, содержащий корпус ротора, имеющий паз, который проходит по существу по всей окружности вокруг оси вращения корпуса ротора и имеет первичный паз, проходящий по существу по всей окружности вокруг корпуса ротора, и вторичный паз, проходящий в осевом направлении от первичного паза и только по части окружности вокруг корпуса ротора, окружное уплотнение, расположенное в первичном пазу и проходящее по существу по всей окружности вокруг корпуса ротора, набор элементов для удерживания уплотнения, расположенных в первичном пазу и находящихся в контакте с осевой поверхностью окружного уплотнения, и первый запирающий элемент ротора, имеющий основную часть, размеры которой обеспечивают ее контакт с осевой поверхностью окружного уплотнения, и выступ, проходящий от основной части в осевом направлении от окружного уплотнения и по существу дополняющий соответствующую полку в первичном пазу. Указанный первый запирающий элемент выполнен с размерами, обеспечивающими его прохождение в радиальном направлении через вторичный паз и по окружности в первичный паз для взаимодействия с полкой, расположенной в первичном пазу, и контакта с окружным уплотнением. Такая конструкция роторного узла обеспечивает надежное закрепление запирающего элемента в корпусе ротора и, соответственно, более эффективное удерживание окружного уплотнения с ограничением его перемещения в корпусе ротора, что позволяет снизить износ уплотнения и смежных компонентов.

[0007] Согласно третьему аспекту изобретения предложена паровая турбина, содержащая кожух и роторный узел, по меньшей мере частично расположенный в указанном кожухе и содержащий корпус ротора, имеющий паз, который проходит по существу по всей окружности вокруг оси вращения корпуса ротора и имеет первичный паз, проходящий по существу по всей окружности вокруг корпуса ротора, и вторичный паз, проходящий в осевом направлении от первичного паза и только по части окружности вокруг корпуса ротора, окружное уплотнение, расположенное в первичном пазу и проходящее по существу по всей окружности вокруг корпуса ротора, набор элементов для удерживания уплотнения, расположенных в первичном пазу и находящихся в контакте с осевой поверхностью окружного уплотнения, и первый запирающий элемент ротора, имеющий основную часть, размеры которой обеспечивают ее контакт с осевой поверхностью окружного уплотнения, и выступ, проходящий от основной части в осевом направлении от окружного уплотнения и по существу дополняющий соответствующую полку в первичном пазу. Указанный первый запирающий элемент выполнен с размерами, обеспечивающими его прохождение в радиальном направлении через вторичный паз и по окружности в первичный паз для взаимодействия с полкой, расположенной в первичном пазу, и контакта с окружным уплотнением. Такая конструкция паровой турбины обеспечивает надежное закрепление запирающего элемента в корпусе ротора и, соответственно, более эффективное удерживание окружного уплотнения с ограничением его перемещения в корпусе ротора, что позволяет снизить износ уплотнения и смежных компонентов.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0008] Эти и другие особенности данного изобретения станут более понятны из нижеследующего подробного описания различных аспектов изобретения при его рассмотрении совместно с прилагаемыми чертежами, которые изображают различные варианты выполнения и на которых:

[0009] фиг. 1 изображает схематический частичный разрез паровой турбины в соответствии с различными вариантами выполнения,

[0010] фиг. 2 изображает схематический трехмерный вид в аксонометрии роторного узла паровой турбины в соответствии с различными вариантами выполнения изобретения,

[0011] фиг. 3 изображает схематический вид с частичным разрезом роторного узла паровой турбины в соответствии с различными вариантами выполнения изобретения,

[0012] фиг. 4 изображает схематический трехмерный вид в аксонометрии части роторного узла паровой турбины в соответствии с различными вариантами выполнения изобретения,

[0013] фиг. 5 изображает схематический вид с частичным разрезом роторного узла паровой турбины в соответствии с различными вариантами выполнения изобретения,

[0014] фиг. 6 изображает схематический трехмерный вид в аксонометрии части роторного узла паровой турбины в соответствии с различными вариантами выполнения изобретения,

[0015] фиг. 7 изображает трехмерный вид в аксонометрии части роторного узла, показанного на фиг. 6 и не содержащего окружного уплотнения, в соответствии с различными вариантами выполнения изобретения,

[0016] фиг. 8 изображает трехмерный вид в аксонометрии части роторного узла в соответствии с различными вариантами выполнения изобретения,

[0017] фиг. 9 изображает трехмерный вид в аксонометрии роторного узла в соответствии с различными вариантами выполнения изобретения.

[0018] Следует отметить, что приведенные чертежи не обязательно выполнены в масштабе. Данные чертежи предназначены исключительно для иллюстрации типичных аспектов изобретения и, следовательно, не должны рассматриваться как ограничивающие его объем. На всех чертежах одинаковые номера позиций обозначают одинаковые элементы.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0019] Изобретение, описанное в данном документе, относится к паровым турбинам. В частности, изобретение, описанное в данном документе, относится к вращающимся уплотнениям в паровых турбинах.

[0020] В соответствии с различными вариантами выполнения изобретения устройство (например запирающий элемент) предназначено для закрепления/открепления окружного (вращающегося) уплотнения в паровой турбине и обеспечивает как удерживание уплотнения в радиальном направлении, так и предотвращение поворота. Обычные подходы, обеспечивающие удерживание окружных уплотнений, допускают нежелательный поворот, а также вероятность соскальзывания и сползания, что может снизить эффективность уплотнения и привести к износу уплотнения и смежных компонентов. В противоположности этим обычным подходам, различные варианты выполнения содержат радиальный запирающий элемент, размеры которого обеспечивают его взаимодействие с направляющим пазом, выполненным в корпусе ротора, и удерживание смежного окружного уплотнения в радиальном направлении. В некоторых случаях радиальный запирающий элемент расположен между элементами для удерживания уплотнения, расположенными по окружности. В дополнительных вариантах выполнения для закрепления радиального запирающего элемента на месте и удерживания вращающегося уплотнения в окружном направлении используется второй запирающий элемент. Радиальный запирающий элемент может иметь по меньшей мере один выступ, который проходит в осевом направлении и размеры которого обеспечивают его взаимодействие с пазом, выполненным в корпусе ротора. Радиальный запирающий элемент имеет достаточную ширину в осевом направлении для контакта как с окружным уплотнением, так и с обращенной в осевом направлении стенкой направляющего паза, выполненного в корпусе ротора.

[0021] Обозначенная на приведенных чертежах ось «А» задает осевое направление (вдоль оси ротора турбины, иногда называемой центральной линией турбины и не показанной для ясности). Выражения «осевой» и/или «в осевом направлении», используемые в данном документе, относятся к относительному положению/направлению объектов вдоль оси А, которая по существу параллельна оси вращения турбомашины (в частности роторной секции). Выражения «радиальный» и/или «в радиальном направлении», также используемые в данном документе, относятся к относительному положению/направлению объектов вдоль оси (г), которая по существу перпендикулярна оси А и пересекает ее только в одном местоположении. Кроме того, выражения «окружной» и/или «по окружности/в окружном направлении» относятся к относительному положению/направлению объектов вдоль окружности (с), которая окружает ось А, но не пересекает ее ни в одном местоположении. Элементы, показанные на чертежах под одинаковыми номерами позиций, являются по существу аналогичными (например одинаковыми) элементами.

[0022] На фиг. 1 изображен схематический частичный разрез паровой турбины 2 (например паровой турбины высокого давления/среднего давления). Паровая турбина 2 может содержать, например, секцию 4 низкого давления (НД) и секцию 6 высокого давления (ВД) (следует понимать, что либо секция 4 НД, либо секция 6 ВД может содержать секцию среднего давления (СД), как известно в данной области техники). Секция 4 НД и секция 6 ВД по меньшей мере частично заключены в кожух 7. Пар может поступать в секцию бив секцию 4 через одно или более впускных отверстий 8, выполненных в кожухе 7, и проходить в осевом направлении вниз по потоку от отверстия (отверстий) 8. В некоторых вариантах выполнения секция 6 и секция 4 соединены общим валом 10, который может находиться в контакте с подшипниками 12, обеспечивающими возможность вращения вала 10 при вращении лопаток в каждой секции 6 и секции 4 под действием рабочей текучей среды (пара). После выполнения механической работы на лопатках в секции 6 ВД и секции 4 НД рабочая текучая среда (например пар) может выходить через выпускное отверстие 14, выполненное в кожухе 7. Центральная линия (ЦЛ) 16 секции 6 ВД и секции 4 НД показана в качестве отсчетного ориентира. Как секция 4 НД, так и секция 6 ВД могут содержать диафрагменные узлы, заключенные в сегменты кожуха 7.

[0023] На фиг. 2 изображен схематический трехмерный вид в аксонометрии запирающего элемента 20 ротора, расположенного внутри роторного узла 22 паровой турбины (или просто роторного узла 22) в соответствии с различными вариантами выполнения. На фиг. 3, рассматриваемой одновременно с фиг. 2, изображен схематический вид с частичным разрезом роторного узла 22 паровой турбины в соответствии с различными вариантами выполнения. Как показано на фиг. 2 и 3, размеры (конфигурация) запирающего элемента 20 обеспечивают удерживание окружного уплотнения 24 в паровой турбине (например, в роторном узле 22, расположенном внутри паровой турбины, такой как турбина 2). Следует понимать, что узел 22 (содержащий уплотнение 24) может представлять собой компонент, расположенный в секции ВД, секции СД и/или секции НД паровой турбины (например в секции 6 ВД секции 4 НД и т.д. турбины 2). Запирающий элемент 20 может иметь основную часть 26, размеры которой обеспечивают ее контакт с осевой поверхностью 56 (поверхностью, обращенной в осевом направлении) уплотнения 24, и выступ 28, проходящий от основной части 26 в осевом направлении от уплотнения 24. Размеры выступа 28 обеспечивают по существу дополнение им (например, полностью или почти полностью) соответствующей полки 30 в корпусе 46 ротора для ограничения перемещения уплотнения 24 относительно корпуса 46 (например, для ограничения осевого и/или радиального перемещения уплотнения 24). В некоторых случаях выступ 28 проходит, например, по существу перпендикулярно (например, перпендикулярно в допустимых пределах отклонений, таких как отклонения на 1-3%) от основной части 26. В различных вариантах выполнения выступ 28 имеет первую поверхность 32, размеры которой обеспечивают ее контакт с полкой 30 в корпусе 46 и которая выполнена закругленной или иным образом выпуклой для совпадения с соответствующим закруглением или иной выпуклостью полки 30, и вторую поверхность 34 (отличную от первой поверхности 32), по существу противоположную первой поверхности 32 и расположенную в осевом внутреннем направлении относительно нее. В некоторых случаях, как показано в вариантах выполнения на фиг. 3, вторая поверхность 34 может иметь выемку, фаску или скошенную кромку 36, проходящую по ней между основной частью 26 и выступом 28.

[0024] На фиг. 4 изображен трехмерный вид в аксонометрии другого варианта выполнения части роторного узла 122, содержащего запирающий элемент 120 ротора и окружное уплотнение (сегмент) 124. На фиг. 5, рассматриваемой одновременно с фиг. 4, изображен схематический вид с частичным разрезом роторного узла 22 в соответствии с различными вариантами выполнения. Как показано на фиг. 4 и 5, элемент 120 может обладать несколькими признаками, аналогичными признакам элемента 20, а уплотнение 124 может обладать несколькими признаками, аналогичными признакам уплотнения 24. В некоторых вариантах выполнения выступ 28 элемента 120 может иметь первый участок 130, проходящий от основной части 26 в осевом направлении от уплотнения 124, и второй участок 132, проходящий в радиально внутреннем направлении от первого участка 130. В некоторых случаях уплотнение 124 может иметь полку 134, при этом основная часть 26 и второй участок 132 выступа 28 могут образовывать уступ 136, размеры которого обеспечивают дополнение им полки 134 в уплотнении 124 (например, установку заподлицо или почти заподлицо с ней). В некоторых случаях, как показано на фиг. 4, полка 134 в уплотнении 124 может проходить по части окружности вокруг корпуса 46 ротора, например, на расстояние, достаточное для взаимодействия с уступом 136. В различных вариантах выполнения размеры запирающего элемента 120 обеспечивают его скольжение по окружности с вхождением в корпус 46 и взаимодействием с полкой 30.

[0025] В различных вариантах выполнения как основная часть 26, так и выступ 28 (в запирающих элементах 20, 120) могут быть выполнены по существу за одно целое и изготовлены из одного материала. Этот материал может содержать сталь, например, содержащую от приблизительно 2,5% до приблизительно 12% хрома (например сплав INCO 615 или INCO 718). В некоторых случаях элементы 20, 120 могут быть выполнены из цельного куска одного материала, например, с помощью ковки, литья, формования или иного способа.

[0026] На фиг. 6 изображен схематический трехмерный вид в аксонометрии роторного узла 22, показанного на фиг. 3, без запирающего элемента 20. На фиг. 7 изображен трехмерный вид в аксонометрии части роторного узла 22 без уплотнения 24 и элемента 20. На фиг. 8 изображен трехмерный вид в аксонометрии части роторного узла 20, содержащего запирающий элемент 20, описанный в данном документе. На фиг. 9 изображен роторный узел 22, показанный на фиг. 8, дополнительно содержащий второй запирающий элемент 220.

[0027] В соответствии с фиг. 3, но со ссылкой на фиг. 6-9, роторный узел 22 содержит корпус 46 ротора, имеющий паз 48, который проходит по существу по всей окружности вокруг главной оси (А) корпуса 46 (главной оси А, соответствующей оси вращения паровой турбины). Паз 48 может иметь первичный паз 50, проходящий по существу по всей окружности вокруг корпуса 46, и вторичный паз 52 (фиг. 6, 7 и 8), проходящий в осевом направлении от первичного паза 50 только по части окружности вокруг корпуса 46 ротора. Как показано на фиг. 3, роторный узел 22 может содержать окружное уплотнение 24, расположенное в первичном пазу 50 и проходящее по существу по всей окружности вокруг корпуса 46 (например, в виде частей или одного сплошного куска материала). На фиг. 9 изображен дополнительный компонент в роторном узле 22, содержащий второй запирающий элемент 220 ротора, расположенный во вторичном пазу 52 и удерживающий элемент 20 (или элемент 120) в первичном пазу 50 в окружном направлении. Как элемент 220, так и элемент 20 (или элемент 120) находятся в контакте с осевой поверхностью 56 уплотнения 24. Как показано на фиг. 9, второй элемент 220 расположен во вторичном пазу 52 (и по существу заполняет его) и находится в контакте с осевой поверхностью 56 уплотнения 24. Размеры элемента 220 могут обеспечивать его скольжение (в радиальном направлении) с прохождением во вторичный паз 52 или из него для закрепления элемента (элементов) 20, 120, например, с использованием, среди прочего, выступа, сварного шва или другого соединительного средства. Запирающий элемент 220 может быть введен в паз 52/удален из него для закрепления/открепления элемента (элементов) 20, 120 (и, в свою очередь, уплотнения 24). Как показано на фиг. 6 и 8, в некоторых вариантах выполнения уплотнение 24 может иметь углубление 43, проходящее только по части окружности и образующее разрыв между смежными частями осевой поверхности 56. В некоторых случаях размеры данного углубления 43 могут обеспечивать размещение в нем второго запирающего элемента 220, и оно может совпадать с вторичным пазом 52. Как отмечено в данном документе, размеры (конфигурация) второго элемента 220 обеспечивают удерживание (первого) элемента 20 (или элемента 120) в первичном пазу 50, а также обеспечивают по существу заполнение элементом 220 вторичного паза 52 и ограничение перемещения уплотнения 24 в окружном направлении. В различных вариантах выполнения размеры элемента 20 (и/или элемента 120, который может быть взаимозаменяемым в различных вариантах выполнения, рассмотренных в данном документе) могут обеспечивать его прохождение в радиальном направлении через вторичный паз 52 и по окружности в первичный паз 50 для взаимодействия с полкой 30, расположенной в пазу 50, и контакта с уплотнением 24.

[0028] Во время работы паровой турбины 2 роторный узел 22 может удерживать уплотнение 24 путем приложения осевого давления к осевой поверхности 56. В частности, элементы 54 для удерживания уплотнения могут оказывать осевое давление на окружное уплотнение (у осевой поверхности 56), тогда как запирающий элемент 20 закрепляет элементы 54 на месте по окружности (при этом первое плечо 28 удерживается во вторичном пазу 52). Кроме того, элемент 20 взаимодействует с осевой поверхностью уплотнения 24 внутри углубления 43 с обеспечением ограничения поворота уплотнения 24 относительно корпуса 46 ротора. Кроме того, выступ 34 взаимодействует с радиально внутренней поверхностью уплотнения 24 для ограничения осевого вращения этого уплотнения 24 относительно корпуса 46. Следует понимать, что в соответствии с различными вариантами выполнения запирающий элемент 20 (и роторный узел 22) могут использоваться в ряде ступеней в паровой турбине (например турбине 2) и могут способствовать как монтажу/демонтажу компонентов окружного уплотнения, так и уменьшению износа и проблем, обусловленных выходом компонентов из строя.

[0029] Используемая в данном документе терминология применяется исключительно для описания конкретных вариантов выполнения и не должна считаться ограничивающей изобретение. Подразумевается, что используемые формы единственного числа также охватывают формы множественного числа, если из контекста с очевидностью не следует иное. Следует также понимать, что используемые в данном описании термины «содержит» и/или «содержащий» указывают на наличие перечисленных признаков, чисел, этапов, операций, элементов и/или компонентов, но не исключают наличие или добавление одного или более других признаков, чисел, этапов, операций, элементов, компонентов и/или их групп.

[0030] В предложенном описании примеры, в том числе предпочтительный вариант выполнения, используются для раскрытия данного изобретения, а также для обеспечения возможности реализации изобретения на практике, включая изготовление и использование любых устройств и установок и осуществление любых соответствующих или предусмотренных способов, любым специалистом. Объем правовой охраны изобретения определен формулой изобретения и может охватывать другие примеры, очевидные специалистам в данной области техники. Подразумевается, что такие другие примеры находятся в рамках объема формулы изобретения, если они содержат конструктивные элементы, не отличающиеся от описанных в дословном тексте формулы, или эквивалентные конструктивные элементы, незначительно отличающиеся от описанных в дословном тексте формулы.

Изобретение относится к паровым турбинам, в частности к уплотнительным устройствам в паровых турбинах. Различные варианты выполнения содержат запирающий элемент (20) ротора, а также соответствующий узел и паровую турбину (2). Конкретные варианты выполнения содержат запирающий элемент (20) ротора, предназначенный для удерживания окружного уплотнения (24, 124) в радиальном направлении в корпусе (46) ротора паровой турбины (2) и имеющий основную часть (26), размеры которой обеспечивают ее контакт с осевой поверхностью (56) окружного уплотнения, и выступ (28, 34), проходящий от основной части (26) в осевом направлении от окружного уплотнения (24, 124) и выполненный с размерами, обеспечивающими по существу дополнение им соответствующей полки (134) в корпусе (46) ротора паровой турбины (2) для ограничения перемещения окружного уплотнения (24, 124) относительно корпуса (46) ротора паровой турбины (2). Использование заявленного запирающего элемента позволяет снизить износ окружного уплотнения и смежных компонентов. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Запирающий элемент (20) ротора, предназначенный для удерживания окружного уплотнения (24, 124) в радиальном направлении в корпусе (46) ротора паровой турбины, причем указанный элемент (20, 120) имеет

основную часть (26), размеры которой обеспечивают ее контакт с осевой поверхностью (56) окружного уплотнения (24, 124), и

выступ (28), проходящий от основной части (26) в осевом направлении от окружного уплотнения (24, 124) и по существу дополняющий соответствующую полку (30) в корпусе (46) ротора паровой турбины для ограничения перемещения окружного уплотнения (24, 124) относительно корпуса (46) ротора паровой турбины (2),

причем выступ (28, 34) имеет первый участок (130), проходящий от основной части (26) в осевом направлении от окружного уплотнения (24, 124), и второй участок (132), проходящий в радиально внутреннем направлении от указанного первого участка (130).

2. Запирающий элемент (20, 120) по п. 1, в котором основная часть (26) и указанный второй участок (132) образуют уступ (136), дополняющий соответствующую полку (30, 134) в окружном уплотнении (24, 124).

3. Запирающий элемент (20, 120) по п. 1, в котором основная часть (26) и выступ (28, 34) выполнены за одно целое и изготовлены из одного материала.

4. Запирающий элемент (20, 120) по п. 3, в котором указанный материал содержит сталь.

5. Запирающий элемент (20, 120) по п. 1, в котором выступ (28) имеет первую поверхность (32), размеры которой обеспечивают ее контакт с полкой (30) в корпусе (46) ротора паровой турбины, при этом запирающий элемент (20, 120) имеет выемку, фаску или скошенную кромку (36), проходящую между основной частью (26) и выступом (28) по второй поверхности (34) выступа (28), отличной от указанной первой поверхности (32).

6. Роторный узел (22, 122) паровой турбины, содержащий

корпус (46) ротора, имеющий паз (48), который проходит по существу по всей окружности вокруг оси вращения корпуса (46) ротора и имеет

первичный паз (50), проходящий по существу по всей окружности вокруг корпуса (46) ротора, и

вторичный паз (52), проходящий в осевом направлении от первичного паза (50) и только по части окружности вокруг корпуса (46) ротора,

окружное уплотнение (24, 124), расположенное в первичном пазу (50) и проходящее по существу по всей окружности вокруг корпуса (46) ротора,

набор элементов (54) для удерживания уплотнения, расположенных в первичном пазу (50) и находящихся в контакте с осевой поверхностью (56) окружного уплотнения (24, 124), и

первый запирающий элемент (20, 120) ротора, имеющий

основную часть (26), размеры которой обеспечивают ее контакт с осевой поверхностью (56) окружного уплотнения (24, 124), и

выступ (28, 34), проходящий от основной части (26) в осевом направлении от окружного уплотнения (24, 124) и по существу дополняющий соответствующую полку (30, 134) в первичном пазу (50),

причем указанный первый запирающий элемент (20, 120) выполнен с размерами, обеспечивающими его прохождение в радиальном направлении через вторичный паз (52) и по окружности в первичный паз (50) для взаимодействия с полкой (30, 134), расположенной в первичном пазу (50), и контакта с окружным уплотнением (24, 124).

7. Роторный узел (22, 122) по п. 6, содержащий второй запирающий элемент (20, 120) ротора, предназначенный для удерживания указанного первого запирающего элемента (20, 120) в первичном пазу (50) и выполненный с размерами, обеспечивающими по существу заполнение вторичного паза (52) и ограничение перемещения окружного уплотнения (24, 124) в окружном направлении.

8. Роторный узел (22, 122) по п. 6, в котором выступ (28, 34) имеет первый участок (130), проходящий от основной части (26) в осевом направлении от окружного уплотнения (24, 124), и второй участок (132), проходящий в радиально внутреннем направлении от указанного первого участка (130).

9. Роторный узел (22, 122) по п. 8, в котором основная часть (26) и указанный второй участок (132) образуют уступ (136), дополняющий соответствующую полку (30, 134) в окружном уплотнении (24, 124).

10. Роторный узел (22, 122) по п. 6, в котором основная часть (26) и выступ (28, 34) выполнены за одно целое и изготовлены из одного материала.

11. Роторный узел (22, 122) по п. 6, в котором выступ (28) имеет первую поверхность (32), размеры которой обеспечивают ее контакт с полкой (30) в корпусе (46) ротора, при этом запирающий элемент (20, 120) имеет выемку, фаску или скошенную кромку (36), проходящую между основной частью (26) и выступом (28) по второй поверхности (34) выступа (28), отличной от указанной первой поверхности (32).

12. Паровая турбина (2), содержащая кожух (7) и

роторный узел (22, 122), по меньшей мере частично расположенный в указанном кожухе (7) и содержащий

корпус (46) ротора, имеющий паз (48), который проходит по существу по всей окружности вокруг оси вращения корпуса (46) ротора и имеет

первичный паз (50), проходящий по существу по всей окружности вокруг корпуса (46) ротора, и

вторичный паз (52), проходящий в осевом направлении от первичного паза (50) и только по части окружности вокруг корпуса (46) ротора,

окружное уплотнение (24, 124), расположенное в первичном пазу (50) и проходящее по существу по всей окружности вокруг корпуса (46) ротора,

набор элементов (54) для удерживания уплотнения, расположенных в первичном пазу (50) и находящихся в контакте с осевой поверхностью (56) окружного уплотнения (24, 124), и

первый запирающий элемент (20, 120) ротора, имеющий

основную часть (26), размеры которой обеспечивают ее контакт с осевой поверхностью (56) окружного уплотнения (24, 124), и

выступ (28, 34), проходящий от основной части (26) в осевом направлении от окружного уплотнения (24, 124) и по существу дополняющий соответствующую полку (30, 134) в первичном пазу (50),

причем указанный первый запирающий элемент (20, 120) выполнен с размерами, обеспечивающими его прохождение в радиальном направлении через вторичный паз (52) и по окружности в первичный паз (50) для взаимодействия с полкой (30, 134), расположенной в первичном пазу (50), и контакта с окружным уплотнением (24, 124).

13. Паровая турбина (2) по п. 12, содержащая второй запирающий элемент (20, 120) ротора, предназначенный для удерживания указанного первого запирающего элемента (20, 120) в первичном пазу (50) и выполненный с размерами, обеспечивающими по существу заполнение вторичного паза (52) и ограничение перемещения окружного уплотнения (24, 124) в окружном направлении.

14. Паровая турбина (2) по п. 12, в которой выступ (28, 34) имеет первый участок (130), проходящий от основной части (26) в осевом направлении от окружного уплотнения (24, 124), и второй участок (132), проходящий в радиально внутреннем направлении от указанного первого участка (130).

15. Паровая турбина (2) по п. 14, в которой основная часть (26) и указанный второй участок (132) образуют уступ (136), дополняющий соответствующую полку (30, 134) в окружном уплотнении (24, 124).

16. Паровая турбина (2) по п. 12, в которой основная часть (26) и выступ (28, 34) выполнены за одно целое и изготовлены из одного материала.

17. Паровая турбина (2) по п. 12, в которой выступ (28) имеет первую поверхность (32), размеры которой обеспечивают ее контакт с полкой (30) в корпусе (46) ротора, при этом запирающий элемент (20, 120) имеет выемку, фаску или скошенную кромку (36), проходящую между основной частью (26) и выступом (28) по второй поверхности (34) выступа (28), отличной от указанной первой поверхности (32).