Способ управления потоком рабочего тела в осевой турбомашине с двухъярусной проточной частью Советский патент 1983 года по МПК F01D17/00 

(Л

.J4

ел

-6

4 О1 СД

00 Изобретение относится к паровым и газовым турбинам большой мощности, пре имущественно к цилиндрам низкого давления паровых турбин, и может быть использовано при регулировании их нагрузки Известен способ упранления потоком рабочего тела в осевой турбине с двухъяр ной проточной частью.нйпример в цилиндр низкого давления- теплофрикционной паровой турбины, Путем дросселирования пото- ка на входе в первые ступени Недостатком такого способа управления является резкое снижение экономич ности ступеней, расположенных за первыми ступенями, при уменьшении расхода пара.Известен также способ управления пот ком рабочего тела в осевой турбомашине с двухъярусной проточной частью, например цилиндра низкого давления ( ЦНД), путем изменения объемного расхода рабочего тела через ярусы ступеней в зависимости от нагрузки С2 J . Однако этот способ имеет следующие недостатки, .снижакжцие коэффициент попез него действия 1далиндра при пониженных объемных расходах рабочего тела ( U) (при пониженных нагрузкак): работа цилинц ра при при уменьшении Q от номинальной величины до Q О соответствует левой ветви зависимости t ( Я), где имеет место резкое падение КПД, часть; же зависимости (Q) при ft иом достаточно высоким уровнем КПД не используется, что снижает КПД цилиндра и всей турбины, увеличенные вентиляционные потери при закрытом верхнем ярусе обусловленные большими окружными. скоростями рабочих лопаток на периферии, снижают КПД турбины, повышение потери на утечку рабочего ;тела из нижнего яруса в верхний через зазоры в области межъярусных перегородок вызвано сущесгве11 ным падением давления в верхнем ярусе при его закрытии, что приводит к резкому воз астанию перепадов давлений на межъярусные перегородки в радиальном направлении,,Кроме того, снижается КПД турбоустановки за счет уменьшения расхода рабочего тела на регенерацию при закрытии верхнего яруса, наличие в способе-прототипе поворотно-регулирукяцей диафрагмы в верхнем ярусе приводит к увеличенным потерям в ступени даже при номинальном объемном расходе, так как: нарушается течение рабочего тела в каналах сопловых решеток, толщина входных кромок которых равна или даже больше половины шага между лопатками . Целью изобретения является повышение коэффициента полезного действия на режимах с нагрузкой меньше номинальной. Указанная цель достигается тем, что согласно способу управления потоком рабочего тела в осевой турбомашине с двухъярусной проточной частью, например цилиндра низкого давления, ггутем изменения объемного расхода рабочего тела через ярусы ступеней в зависимости от. нагруз « ки, полностью отключают нижний ярус С последней ступени при достижении через последнюю объемного расхода, составляющего 0,63-0,75 от номинального. При этом полностью отключают нижние ярусы нескольких ступеней. На фиг„ 1 представлена двухъярусная проточная часть ЦНД для реализации данного способа;. на фиг, 2 - график зависимости (0) ддя последней ступени; на фиг. 3 - 1Ч же, для ЦНД, Проточная часть ЦНД содержит ступени 1, 2 и 3, разделенные ка верхний и нижний ярусы 4 и 5, На входе в нижние ярусы 5 установлены поворотно-регулич рующие диафрагмы 6. Способ управления потоком рабочего тела в осевой турбомашине с двухъярусной проточной частью осуществляется следукдцим образом. На режиме работы, соответствующем номинальному объемному расходу через двухъ5фусную проточную часть, например, цилиндра низкого давиения конденсационной паровой турбины поворотно-регулирующие диафрагмы 6 открыты. При снихсении объемного расхода через последнюю ступень 3 до 0,75-0,63 от номинального одновременно отключают нижние ярусы 5 при помощи поворотно-регупирующих диа фрагм 6 нескольких ступеней 1, 2 и 3 или в отдельной последней ступени 3. Тем самым верхний ярус 4 переводят из режима работы, соогвеТствующего левой ветви зависимостей (О) (фиг, 2 и 3), на режим работы направой ветви ука занных зависимостей, С дальнейшим уменьшением объемного расхода нагрузки точка, характериэукяцая режим работы верхнего яруса 4, перемещается с правой ветви зависимости { f (Q) на левую, проходя черёз HOivfflнальное значение ъ . Таким образом, при уменьшении объемного расхода почти до 40% от номинального режим течения в верхнем ярусе отклоняется от расчетного не более чем на 15-20%, за счет чего и достигается основное повышение КПД.

3 1OS45534

Использование предпагйемого способаменеыия относительного объемного расхоповышает КПД турбины в диапазоне из-да в пределах 0,8-4),4.,

1. СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ I ПОТОКОМ РАБОЧЕГО ТЕЛА В ОСЕВОЙ ТУРБОМАШИНЕ С ДВУХЪЯРУСНОЙ ПРОТОЧНОЙ ЧАСТЬЮ, например вклнндра низкого давления, путем изменения объемного расхода рабочего тепа через ауусгл ступеней в зависимости or нагрузки, о г л и чаюшийся тем, что, с оеяью повышения КПД на режимах с нагрузк( кюнь ше номинальной, пспностью отключают нижний ярус последней ступени достижении через последаюю объемного росхада, составпякниего 0,63-0,75 от номинального 2. Способ по П.1, отянчаюшийс я тем, что полностью отключают нижние ярусы нескольких ступеней.