Ступень турбомашины Советский патент 1985 года по МПК F01D11/08 

Изобретение относится к ту чбострс ению и может быть использовано при конструировании новых и модернизации в условиях электростанций эксплу атируемых турбин. Известна ступень турбомашины, содержащая лабиринтное уплотнение, камеры, образованные статорными и роторными гребнями, последние из которых имеют наружный диаметр, не превы шающий внутренний диаметр статорных г)ребней t . Однако для ступени с таким уплотнением характерна недостаточна1Я экономичность отсутствия перекрыши, и при увеличении разности указанных диаметров увеличивается проте Karnapi через уплотнение. Известна также ступень турбсмашины, содержащая лопатки ротора,снаб женные вьтссгн«нными на бандаже радит альными гребнями, образующими радиал ное лабиринтное уплотнение с перёкры шей, и осевое прикорневое уплотнение образованное требнями статора и рото ра с перёкрышей 2Д. Однако для известной ступени хара терны недостаточная экономичность из-за неупорядочности назначенных зазоров в надбандажном и осевом прикорневом уплотнении; недостаточна перекрьпиа в надбандажном уплотнении, практическое отсутствие перекрыши, и, следовательно, направленного прикорневого движения потока пара, что ухудшает аэродинамику прикорневого потока пара; различие в протечках па ра у корня и над бандажом, при проги бе ротора и износе гребней перекрыша .не сохраняется, Целью изобретения является повышение экономичности ступени турб и4ашины. Указанная цель достигается тем, что в ступени турбомашины, содержащей лопатки ротора, снабженные выполненными на бандаже радиальными гребнями, образующими радиальные ЛЗбиринтное уплотнение с перекрышей, и осевое прикорневое уплотнение, образованное гребнями статора и ротора с перекрышей, отношение расстояния между поверхностями гребней лопаток ротора и противолежащей поверхностью статора к высоте гребня лопатки ротора составляет 0,07-0,35, к расстоянию между гребнями статора и противолежащей поверхностью бандажа 0,1-0,7 а к величине перекрыши осевого прикорневого уплотнения - 1,0-10,0. На фиг. 1 изображена ступень с выполнением гребней статора из полос;на фиг. 2 - то же, с выполнением греЬ ней в виде корытообразной вставки; на фиг. 3-5 - кривые зависимости относительного расхода в заявленных пределах отношений 0,07-0,35, 0,1-0,7 и 1,0-10,0 при различных высотах н гребня лопатки ротора, расстояниях & между гребнями статора и противолежащей поверхностью бандажа и от величины перекрыши t осевого прикорневого уплотнения соответственно. Ступень турбомашины содержит лопатки 1 ротора 2, снабженные выполненными на бандаже 3 радиальными гребнями 4, образующими радиальные лабиринтное уплотнение с перекрышей 5. Осевое прикорневое уплотнение образовано гребнями 6 и 7 статора 8 и ротора 2. Гребни 7 могут быть вьтол нены на диске 9 или лопатке 1 ротора 2 а гребни 6 - на диафрагме 10. Отношение расстояния (зазора) 11 между поверхностями 12 гребней 7 лопаток 1 ротора 2 и противолежащей поверхностью 13 статора 8 (корытообразной вставки 14) к высоте 15 гребня 4 лопатки 1 ротора 2 составляет 0,070,35 (фиг. 3), к расстоянию (зазора) 16 между гребнями 17 статора 8 (корытообразной вставки 14) и противолежащей поверхностью 18 бандажа 3 0,1-0,7 (4даг. 4), а к величине перекрьшш 19 осевого прикорневого уплотнения - 1,0-10,0 (фиг. 5). Гребни 17 статора 8 и гребни 17 корытообразной вставки 14 выполняются из стали материала ХТЗМ2 6-8% CaFj (металлокерамический материал, попучаемьй методом порошковой металлургии). Гребни 6 и 7 вместе с ротором 2 и диафрагмой 10 образуют направленный канал 20. При работе ступени основной поток пара движется через лопатки 1, а через зазоры 11 и 16 радиального лабиринтного уплотнения и через направлеиньй канал 20 осевого прикорневого уплотнения прохО|Дит пар протечек, При возможном задевании радиальных гребней 4 о статор 8 (корытообразную вставку 14) износ гребня 4 не произойдет, а в статоре 8 (на статоре может бьггь закреплена вставка из металлокерамики) и вставке 14 образуется канавка, которая в процессе несколь311ких задеваний может быть расширена в осевом и радиальном направлениях, т.е. увеличивается корытообразность вставки 14. При хорошей уравновешенности ротора 2 радиалтьный зазор 11 практически сохраняется, а при пусках величина динамического прогиба ротора 2 не пре вышает 0,4 мм, следовательно, зазор 11 не может быть выбран, а если же задевание о статор 8 произойдет, то это вызовет истирание радиальных гребней 4, но всегда сохраняется оптимальная перекрьпйа в радиальном лабиринтном уплотнении. Протечка пара 04 через направленный канал 20 осевого прикорневого уплотнения (при соответствии его размера и перекрьшги 19 указанным отношением радиального уплотнения лопатки 1) уменьшает протечки и исключает нарушение течения потока в корневой зоне лопатки 1, Таким образом, полученные в результате промышленной эксплуатации оптимальные соотношения между элементами ступени, образующими ее.уплотнения, обеспечивают уменьшение протечек, исключают влияние протечки на основной поток пара, что повышает КПД ступени. 74 17 13 Г2 2 ,

СТУПЕНЬ ТУРБОМАШЯЫ, содержащая лопатки ротора снабженные вы.полненными на бандаже рдда1аяьными гребнями, образ оор ми радаальнре лабиринтное уплотнение с перекрышей, и осевое прикорнё1вое уплотнение, образованное гребнями статора ротора с перекрышей, отли-чаюцаяс я тем, что, с целью повышения эко7 номичности, отношение расстояния между поверхностями гребней лопаток ротора и противолежащей поверхностью статора, к высоте гребня лопаткя ротора составляет 0,07-0,35, к расстоянию между гребняыи статора и щ отиволежащей поверхностью бандажа 0,1-0,7, а к величине перекрыош осевого приа корневого уплотнения - 1,0-10,0. с :л ;с ч

Q

4§

rf/J9

ro

в

0&S.S