Уплотнение ротора паровой турбины Советский патент 1987 года по МПК F01D11/02 F16J15/44 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к турбостроению, и может быть использовано в паровых турбинах.

Целью изобретения является повышение эксплуатационной надежности паровой турбины.

На фиг. 1 показана турбина с диафрагмой и уплотнением в сборе, поперечный разрез; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1 - рабочее положение уплотнительного сегмента; на фиг. 3 - то же, положение уплотнительного сегмента после охлаждения турбины (нерабочее состояние турбины); на фиг. 4 - то же, сечение плоскостью, проходящей через ось ротора - положение в момент остывания турбины и дренажа влаги; на фиг. 5 - сечение А- А на фиг. 4.

В корпусе 1 паровой турбины на шпонках 2 установлена диафрагма 3, охватывающая ротор 4 с гребнями 5. Уплотнитель- ные сегменты 6 елочного профиля установлены (заведены) в кольцевом Т-образном пазу 7 диафрагмы 3. Уплотнение дополнительно снабжено направляющими секторными башмаками 8, закрепленными в кольцевом f-образном пазу неподвижно с помощью винтов 9, между башмаками размещены сегменты 6. Биметаллические плоские пружины 10 установлены (пропущены) в отверстиях (прорезях) 11 дополнительных приливов 12, а концы 13 и 14 плоских пружин 10 размещены между приливами 15 сегментов 6 и размещены (заведены) в нишах 6 смежных направляющих секторных башмаков 8. На боковых и торцевых поверхностях 17 и 18 сегментов 6 выполнены ребра 19, расположенные в радиальном направлении. На боковых и периферийных поверхностях 20 и 21 направляющих секторных башмаков 8 выполнены ребра 22, расположенные кон- центрично ротору 4. Т-образный паз 7 соединен каналами 23 с камерой (паровым пространством) 24 перед диафрагмой 3 (уплотнением). Сегменты 6 имеют двусторонние проточки 25 и 26. Кольцевой Т-образный паз 7 имеет периферийную и посадочную поверхности 27 и 28.

В холодном состоян ии турбины уплотни- тельные сегменты 6 под действием биметаллических плоских пружин 10 отжаты к периферийной поверхности 27 в кольцевом Т-образном пазу 7 до упора в нее приливов 15. При этом кольцевой зазор между гребнями 5 ротора 4 и проточками 25 и 26 сегмента 6 максимальный. При прогревании турбины за счет повышения температуры окружающей среды биметаллические пружины 10 изменяют свою кривизну (радиус кривизны увеличивается) и перемещают сегменты 6 по направляющей башмаков 8 до упора - плотного поджатия сегментов 6 к посадочной поверхности 28 паза 7. При этом торцевые поверхности 18 сегментов 6 также смыкаются над башмаками 8 без зазора. Кольцевой

0

зазор между гребнями 5 ротора 4 и проточками 25 и 26 сегмента 6 становится минимальным.

Давлением пара, поступающим из камеры 24 в паз 7 по каналам 23, сегменты 6 дополнительно поджимаются к посадочной поверхности 28. При касании гребней 5 ротора 4 уплотнительных сегментов 6 последние, преодолевая противодействие пружин 10 и избыточного давления пара в пазу 7, перемещаются в радиальном направлении, предотвращая местный нагрев и деформацию ротора 4 турбины. При остывании остановленной турбины пружины 10 за счет снижения температуры изменяют свою кривизну

5 (радиус уменьшается) и отжимают сегменты 6 до упора приливов 15 в периферийную поверхность 27 паза 7. Вследствие этого возникает зазор между сегментом 6 и посадочной поверхностью 28 паза 7, а также между торцевыми поверхностями 18 сегментов 6.

0 Оставшаяся в уплотнении влага свободно дренируется между ребрами 19 сегментов 6 и между ребрами 22 и поступает через каналы 23 внутрь корпуса 1 турбины, откуда удаляется в систему продувания (не показана) . В таком положении сегментов 6 происходит свободная вентиляция паза 7 и поддержание его и сегментов 6 сухими, что предотвращает их коррозию и потерю подвижности сегментов 6.

Сохранение подвижности сегментов 6 в

0 течение всего эксплуатационного периода между вскрытиями корпуса 1 обеспечивает повышение эксплуатационной надежности уплотнений, а следовательно, и паровой турбины.

35

Формула изобретения

1.Уплотнение ротора паровой турбины, содержащее сегменты с двухсторонними проточками елочного профиля и приливами, установленные в кольцевом Т-образном пазу

статора с возможностью радиального перемещения и подпружиненные плоскими пружинами, и гребни на роторе, отличающееся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности, уплотнение дополнительно снабжено направляющими секторными башмаками с нишами, закрепленными в кольцевом Т-образном пазу между сегментами, снабженными дополнительными приливами с отверстиями, в последних установлены биметаллические плоские пружины,

концы которых размещены в нишах смежных направляющих секторных башмаков.

2.Уплотнение по п. 1, отличающееся тем, что на боковых и торцовых поверхностях сегментов, а также на боковых и периферийных поверхностях направляю1ДИХ секторных башмаков выполнены ребра, расположенные соответственно в радиальном направлении и концентрично ротору.

15

Изобретение относится к турбостроению. Оно позволяет повысить эксплуатационную надежность паровой турбины. Уплотнение снабжено направляющими секторными башмаками (Б) 8. Б 8 закреплены в кольцевом Т-образном пазу 7 неподвижно с помо- шью винтов 9. Между Б 8 размещены сегменты (С) 6. Биметаллические плоские пружины (П) 10 установлены в отверстиях 11 приливов 12, а концы 13, 14 П 10 размещень между приливами 15 С 6 и в нишах Гб смежных направляющих Б 8. На боковых и и 15 торцовых поверхностях С 6 выполнены ребра, расположенные в радиальном направлении. На боковых и периферийных поверхностях 20, 21 Б 8 выполнены ребра 22, расположенные концентрично ротору 4. При прогревании турбины П 10 изменяют свою кр; ..внзну и перемещают С 6 по направляющей Б 8 до упора плотного поджатия С 6 к посадочной поверхности паза 7. С 6 дополнительно при- жи.маются к последней давлением пара, поступающим в паз 7. При касании гребней 5 ротора 4 С 6 последние, преодолевая сопротивление П 10 и избыточного давления пара в пазу 7, перемещаются в радиальном направлении, предотвращают местный нагрев и деформацию ротора 4. При остывании турбины П 10 отжимают С 6 до упора приливов 15 в периферийную поверхность 27 паза 7. Оставшаяся в уплотнении влага свободно дренируется между ребер С 6 и между ребер 22 Б 8 и далее удаляется в систему продувания. В таком положении С 6 происходит свободная вентиляция паза 7 и поддержание его и С 6 сухими, что предотвращает их коррозию и потерю подвижности С 6. 1 з.п.ф-лы, 5 ил. Ф (Л со ю СХ) СП О5 о 10 15 16

1Ъ

75

7 //

1

12

10

15

i6

23

26

Фиг. 5