Направляющий аппарат осевой турбины Советский патент 1988 года по МПК F01D25/32 F01D9/02 

(21)4134447/24-06

(22)15.10.86

(46) 07.04.88. Бюл. № 13

(71)Харьковский политехнический институт им. В.И. Ленина

(72)В.Е. Добрынин, С.П. Выговская и E.G. Белоусов

(53)621.165.51-226(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 956735, кл. F 01 D 25/32, 1981.

(54)НАПРАВЛЯЮЩИЙ АППАРАТ ОСЕВОЙ ТУРБИНЫ

(57)Изобретение м.б. использовано в паровых и газовых турбинах и позволяет повысить экономичность и надежность направляющего аппарата. Дополнительные отверстия 16, 17, 18 сообщают полость 5 внутренней и вторую полость 3 наружной обойм 4 и 1 и первую камеру 12 у корня 19 лопаток 6 с межлопаточными каналами (МК). Расположение отверстий 18 рядами 20, 21, 22 и 23 с уменьшением их суммарной площади поперечного сечения в ряду в направлении от корня к периферии 24 лопатки соответствует нарастанию диффузорности МК и толщины пограничного слоя. Отверстия 14 сообщают полость 5 с проточной частью 15 и расположены со стороны входа в аппарат. Отверстия 17 выполнены в виде сопел, оси входных участков которых расположены в тангенциальных .плоскостях под углом к плоскости поперечного сечения аппарата. Такое выполнение снижает проточку через ди- афрагменное уплотнение, что улучщает структуру потока в проточной части и ликвидирует потери от вихреобразова- ния в концевой зоне МК, что особенно важно при местной диффузорности МК на периферии, где вихри образуют зрозионно-опасные капли влаги. Щели 7 в входной кромке 8 имеют переменную ширину, которая плавно увеличивается от корня к периферии, что усиливает положительный эффект вду- ва., способствует повышению равномерности потока и снижению потерь на перемешивание. 3 ил.

fS

(Л

со

00 Oi

со

Изобретение относится к турбино- строению и может быть использовано 3 осевых паровых и газовых турбинах. Целью изобретения является повы- иение экономичности и надежности. На фиг, 1 показан направляющий аппарат, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг,1; на 1ФИГ. 3 - сечение Б-Б на фиг.1.

Направляющий аппарат содержит наружную обойму 1 с двумя полостями 2 и 3 и внутреннюю обойму 4 с полостью 5, между которыми закреплены лопатки 6 со щелями 7 в выходной кромке 8, и с полостью 9, разделенной перегородкой 10 на первую и вторую по ходу пара в межлопаточных каналах 11 камеры 12 и 13, Первая камера 12 сообщена с одной их полостей 2 наружной обоймы 1 и через полость 5 внутренней обоймы 4 и отверстия 14 в последней - с проточной частью 15 (межступенчатым пространством) Вторая камера 13 сообщена с второй полостью 3 наружной обоймы 1. В аппарате выполнены дополнительные отверстия 16-18, сообщающие полость 5, вторую полость 3 и первую камеру 12 у корня 19 лопаток 6 с межлопаточными каналами 11, Отверстия 18 расположены рядами 20-23 и т.д. с уменьшением их суммарной площади поперечного сечения в ряду (от ряда 20 к ряду 23) в направлении от корня 19 к периферии 24 лопатки 6, Отверстия 14 расположены со стороны входа в направляющий аппарат. Щели 7 в выходной кромке 8 имеют переменную щири- ну (сечение), которая плавно увеличивается от корня 19 к периферии 24 лопатки 6-, Дополнительные отверстия 17 выполнены в виде сопл, оси 25 выходных участков 26 которых расположены в тангенциальных плоскостях 27 под углом oi, к плоскости 28 поперечного сечения аппарата.

Направляющий аппарат работает следующим образом.

В полость 3 наружной обоймы 1 подают газ или пар (греющая среда) с большими давлением и температурой, чем в проточной части 15 перед лопатками 6 (в межлопаточных каналах 11). Поэтому через отверстия 17, камеру 13 и затем через щель 7 греющая среда вдувается в .проточную часть 15. Поток, ускоренный в сопло- видных отверстиях 17 и направленный

0

5

0

5

0

5

0

5

спутно основному потоку рабочего тела в межлопаточных каналах под тем же углом oi, к окружному направлению плоскости 28 поперечного сечения в тангенциальных плоскостях 27, ликвидирует потери от вихреобразо- вания в концевой зоне межлопаточного канала 11, что особенно важно при местной диффузорности последнего на периферии 24, где вихри образуют эрозионно-опасные капли влаги. Струя, вытекающая из щели 7, в значительной мере снижает кромочные потери, а также для влажного пара служит в качестве греющей, испаряющей и дробящей капли влаги. Протяженность щели 7 вдоль всей выходной кромки 8 лопатки 6 способствует повьщ1ению равномерности потока и усиливает положительный эффект вдува, а постоянное .нарастание сечения щели 7 к периферии 24 отвечает радиальному градиенту размеров лопаток 6, расхода и давления в проточной части 15, что также способствует равномерности потока и снижению потерь на перемешивание, В полость 2 наружной обоймь 1 подается среда с пониженным давлением по сравнению с давлением в корне 19 йроточной части 15 данного.направляющего аппарата. Поэтому определенная часть рабочего тела через отверстия 14, 16 и 18 отводится из проточной части 15 через полость 5 и камеры 12 в лопатках 6, Отбор пограничного слоя с поверхности межлопаточного канала 11 в корневой зоне у корня 19 способствует снижению профильных и концевых потерь на лопатках 6, а также предотвращает часто возникающий здесь отрыв потока вследствие геометрической диффузор- ност и. Расположение дополнительных отверстий 18 рядами 20-23 с увеличением суммарной площади от периферии 24 к корню 19 соответствует нарастанию местной диффузорности межлопаточного канала 11 и толщины пограничного слоя,

Отбор рабочего тела из проточной части 15 через отверстия 14 снижает протечку через диафрагменное уплотнение 29, что улучщает структуру потока в проточной части 15 и снижает осевое усилие, В целом отбор рабочей среда из корневой зоны у корня 19 разгружает отбор на периферии 24, снижая потери кинетической энергии

в последнем, что особенно важно при необходимости обеспечить относительно большой отбор в целях теплофикации .

Формула изобретения

Направляющий аппарат осевой турбины, содержащий наружную обойму с двумя полостями и внутреннюю обойму с полостью, между которыми закреплены лопатки с щелями в выходной кромке и с полостью, разделенной перегородкой на первую и вторую по ходу пара в межлопаточных каналах камеры, при этом первая камера сообщена с одной из полостей наружной обоймы и через полость внутренней обоймы и - отверстия в последней - с проточной частью, а вторая камера сообщена с второй полостью наружной обоймы, отличающийся тем, что.

0

5

0

с целью повьппения экономичности и надежности, в нем выполнены дополнительные отверстия, сообщающие полость внутренней и вторую полость наружной обойм и первую камеру у корня лопаток с межлопаточными каналами, последние отверстия расположены рядами с уменьшением их суммарной площади поперечного сечения в ряду в направ- лении от корня к периферии лопатки, при этом отверстия, сообщающие полость внутренней обоймы с проточной частью, расположены со стороны входа в аппарат, щели в выходной кромке имеют переменную ширину, увеличивающуюся от корня к периферии лопатки, а дополнительные отверстия в наружной обойме выполнены в виде сопл, оси выходных участков которых расположены в тангенциальных плоскостях под углом к плоскости поперечного сечения аппарата.

2 W .

Фиг 5

15