Паровая утилизационная турбина Советский патент 1991 года по МПК F01D1/02 F01D15/02 

турбины низкопотенциальный пар из промежуточной камеры 4 по каналам 5 поступает во внутренний канал 3 ротора 2, откуда по дополнительным каналам 13 подается в камеру 11. В камеру 10 поступает пар после лабиринтного уплотнения 6, который затем через каналы 12 подается во внутренний канал 3, Из камеры 11 часть пара через уплотнение 9 выходит в атмосферу, а другая

часть через уплотнение 7 поступает в конденсатор. Использование .низкопотенциального пара в качестве уплотняющего позволяет повысить экономичность и надежность турбины, применить для уплотнения материалы, работающие при невысоких температурах и обеспечивающие требуемую герметизацию в уплотнениях стыков. 1 з.п. ф-лы, -2 ил.

Изобретение относится к энергетическому и транспортному машиностроению, может быть использовано в передвижных и стационарных установках, утилизирующих теплоту, отводимую от систем двигателей внутреннего сгорания, и позволяет повысить экономичность и надежность, а также упростить конструкцию турбины В паровой утилизационной турбине между концевыми лабиринтными уплотнениями 6 и 7 и графи- то-металлическими сегментными уплотнениями 8 и 9 образованы камеры 10 и 11, соединенные дополнительными каналами 12 и 13 в роторе 2 с внутренним его каналом 3 который дополнительными каналами 5 в роторе 2 сообщен с промежуточной камерой 4 проточной части турбины Наружная поверхность сегментов графито-металличе- ских уплотнений 8 и 9 выполнена конусообразной на которую с натягом установлена упругоэластичная мембрана, например резиновая наружная цилиндрическая поверхность которой установлена с натягом в обойме или корпусе 1 турбины При работе (Л С сь Јь CJ VI 4 Ю

Изобретение относится к энергетическому и транспортному машиностроению и может быть использовано в передвижных и стационарных установках, утилизирующих теплоту, отводимую от систем двигателей внутреннего сгорания.

Цель изобретения - повышение экономичности и надежности и упрощение конструкции турбины.

На фиг.1 изображена конструкция паро- вой утилизационной турбины; на фиг.2 - конструкция сегментного графито-металли- ческого уплотнения турбины.

Турбина содержит корпус 1, в котором установлен многоступенчатый ротор 2 бара- банного типа с внутренним каналом (полостью) 3. Промежуточная камера 4 в корпусе 1 соединена дополнительными каналами 5 в роторе 2 с внутренним каналом 3 ротора 2. Промежуточная камера 4 совпадает с ка- мерой подвода вторичного пара от расширителя-испарителя (не показан).

В качестве промежуточной камеры 4 может быть использована любая камера турбины, в которой на номинальном режиме давление выше атмосферного. Турбина содержит концевые лабиринтные уплотнения 6 и 7 и концевые сегментные графито-метал- лические уплотнения 8 и 9. Передняя и задняя камеры 10 и 11, образованные между уплотнениями б и 8,7 и 9 соответственно, соединены дополнительными каналами 12 и 13 с внутренним каналом 3 ротора 2.

Сегментное графито-металлическое уплотнение представляет собой ряд графи- то-металлических колец 14, попарно вставленных с натягом своими наружными конусными поверхностями 15 в конусное отверстие 16 упругоэластичной мембраны 17, выполненной, например, из высокотем- пературной резины.

Своей наружной цилиндрической поверхностью 18 мембраны 17 вставляются с натягом в корпус 1 илиС в обоймы 19, которые размещаются в корпусе 1 турбины и поджимаются крышкой 20 с помощью крепежа 21. Каждое кольцо 14, разрезанное на

сегменты (не показаны), устанавливается таким образом, что стыки, получаемые после разрезки на сегменты, на одном кольце 14 смещены по окружности относительно стыков на соседнем кольце 14. От проворота кольца 14 фиксируются штифтами 22. Обоймы 19 стопорятся от проворота за счет их прижатия крышкой 20 или дополнительно с помощью штифтов (не показаны). Радиальный зазор А между кольцами 14 и ротором 2 близок к нулю, что характерно для графи- то-металлических уплотнений

Так как турбина работает на один вал с двигателем внутреннего сгорания (ДВС), отводимая теплота от которого используется для получения пара в специальных парогенераторе и расширителе-испарителе (не показаны), подключенном к промежуточной камере 4, то пуск турбины осуществляется одновременно с запуском ДВС. Пуск турбины, выход на обороты холостого хода, осуществляется путем передачи вращения от коленвала ДВС через редуктор и гидродинамическую муфту (не показаны), которая с некоторым замедлением, по сравнению с набором оборотов ДВС, раскручивает ротор 2 турбины до оборотов холостого хода.

В период пуска пар в турбину не поступает. Через некоторое время работы на холостых оборотах в промежуточную камеру 4 корпуса 1 турбины начинает подаваться пар из расширителя-испарителя, а затем и из парогенератора на вход турбины. На этих режимах в конденсаторе (не показан) имеется некоторое разрежение. Так как на указанных режимах расход свежего пара значительно меньше номинального, то в турбине (проточной части) и соответственно в камерах 10. 11, как правило, давление ниже атмосферного, в связи с чем воздух может подсасываться через кольцевой зазор А в камеру 10 и через каналы 12, канал 13, каналы 13, камеру 11 и лабиринтное уплотнение 7 поступать в конденсатор. Туда же поступает воздух, подсасываемый через уплотнение 9

После прогрева оборудования (ДВС. парогенератора, турбины)в турбину и в промежуточную камеру 4 начинает поступать большее количество пара, в связи с чем давление пара возрастает в камере 4, в канале 9. а в камерах 10 и 11 концевых уплотнений давление становится выше атмосферного, что приводит к прекращению подсоса воздуха в турбину. Перед лабиринтным уплотнением 6 со стороны проточной части устанавливается соответствующее давление. Пар, пройдя уплотнение 6, поступает в камеру 10, откуда часть пара через зазор А выходит в атмосферу, часть через каналы 12 поступает в канал 3, затем через каналы 13 - в камеру 11, откуда часть пара через зазор А проходит в атмосферу, а оставшаяся часть через лабиринтное уплотнение 7 поступает в конденсатор. В камерах 10 и 11 давление несколько выше атмосферного поддерживается за счет соответствующего соотношения количества и сечений каналов 5, 12 и 13. Возможные протечки пара наружу через сегментные графито-металлические уплотнения 8 и 9 незначительны из-за малого значения кольцевого зазора А между ротором 2 и кольцами 14. Все другие зазоры, стыки и неплотности, надежно уплотняются упрогозластичной (резиновой) мембраной 7 путем плотного сжатия мембраны 17 кольцами 14 и установкой ее с натягом в обоймы 19. Так как уплотнение колец 14 происходит по конусным поверхностям 15, 16, то перепадом давлений между камерами 10, 11 и атмосферой устраняются как радиальные, так vi осевые возможные зазоры неплотности. Одновременно мембрана 17 является элементом, удерживающим сегменты гра- фито-металлических колец 14 концентрично ротору 2, в связи с чем отпадает необходимость в специальных поддерживающих устройствах,

Благодаря использованию для запирания концевых уплотнений 6-9 низкопотенциального пара из промежуточной камеры А и выполнению соединений этой камеры 4 с внутренним каналом 3 ротора 2 и этого канала 3 с камерами 10. 11 с помощью каналов

5, 12 и 13 соответствующего количества и сечений позволяет повысить экономичность турбины и применить для сегментных уплотнений 8 и 9 материалы, работающие при невысоких температурах, например графито-металл, резину, а также отказаться от трубопроводов уплотнений с расположенной на них дроссельно-регулирующей арматурой.

Благодаря наличию упруго-эластичного

элемента в виде резиновой мембраны 17 осуществляется одновременное крепление сегментных графито-металлических колец 14 в корпусе 1 турбины и обеспечивается надежная герметизация имеющихся в уплотнении стыков

Формула изобретения

промежуточной камерой.

Фиг. 2.