Регулирующая поворотная диафрагма паровой турбины Советский патент 1991 года по МПК F01D25/24 

1

(21)4437033/06 (22) 06.06.88 (46)23.07.91. Бюл. Ms 27

(71)Производственное объединение Невский завод им. В. И. Ленина

(72)К. М. Ласенко и В, П. Филаретов (53)621.165(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 1328561, кл. F 01 D 25/24, 1985.

(54) РЕГУЛИРУЮЩАЯ ПОВОРОТНАЯ ДИАФРАГМА ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ

(57)Изобретение позволяет повысить экономичность диафрагмы при работе на кон- денсационнсм режиме. Диафрагма содержит поворотное кольцо 1, установленное в неподвижной части 3 с окнами 4 в виде диффузоров, за которыми расположены направляющие лопатки (НЛ) 5 с входными

диффузорами 6. Площадь проходного сечения на входе в окна 4 определяется по формуле

г- ъ-1я-ъ ™ъ(&№Щ) Пй , I)

- orctg

Я-Ь

где FBX - торцовая площадь на входе в НЛ 5; Рвых - площадь выхода из НЛ 5 (по горлу); а - угол выхода из НЛ 5 в среднем сечении; L- осевая длина входного диффузора 6; b - хорда НЛ 5; а - коэффициент, . причем 0 ,2 при а 0° и а (0-+3,2) при On (15°-31°); ап -угол раскрытия НЛ 5. За счет определения оптимальной площади на входе в окна 4 уменьшаются потери в окнах 4 и входном диффузоре 6 НЛ 5 при работе на конденсационном режиме (полное открытие диафрагмы). 6 ил.

со

Изобретение позволяет повысить экономичность диафрагмы при работе на конденсационном режиме. Диафрагма содержит поворотное кольцо 1, установленное в неподвижной части 3 с окнами 4 в виде диффузоров, за которыми расположены направляющие лопатки (НЛ) 5 с входными диффузорами 6. Площадь проходного сечения на входе в окна 4 определяется по формуле F = { √ F_вх - L √ φ ^. TG [ ARCTG (√ F_вых/√ φ ^. B ( 1-√ SINΑ₁/√ SINΑ₁)) - ARCTG √F_вх - √F_вых/√φ ^. B - A φ/36]}², где F_вх - торцовая площадь на входе в НЛ 5

F_вых - площадь выхода из НЛ 5 (по горлу)

α₁ - угол выхода из НЛ 5 в среднем сечении

L - осевая длина входного диффузора 6

B - хорда НЛ 5

A - коэффициент, причем 0Α≥-3,2 при α₁ = 0° и A = (0 - +3,2) при α_Л = (15 - 31°)

α_Л - угол раскрытия НЛ 5. За счет определения оптимальной площади на входе в окна 4 уменьшаются потери в окнах 4 и входном диффузоре 6 НЛ 5 при работе на конденсационном режиме (полное открытие диафрагмы). 6 ил.

Изобретение относится к энергетическому машиностроению и может быть использовано в паровых турбинах с регулируемым отбором пара.

Целью изобретения является повышение экономичности диафрагмы.

На фиг. 1 показана диафрагма, продольный разрез; на фиг. 2 - дан вид по стрелке А на фиг. 1 поворотного кольца со стороны входа пара; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 - вид на диффузор со стороны выхода потока из диффузора; на фиг. 5 показано изменение коэффициента потерь (Ј Ьк) входного участка по высоте (I) лопатки от величины осевого зазора (Д) между окнами и направляющими лопатками; на фиг.

6 показана зависимость коэффициента потерь ( Ј Ьк ) входного участка от эквивалентного угла ( д а эвх) раскрытия диффузора.

Регулирующая диафрагма содержит поворотное кольцо 1 с окнами 2, установленное в неподвижной части 3 с окнами (каналами) 4 в виде диффузоров, за которыми расположены направляющие лопатки 5 с входным диффузором 6. Между поворотным кольцом 1, в котором имеются разгрузочные отверстия 7, и неподвижной частью 3 расположены полости 8. Со стороны выхода потока пара на поворотном кольце 1 выполнены канавки 9, расположенные в пояске 10. Площадь проходного сечения на входе 8 окна 4

Os

о ел о

Јь

00

неподвижной части 3 определяется по формуле

-К- - НйгЙ

- orctg

Я 6

где FBX торцовая площадь на входе в направлении лопатки 5;

Рвых - площадь выхода из направляющих лопаток 5 (по горлу);

о. - угол выхода из направляющих лопаток 5 в среднем сечении;

а- осевая длина входного диффузора 6;

b - хорда направляющей лопатки 5;

а - коэффициент, причем 0 а Ј.-3,2 при ал 0° и а (0...+ 3,2) при ап (15°...31°);

«л - угол раскрытия направляющей лопатки 5.

Кривые 11 и 12 характеризуют изменение Ј вх по высоте направляющей лопатки 5 при величинах осевого зазора, равного 1,0 и 0 мм, соответственно. Кривые 13, 14 и 15 характеризуют изменение Ј вх от дссэ.вх при значениях ап , равных 0°, 15° и 31° соответственно.

Регулирующая диафрагма работает следующим образом.

Изменение расхода пара осуществляется поворотом поворотного кольца 5. При этом окна 2 располагаются напротив окон 4 или между ними, либо занимают промежуточное положение. При полном открытии диафрагмы пар проходит через окна 2 поворотного кольца 5, окна 4 и поступают на направляющие лопатки 5.

В положении полного закрытия пар в окна 4 и далее через входные диффузоры 6 на направляющие лопатки 2 поступает через канавки 9 и полости 8, размер которых выбирается из условия минимального расхода пара через диафрагму. Разгрузка поворотного кольца 1 от осевого усилия осуществляется путем выравнивания давлений перед и за кольцом 5 через разгрузочные

отверстия 7, а также через канавки 9 и полости 8.

При работе на конденсационном режиме (полное открытие диафрагмы) уменьшаются потери в окнах 4 и входном диффузоре

6 направляющих лопаток 5 за счет определения оптимальной площади на входе в окна 4. Оптимальность выбора площади на входе в окна 4 в зависимости от параметров диафрагмы подтверждается зависимостями

коэффициента потерь (фиг. 5, 6).

Формула изобретения Регулирующая поворотная диафрагма паровой турбины, содержащая поворотное кольцо, установленное в неподвижной части, с окнами в виде диффузоров, за которыми расположены направляющие лопатки с входным диффузором, отличающаяся тем, что, с целью повышения экономичности, площадь проходного сечения на входе

в окна неподвижной части определяется по формуле

opctg

f 6

где FBX - торцовая площадь на входе в направляющие лопатки;

РВЫХ - площадь выхода из направляющих лопаток (по горлу);

L - осевая длина входного диффузора;

b - хорда направляющей лопатки; а- - угол выхода из направляющих лопаток в среднем сечении;

а - коэффициент, причем 0 а Ј -3,2 при ал 0°иа(0...+ 3,2)при ап 15..31°);

ап - угол раскрытия направляющей лопатки.

Buff A

9 Ю

фиг.2

ta

QA

0.3

0.2 0.1

%

Ј7 « 8 П 16 10 24 28 32 Ъмп

Фиг. 5

Б-Б развернуто

Фиг. 3

в-в

Фиг.

У

100° -80° ВО0 -40° -20° 0 20° Ґ3° 60°

Фиг. 66«-э8

for

V

ч

8ds3&x.