Цилиндр паровой турбины Советский патент 1991 года по МПК F01D25/30 F01D9/02 

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

Цель изобретения - повышение надежности и экономичности аппарата путем уменьшения окружной неравномерности давления потока в проточной части около межобойменного зазора.

На фиг. 1 приведена конструкция элемента цилиндра среднего давления (ЦС1) паровой турбины с камерой отбора; на фиг. 2 - схема узла (Нормирования потока в камере отбора ЦСД паровой турбины с шестью прямоугольными каналами при симметричном расположении межобойменной кольцевой пели для отбора пара из проточной части; на

7806л

Расстояние между перегородками 8 и положение перегородки 12 зависят от длины каналов 9 таким образом, что отношение гидравлического диаметра к длине средней линии 15 канала 9 одинаково для всех каналов 9. Длина каналов 9 определяется компоновкой узла 7 формирования потока пара, которая зависит от положения кольцевого зазора 5 относительно вертикальных стенок 16 обойм 3, от числа патрубков 2 камеры 4 отбора и их взаимного расположения. Для рассматриваемого варианта узла 7 формирования потока пара имеется шесть каналов 9, охватывающих кольцевой зазор 5 и делящих его на равные части по дугам в 60°, причем три канала 9 занимают левую от патрубка 2 сторону,

10

15

Изобретение позволяет повысить надежность и экономичность аппарата путем уменьшения окружной неравномерности давления потока в проточной части около межобойменного зазора. Перегородка 8, образующая боковые стенки кольцевых каналов (К) 9, концом 10 соединяется с обоймами в зоне кольцевого зазора 5, а ее конец 11 расположен в выпускном патрубке 2. На входе в К 9 со стороны зазора установлены направляклтие элементы, боковые кромки каждой из которых соединены с перегородками. При таком выполнении обеспечиваются одинаковые падения давления на тракте зазор - патрубок отбора под- бором гидравлического сопротивления, зависящего от длины К 9, и рагонством удечьного расхода пара по окружности зазора. Вместо кольцевой струи из затора формируется направление вдоль оси течения в каждом К 9, которое не образует вихревых областей в свободной полости камеры 4 отбора. Безотрывное течение на входе в К 9 позволяет использовать часть кинетической энергии потока, ускоренного в зазоре при ограниченной его ширине. 15 ил. 3 Ю О 00 J 00 о о Фиг.2

фиг. 3 - элемент цилиндра с перегород- о а три правую, обеспечивая движе30

ками; на фиг. 4 - вид Л на фиг. 3; на фиг. 5 - схема Лормирования переходного диффузора от кольцевого зазора (щели) к установившемуся сечению для кольцевого канала узла формирования 25 потока в камере отбора; на фиг. 6 - сечение I на фиг. 4; на фиг. 7 - сечение II на фиг.4; на фиг. 8 - сечение III на фиг. 4; на фиг. 9 - сечечие IV на фиг. 4; на фиг. 10 - сечение V на фиг. 4; на фиг. 11 - сечение VI на фиг. 4; на Лиг. 12 - сечение VII на фиг. 4; на Лиг. 13 - сечение VIII на фиг. 4; на Лиг.14 - сечение IX фиг.4; на Лиг. 15 - переходная часть кольцевого канала от кольцевого зазора к постоянному сечению канала.

Цилиндр паровой турбины (фиг.1) содержит наружный корпус 1 с патрубком 2 отбора. Обоймы 3 диафрагм образуют камеру 4 отбора и межобойменный кольцевой зазор 5, сообщающий камеру 4 отбора с проточной частью 6 цилиндра .

35

40

ние пара во встречных потоках. В этом случае длины средних линий 15 каналов 9 отличаются не более, чем на 1/3 длины средней линии 15 самого длинного из каналов 9.

На входе 17 в каналы 9, при переходе потока из кольцевого зазора 5 в канал 9, установлены направляющие элементы 18 (фиг. 3 и 4), боковые кромки 19 которых соединены с перегородками 8, либо с перегородками 8 и наружным корпусом 1 камеры отбора 4 для отдельных каналов 9. Одна из торцовых кромок 20 соединена с обоймой 3 вдоль кольцевого зазора 5, другая торцовая кромка 21 (фиг. 3 и 4) соединена с торцовой поверхностью 22 выступа 23 обоймы 3.

Цилиндр с камерой отбора работает следующим образом.

При отборе пара из проточной час- ти 6 цилиндра он поступает через кольцевой зазор 5 в камеру 4 отбора, фор- Узел 7 формирования потока пара в ., мируя вихревые течения, в которых час- камере 4 отбора выполнен в виде допол- тично гасится динамический напор

нительных (тангенциальных) перегородок 8, образующих кольцевые каналы 9.

Тангенциальные перегородки 8 одним концом 10 соединены с обоймами 3 в зо не кольцевого зазора 5.

Другой конец 11 тангенциальных пе- регородок 8 расположен в выпускном патрубке 2.

Вертикальная перегородка 12, образующая боковые стойки каналов 9, нижним концом 13 соединяется с обоймами 3 в зоне кольцевого зазора 5, внешним концом 14 - с наружным корпусом 1.

а три правую, обеспечивая движе

ние пара во встречных потоках. В этом случае длины средних линий 15 каналов 9 отличаются не более, чем на 1/3 длины средней линии 15 самого длинного из каналов 9.

На входе 17 в каналы 9, при переходе потока из кольцевого зазора 5 в канал 9, установлены направляющие элементы 18 (фиг. 3 и 4), боковые кромки 19 которых соединены с перегородками 8, либо с перегородками 8 и наружным корпусом 1 камеры отбора 4 для отдельных каналов 9. Одна из торцовых кромок 20 соединена с обоймой 3 вдоль кольцевого зазора 5, другая торцовая кромка 21 (фиг. 3 и 4) соединена с торцовой поверхностью 22 выступа 23 обоймы 3.

Цилиндр с камерой отбора работает следующим образом.

0

5

струи пара. На формирование течения в камере 4 по направлению к патрубку 2 отбора используется часть перепада статического давления. Вращающиеся потоки из камеры 4 отбора в районе патрубка 2 соударяются друг с другом, при взаимном торможении расходная составляющая скорости становится равной нулю. Затем под действием статического давления пар поступает в патрубок 2 отбора и далее в подогреватель (не показан) . Таким образом, в камере отбора без узла 7 Лормирова-i

10

ния потока основными источниками потерь механической энергии являются вихревые области и зона соударения вихревых течений.

При использовании узла 7 формирования потока в камере 4 отбора пар под действием перепада давления попадает из проточной части 6 в кольцевой межобойменный зазор 5, в котором устанавливается скорость, пропорциональная активному сечению зазора 5.

Если площадь участка кольцевого зазора 5, приходящаяся на один кольце- зой канал 9, меньше, чем поперечная площадь канала 9, на входе 17 в канал 9 происходит восстановление статического давления при уменьшении скорости течения потока. Поток из кольцевого зазора 5 поворачивает без Лор- 2Q мирования отрывного течения и поступает как плоскопараллелышй поток в канал 9, в котором движение потока аналогично течению в трубах.

В патрубке 2 отбора происходит ис- 25 течение пара из всех каналов 9 узла 7 формирования потока, вели отвод пара организуется данным патрубком 2, либо части каналов 9 при организации отвода двумя и более патрубками 2. В патрубке 2 происходит слияние потоков из всех каналов 9 и дальнейшее движение пара в подогреватель, при этом уменьшается гидравлическое сопротивление камеры 4 отбора из-за рациональной организации потока и уменьшается перепад давления от проточной части 6 до подогревателя и питательная вода в последнем может быть догрета до более высокой температуры.

Окружная неравномерность давления в проточной части 6 ликвидируется тем, что для каждого канала 9 узла 7 Нормирования потока обеспечиваются одина30

35

40

ния, зависящего от длины канала 9, равенством удельного расхода пара п окружности кольцевого зазора 5. При этом разбивка окружности кольцевого зазора 5 между каналами 9 может быт и неравномерной. Вместо кольцевой струи из зазора 5 сформируется напра ление вдоль оси течения в каждом ка ле 9, которое не образует вихревых областей в свободной полости камеры отбора. В каналах 9 энергия расходу ся в основном на трение о их поверх ность. При этом безотрывное течение на входе 17 (в ди Угузоре) в канал 9 позволяет использовать часть кинети ческой энергии потока, ускоренного в кольцевом зазоре 5 при ограниченн его ширине.

Формула изобретени

Цилиндр паровой турбины, содержа щий наружный корпус с патрубком отб ра и установленными в нем своими вы ступами и расположенными с кольцевым зазором обоймы диафрагм, которы ми и наружным корпусом образована камера отбора с перегородкой, ограничив ющей кольцевой канал, отличающий с я тем, что, с целью повышения на дежности и экономичности, цилиндр снабжен делящими камеру отбора на кольцевые каналы дополнительными пе регородками, один конец которых соединен с обоймами в зоне кольцевого зазора, а другой расположен в патрубке отбора, при этом на входе в кольцевые каналы со стороны кольцевого зазора дополнительно установле направляющие элементы, боковые кро ки каждого из которых соединены с соответствующими дополнительными пере городками, одна из торцовых кромок

ковые падения давления на тракте коль-45 с обоймоп вдоль кольцевого зазора,

цевой зазор 5 - патрубок 2 отбора подбором гидравлического сопротивлеа другая - с торцовой поверхностью выступа обоймы.

0

Q

5

0

5

0

ния, зависящего от длины канала 9, и равенством удельного расхода пара по окружности кольцевого зазора 5. При этом разбивка окружности кольцевого зазора 5 между каналами 9 может быть и неравномерной. Вместо кольцевой струи из зазора 5 сформируется направление вдоль оси течения в каждом канале 9, которое не образует вихревых областей в свободной полости камеры 4 отбора. В каналах 9 энергия расходуется в основном на трение о их поверхность. При этом безотрывное течение на входе 17 (в ди Угузоре) в канал 9 позволяет использовать часть кинетической энергии потока, ускоренного в в кольцевом зазоре 5 при ограниченной его ширине.

Формула изобретения

Цилиндр паровой турбины, содержащий наружный корпус с патрубком отбора и установленными в нем своими выступами и расположенными с кольцевым зазором обоймы диафрагм, которыми и наружным корпусом образована камера отбора с перегородкой, ограничивающей кольцевой канал, отличающий- с я тем, что, с целью повышения надежности и экономичности, цилиндр снабжен делящими камеру отбора на кольцевые каналы дополнительными перегородками, один конец которых соединен с обоймами в зоне кольцевого зазора, а другой расположен в патрубке отбора, при этом на входе в кольцевые каналы со стороны кольцевого зазора дополнительно установлены направляющие элементы, боковые кромки каждого из которых соединены с соответствующими дополнительными перегородками, одна из торцовых кромок а другая - с торцовой поверхностью выступа обоймы.

JF.

/

fs

г

w

/

О

--f-J

t

Ъ

-Ј

Ј

т

X

ч

ел

00

-J

00

о э

л

СЛ

со

fes 5

V

У

Редактор Н.Киштулинец

Составитель В.Гуторов Техред Л.Сердюкова Корректор А.Обручар

го

Фил. IS