Последняя турбинная ступень большой веерности Советский патент 1992 года по МПК F01D25/32 

Изобретение относится к турбиностро- ению и может быть использовано в последних ступенях мощных паровых турбин, имеющих рабочее колесо с большой положительной перекрышей.

Известен отсек паровой турбины, содержащий последовательно расположенные рабочие колеса и сопловые аппараты, и камеру отбора, сообщенную посредством криволинейного канала, имеющего входной и выходной участки, с проточной частью у периферии лопаток рабочего колеса и соплового аппарата. Причем сопловой аппарат имеет периферийный канал, снабженный направляющими лопатками, образующими с лопатками соплового аппарата двухъярусный венец, и служащий входным участком криволинейного канала.

В данном устройстве уменьшены гидравлические потери при отборе пара и сокращен осевой габарит отсека. В данной конструкции имеется перегородка, разделяющая поток в направляющем аппарате. Однако в этой конструкции концевой поток в последующем за НА рабочем колесе не работает. Устройство не приспособлено для создания дрстаточного запаса устойчивости в корковой зоне ступени в широком диапазоне режимов ее работы.

Наиболее близка к предлагаемой турбинная ступень большой веерности, содержащая после камеры отбора установленные последовательно с межвенцовым зазором направляющий аппарат, периферийная решетка профилей которого ограничена обтекателем и имеет на выходе диффузорный канал, и рабочее колесо, периферийные

О

о о ю

межлопаточные каналы которого на выходе сообщены с диффузором, отделенным кольцевой стенкой от выходного диффузора, а на входе - с периферийной решеткой.

Данное устройство не обеспечивает со- здания достаточного запаса устойчивости при работе последней ступени мощной паровой турбины в широких диапазонах режимов.

Цель изобретения - повышение эконо- мичности путем повышения устойчивости основного потока в корневой зоне последней турбинной ступени большой веерности.

Для достижения этой цели в известном устройстве, содержащем после камеры отбора установленные последовательно с межвенцовым зазором направляющий аппарат, периферийная решетка профилей которого ограничена обтекателем и имеет на входе диффузорный канал, и рабочее колесо, периферийные межлопаточные каналы которого на выходе сообщены с диффузором, отделенным кольцевой стенкой от выходного диффузора, а на входе - с периферийной решеткой, вершина периферийной решетки для поджатия потока к корневым сечениям рабочего колеса ступени расположена выше вершины рабочего колеса, рабочие лопатки которого для уменьше- ния эрозии выполнены криволинейной формы с образованием к вершине рабочего колеса, увеличивающегося межвенцового зазора, ограниченного по периферии для поджатия потока к корню ступени выпуклой поверхностью.

Ответвляемый поток представляет собой пароводяную смесь. Для удаления влаги поддерживается малая особая скорость во всей периферийной зоне, а сепарационная камера, расположенная между периферийной решеткой и рабочим колесом, служит для отвода с выпуклой поверхности по периферии капель и пленки влаги.

На фиг.1 изображено предлагаемое ус- тройство, общий вид, разрез; на фиг.2 - рабочие лопатки, сечение; на фиг.З - периферийная решетка, сечение; на фиг.4 - сопловые лопатки, сечение.

Последняя турбинная ступень большой веерности состоит из направляющего аппарата 1 с сопловыми лопатками 2, рабочего колеса 3 с большой положительной перекрышей 4, рабочих лопаток 5, межлопаточ- ных каналов 6 рабочего колеса, межвенцового зазора 7, основного диффузора 8, обтекателя 9, периферийной решетки 10, диффузорного канала 11, сепарационной камеры 12. ограниченной выпуклой поверхностью 13, дополнительного диффузора 14. Рабочие лопатки в зоне периферийной решетки имеют криволинейную (саблевидную) форму 15, при которой увеличивается к вершине рабочего колеса межвенцовый зазор; I - выходное сечение периферийной решетки; II - входные кромки рабочих лопаток; III - выходные кромки сопловых лопаток; а - вход в надстройку, б - вершина сепарационной камеры; в - вершина рабочего колеса, г - входная кромка нижней стенки дополнительного диффузора; д - вход в периферийную решетку; е - вершина периферийной решетки; ж - камера отбора.

Устройство работает следующим образом.

Ответвляемый периферийный поток поступает в периферийную решетку 10, ограниченную снизу обтекателем 9, ниже которого в направляющем аппарате 1 протекает основной поток. Периферийный поток направляется в диффузор 14, периферийную решетку 10,сепарационную камеру 12 и в рабочее колесо 3 с большой положительной перекрышей 4, над направляющим аппаратом 1. Проходя сквозь межлопаточные каналы 5 рабочего колеса 3, поток совершает работу и за рабочим колесом 3 поступает в выходной дополнительный диффузор 14 для использования выходной кинетической энергии потока. Кроме того, организация периферийного потока за счет превышения вершины (точка е) периферийной решетки 10 над вершиной (точка в) рабочего колеса 3 повышает устойчивость основного потока в корневой зоне, так как при этом повышается степень реактивности в корневом сечении и устраняются радиальные перетекания.

Ответвляемый поток представляет собой пароводяную смесь. Поэтому необходимо принять радикальные меры для уменьшения эрозии рабочих лопаток. Для этого по всей проточной части в периферийной зоне поддерживается малая составляющая скорости, при выходе из решетки 10 вершина б сепарационной камеры превосходит по высоте вершину в рабочего канала 3, а углы а , выхода потока делаются предельно малыми (например, «1 4°). При значении угла а 4° получается наибольшая высота периферийной решетки, а следовательно, максимально уменьшаются концевые потери энергии.

Сепарационная камера 12 служит для отвода крупных капель и пленки, от вершины лопаток при выходе из решетки 10 до осевой линии рабочего колеса 3 имеется вогнутая стенка (ограничивающая поверхность) 13, на которой образуется пленка, сбрасываемая в конденсатор, Вершина рабочих лопаток 5 имеет криволинейную°(саб- левидную) входную кромку для увеличения межвенцового осевого зазора 7 у вершины лопаток 5, где имеется наибольшее скопление влаги. Тем самым достигается увеличение разгона капель и снижение эрозии лопаток. Разгон капель также может быть увеличен посредством сдвига решетки 10 в направлении, обратном движению пара на величину Дот выходных сечений сопловых лопаток 2 направляющего аппарата 1. Снизу сепарационная камера ограничена обтекателем 9, с которого необходимо снимать пленочную влагу.

По сравнению с прототипом предлагаемая конструкция за счет лучшего использования энергии периферийного потока и повышения устойчивости основного потока в корневой зоне ступени с большой положительной перекрышей приведет к увеличению экономичности последней ступени мощных паровых турбин.

Формула изобретения Последняя турбинная ступень большой веерности, содержащая после камеры отбора установленные последовательно с межвенцовым зазором направляющий аппарат, периферийная решетка профилей которого ограничена обтекателем и имеет на входе диффузорный канал, и рабочее колесо, периферийные межлопаточные каналы которого на выходе сообщены с диффузором, отделенным кольцевой стенкой от выходного диффузора, а на входе - с периферийной решеткой, отличающаяся тем, что, с целью повышения экономичности путем повышения устойчивости основного потока в корневой зоне, вершина периферийной решетки на выходе расположена выше верши- ны рабочего колеса, рабочие лопатки которого в зоне периферийной решетки выполнены криволинейной формы с образованием к вершине рабочего колеса увеличивающегося межвенцового зазора, ограниченного на периферии выпуклой поверхностью.

Изобретение относится к турбиностро- ению. Цель: повышение экономичности ступени с большой положительной перекрышей. Сущность изобретения: последняя турбинная ступень большой веер- ности содержит после камеры отбора установленные последовательно с межвен- цовым зазором направляющий аппарат, периферийная решетка профилей которого ограничена обтекателем и имеет на выходе диффузорный канал, и рабочее колесо, периферийные межлопаточные каналы которого на выходе сообщены с диффузором, отделенным кольцевой стенкой от выходного диффузора, а на входе - с периферийной решеткой. Причем вершина, периферийной решетки на выходе расположена выше вершины рабочего колеса, а рабочие лопатки в зоне периферийной решетки выполнены криволинейной формы с образованием к вершине рабочего колеса увеличивающегося межвенцового зазора, ограниченного по периферии выпуклой поверхностью. 4 ил. (/) С

KQftt/ u omhfa ,pfr фиг.4