Устройство для регулирования зазоров между ротором и статором турбины Советский патент 1992 года по МПК F01D11/02 

Изобретение относится к области турбостроения и может быть использовано в цилиндрах паровых турбин,

Известны паровые турбины, в которых зазор между ротором и статором обеспечен с помощью лабиринтового уплотнения.

Недостатком такого устройства является то, что в процессе эксплуатации турбины происходит износ гребней уплотнений и увеличение зазора.

Известно также устройство для регулирования зазора, содержащее подвижную уплотнительнук вставку и механизм ее применения в виде соединенного со вставкой поршня и расположенных по обе его стороны рабочей и управляющей полостей, первая из которых соединена с проточной частью, а вторая - с магистралью отбора из компрессора и, через отверстие с жиклером, с зазором.

Недостатком известной конструкции является то, что при термических перемещениях ротора в процессе эксплуатации турбины происходит увеличение зазоров между статором и ротором, что приводит к снижению экономичности турбины.

Цель изобретения - поддержание зазоров на исходном уровне при термических перемещениях ротора.

Цель изобретения достигается тем, что в устройстве для регулирования зазоров между ротором и статором турбины, содержащем две уплотнительные вставки, соединенные с расположенным между ними механизмом их перемещения, установленным в статоре и имеющим управляющую полость, сообщенную с камерой между смежными дисками, согласно изобретению и в отличие от известного устройства, статор имеет цилиндрическую камеру, механизм перемещения установленный в последней, выполнен в виде поршня и снабжен рабочей камерой, расположенной по одну его сторону и сообщенной с проточной частью турбины, а управляющая полость расположена по другую сторону поршня.

На чертеже изображено предлагаемое устройство,меридиональное сечение.

Устройство для регулирования зазоров между ротором и статором турбины содержит уплотнительные вставки 1 и 2, механизм 3 их перемещения в виде соединенного со вставками 1 и 2 поршня 4 и расположенных по обе стороны рабочей 5 и управляющей 6 полостей, канал 7, соединяющий рабочую полость 5 с проточной частью, и канал 8, соединяющий управляющую полость б с камерой между дисками 9, устройство расположено в цилиндрической камере 10 статора 11 между

дисками 12 и 13 ротора 14 турбины с осевыми зазорами 15 и 16.

Устройство работает следующим образом.

На заданном режиме устанавливается

давление Pi перед статором 11, давление Р2 за статором 11, причем Pi Р2, давления Рз в камере 9; PI Рз Р2. Наличие каналов 7 и 8 обусловливает установление в рабочей 5 и

управляющей 6 полостях давлений Р2 и Рз соответственно. Перепад давлений, действующих на уплотнительные вставки 1 и 2 со стороны зазоров 15 и 16

15

Р1 + Рз Р2 + РЗ

)ftPi -P2

Рз,

где F - торцовая площадь уплотнительных вставок, уравновешивается перепадом давлений, действующих на поршень 4 со стороны рабочей 5 и управляющей 6 полостей

(Рз-Р2)Рп, где Fn - торцовая площадь поршня 4.

При перемещении ротора 14 относительно статора 11 изменяются величины осевых зазоров 15 и 16. Предположим, что в

результате термических расширений осевой зазор 15 увеличивается, а зазор 16 уменьшается. В этом случае давление РЗ в камере 9 увеличится. Соответственно увеличится давление и в управляющей полости 6,

и под действием увеличенного перепада давлений (Рз-Р2) Fn, действующего на поршень 4, последний начнет двигаться в ту же сторону, что и ротор 14. Вместе с поршнем 4 двигаются и уплотняющие вставки 1 и 2.

Это движение происходит до тех пор, пока не восстановится прежняя разность давлений (Р2-Рз)Рп, что будет иметь место только при восстановлении прежних величин осевых зазоров 15 и 16. Очевидно, что при движенми ротора 14 относительно статора 11 в противоположную сторону будет действовать тот же механизм восстановления изме- ненных осевых зазоров 15 и 16 без дополнительного расхода рабочего тела,

Формула изобретения

Устройство для регулирования зазоров между ротором и статором турбины, содер- жащее две уплотнительные вставки, соединенные с расположенным между ними механизмом их перемещения, установленным в статоре и имеющим управляющую полость, сообщенную с камерой между смежными дисками, отличающееся

тем, что, с целью поддержания зазоров напоршня и снабжен рабочей камерой, распоисходном уровне при термических переме-ложенной по одну его сторону и сообщенщениях ротора, статор имеет цилиндриче-ной с проточной частью турбины, а

скую камеру, механизм перемещенияуправляющая полость расположена по друустановлен в последней, выполнен в виде5 гую сторону поршня.

Использование: турбостроение, в паровых турбинах. Сущность изобретения: устройство содержит уплотнительные вставки 1 и 2, механизм 3 их перемещения в виде соединенного со вставками 1 и 2 поршня 4 и расположенных по обе стороны рабочей 5 ъ Ј и управляющей 6 полостей, канал 7, соединяющий рабочую полость 5 с проточной частью, и канал 8, соединяющий управляющую полость 6 с камерой 9 между дисками. Устройство расположено в цилиндрической камере 10 статора 11 между дисками 12. и 13 ротора 14 с осевыми зазорами 15, 16. При осевых взаимных перемещениях ротора 14 и статора 11 осевые зазоры 15 и 16 изменяются в разные направления - один увеличивается, другой уменьшается. При этом изменяется давление в камере 9. Это изменение давления передается в управляющую полость 6, что вызывает перемещение поршня 4 и связанных с ним уплотнительных вставок 1 и 2 в сторону восстановления исходных величин осевых зазоров 15 и 16, что приводит к снижению протечек рабочего тела и повышению КПД турбины. 1 ил. В npomoi/Ht/M vnc/пь сл С УГ I /1 . Е шззшж х| х| 4 О к ю .#