Двухступенчатая паровая турбина Советский патент 1993 года по МПК F01K23/00 

Изобретение относится к энергетике. Преимущественная область его использования это преобразования пара высокого давления во вращательное движение рабочих валов турбины и ротора генератора электрического тока, на тепловых и атомных электростанциях.

Целью изобретения является изменение конструкции паровой турбины, способная ликвидировать недостатки известных паровых турбин, снизить стоимость их и более эффективнее использовать энергию пара высокого давления.

На фиг. 1 показан поперечный разрез турбины; на фиг. 2 показан горизонтальный разрез по рабочим валам турбины фиг. 1; на фиг. 3 показан продольный разрез турбины по фиг. 1; на фиг. 4 показана схема положения эллипсных колодок при вертикальном положении большого диаметра; на фиг. 5 показана схема когда вершиной эллипса закрыта паровая камера и закрыт выход находящегося в камере пара высокого давления; на фиг. 6 показана схема когда эллипсная колодка вращается под давлением пара и тем самым открыл каналы выпуска пара из камеры первой ступени в турбину второй ступени.

Предлагаемая турбина содержит корпус 1, статор 2, рабочий вал 3. эллипсную колодку 4, упорную плиту 5. болты 6 и 7, отсекатель 8, каток 9, паровую камеру 10, паропровод 11, пар 12, канал 13, турбину 14, вал 15, отводящую трубу 16, болт 17, кожух 18, болт 19, рабочее помещение 20, маслопровод разводящий 21, маслопровод отсекателя 22. миниральную вату 23, монтажную скобу 24, железобетонный фундамент 25, болт 26, начало паровой камеры 27. вершину эллипс- ной колодки 28, опорную стенку 29, подшипник трения скольжения 30, накладку 31, шестерню 32, кожух 33, накладку 34, уплотнение 35.

Стальной корпус 1 со сплошными перегородками между камерами. В корпусе пре- дусмотрены проемы для статоров 2, отверстия для рабочих валов 3.

В верхней части корпуса предусмотрено прямоугольного сечения проемы (шахты) для отсекателей 8 с катками 9.

На рабочих валаз 3 свободно надеты эл- липсные колодки 4, по бокам корпуса 1 закреплены упорные плиты 5 с болтами б и 7,

К отеекателям 8 подведены маслопроводы 21 и 22.

Внутри отсекателей 8 предусмотрена набивка из минеральной ваты 23.

С обеих сторон корпуса закреплены паропроводы 11.

В нижней части корпуса закреплена турбина 14 своими диафрагмами приварена к валу 15.

СО

с

00

ел

со

&

Турбина закрыта кожухом 18 и закреплена болтами 17 и 19.

Для удаления отработанного пара предусмотрена отводящая труба 16. Сборка турбины начинается с установки корпуса 1 на железобетонный фундамент 25 с закреплением его болтами 26.

Через боковые проемы корпуса 1 задвигаются статоры 2, затем через круглые отверстия в корпусе просовывают рабочие валы 3 одновременно нанизывают на них эллипсные холодки 4 опуская их через шахты отсекателей 8.

Эллипсные колодки 4 не крепятся к рабочим валам 3, что обеспечивает наиболее удобное расположение колодок в своих камерах.

После того как рабочие валы 3 и эллипсные колодки 4 собраны и концы этих валов пропущены в подшипники трения скольжения 30 закрепленные в отдельностоящие стенки 29, производят прокручивание валов 3 с колодками 4 в ранние установленные статоры 2, С помощью болтов 7 корректируют положение статоров 2 по отношению к эллипсным колодкам 4.

Затем опускают отсекатели 8 в сари шахты, предварительно смазав поверхности маслом.

Все поверхности корпуса 1 м подвижные детали должны быть отшлифованы, зазоры между ними должны быть минимальными.

Эти же условия .должны быть выдержаны для турбины 14. .Концы вала 15 опираются на подшипниках трения скольжения 1 закрепленные в отдельностоящие стены 29. Синхронная работа обоих рабочих валов 3 обеспечивается шестернями. Один вал 3 является ведущим и.связан с ротором генератора электрического тока.

Вал 15 турбины 14 связан с другим генератором тока.

Конструктивная связь между отсекате- лями 8 и эллипсной колодкой 4 осуществляется катками 9, которые работают по принципу трения качения по отношению к поверхности эллипсной колодки.

По отношению отсекателя 8 по принципу трения скольжения. Остальные подвижные детали связаны только своими функциональными положениями.

Отсекатель 8 под действием пара высокого давления может быть выкинут из своей шахты.

Для того чтобы этого не произошло от- секатель 8 выполняется весом превышающий силы давления пара. Такое положение снижает нагрузку на поверхность эллипсной колодки 4 и катка 9.

Поскольку с обеих сторон отсекателя 8 действует пар одинакового давления и между поверхностью отсекателя 8 и корпуса 1 минимальный зазор, который заполнен маслом, то износ деталей незначительный, что

обеспечивает долговечность турбины.

Турбина работает следующим образом.

До начала работы турбины проверяют

наличие масла в маслопроводах 21 и 22,

также в подшипниках 30 и в кожухах 33.

После перечисленной готовности медленно открывают паровую задвижку (в чертежах не показана).

Пар по паропроводу 11 охватывает турбину с обеих сторон, давит на поверхность элл и пен ых колодок заставляя их вращаться вокруг оси каждого рабочего вала 3, которые

на своих концах имеют шестерни 32, обеспечивающие синхронность вращения эллипсных колодок 4, от чего зависит работоспособность турбины.

Наличие трех камер и наличие двух вершин в каждой эллипсной колодке 4 обеспечивает плавность работы валов 3.

Камера 10 заполнена паром 12.

На фигуре 5 эллипсная колодка 4 соседней камеры находясь своим большим диаметром под 45° к вертикали, тем самим вершиной эллипсной колодки в точке 28 перекрываетточку 27, вход в камеру 10 в которой оказался пар высокого давления, который уже успел заставить повернуться эллипсную колодку 4 и рабочий вал 3 по вернуться на 45°.

Пойманный пар уже не влияет на зллип- сную колодку и рабочего вала 3, при этом сохраняя первоначальное давление.

Продолжая вращения эллипсной колодки 4, последняя своей нижней вершиной

проходит отверстия каналов 13 и тогда пар высокого давления из замкнутой камеры 10 вырывается и по каналу 13 вращает турбину 14, которая способна вращать ротор самостоятельного электрогенератора тока.

Только после изложенного отработанный пар вырывается в атмосферу через трубу 16.

Технико-экономическая эффективность . предлагаемой турбины слагается за счет отсутствия дорогостоящих лопаток, не обеспечивающих гарантию от возможных аварий; за счет ликвидации щелей, сквозь которые имеет место потеря пара в известных турбинах и за счет ликвидации массы

мелких и крупных деталей.

Формул а изобретения Двухступенчатая паровая турбина, содержащая корпус с размещенным в нем ротором, выполненным в виде, по крайней мере, двух установленных на подшипниках

трения скольжения валов, соединенных между собой посредством механизма для передачи вращения, свободные концы подсоединены к электрогенераторам тока, при этом во внутренней полости корпуса установлены с образованием камер перегородки и диафрагмы, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности, она дополнительно снабжена колодками, отсе- кателями и статорами, причем колодки выполнены эллипсного сечения и установлены

0

со свободой перемещения на валах, отсе- кзтели выполнены с катками и установлены с опиранием на колодки, а статоры закреплены на корпусе и выполнены с каналами для подачи пара из первой ступени турбины во вторую, при этом валы ротора установлены в корпусе между перегородками параллельно друг другу, диафрагмы приварены к валу второй ступени, а механизм для передачи вращения выполнен в виде шестерней.

Фце,Б

Использование: в энергетике. Сущность изобретения: паровая турбина выполнена двухступенчатой. В качестве рабочего элемента в турбине использована система эллиптических колодок с механизмом передачи вращения в виде шестерней. 6 ил.