Диафрагма для турбомашины Советский патент 1975 года по МПК F01D25/24 

I

Изобретение относится к области турбомашиностроения и может быть использовано при проектировании и модернизации турбомашия, например паровых или газовых турбин.

Известны диафрагмы для турбомашины, разделенные горизонтальным разъемом на две половины, содержащие тело, обод, направляюпхий аппарат и лабиринтовые уплотпения, В таких диафрагмах обе половины в нерабочем состоянии плотно прилегают друг к другу по разъему. Недостатком известных диафрагм является нарушение плотности стыков горизонтального разъема в рабочих условиях из-за более высокой температуры тела диафрагмы вблизи уплотнений по сравнению с температурой направляющего аппарата и обода. Разность этих температур, достигающая нескольких десятков градусов, обуславливается попаданием в уплотпения через разгрузочные отверстия диска более горячего пара из камеры предыдущей ступени. Разпость температур по радиусу диафрагм 51 вызывает выпучивание плоскостей разъема обеих половин. Это выпучивание приводит к деформации лапок, разработке установочных зазоров по ланкам и раскрытию горизонтального разъема обойм и диафрагм. Раскрытие разъема диафрагм может достигать нескольких миллиметров. Одновременно происходит подъем расточки диафрагмы (ее расцептровка) и, следовательно.

зазоры в уплотнениях верхней половины увеличиваются, а уплотнения нижней половины изнашиваются. Указанные деформации являются источником потерь энергии из-за паразитных протечек рабочего тела через раскрытый разъем диафрагмы и обоймы и повышеппых протечек через увеличенные зазоры п уплотнен.иях. Возможность нопадания в раскрытый разъем посторонних тел (грата, солей,

окалины) усугубляет недостаток известных диафрагм.

Предлагаемая диафрагма отличается от извеетных тем, что поверхности разъема выполнены симметрично наклоненными от центра к периферии относительно плоскости разъема.

Такое выполнение диафрагмы позволяет уменьшить протечки пара по стыку разъема и уплотнениям.

На фиг. 1 изображена описываемая диафрагма в рабочем состоянии; на фиг. 2 - то же, в холодном состоянии; на фиг. 3 - сечение по А-А па фиг. I; на фиг. 4 - горизонтальный разъем верхней половины диафрагмы.

Диафрагма состоит из двух половин - верхней и нижней, каждая из которых содержит тело 1, обод 2, направляющие лопатки 3, лабиринтовые уплотнения 4, уплотняющие

накладки (или бурты) 5 и опорные лапки 6.

В холодном состоянии между поверхностями Б и В разъема обеих половин диафрагмы образуется зазор а. Величина этого зазора увеличивается от периферии к центру диафрагмы в соответствии с paicпpeдeлeн;иeм темнератур но радиусу и может быть рассчитана по формуле

а nRu. (t - ti), где / -расстояние рассматри-ваемой точки

разъема от оси расточки диафрагмы;

/ -температура металла в рассматриваемой точке; ti - температура металла на нериферии

обода.

Величина зазора на периферии обода при R RI я i ti равна ai 0.

Величина зазора в центральной части диафрагмы вблизи уплотнения (при R Rz и / /2) максимальна и равна

«.2 (2 - l).

Если температуры гиперболически распределяются по радиусу диафрагмы, то зазор может изменяться по линейному закону.

Ввиду незначительных радиальных перепадов температуры в ободе диафрагмы и из технологических соображений зазор а в холодном состоянии может быть равен нулю.

В рабочем состоянии под действием возникающего радИального перепада температур происходит выпучивание поверхностей Б и В разъема обеих половин диафрагмы и их смыкание, т. е. уничтожение зазора а по всей поверхности разъема. Накладки 5 препятствуют попаданию посторонних тел в раскрытый на переменных режимах зазор а.

Предмет изобретения

Диафрагма для турбомашины с плоскими поверхностями горизонтального разъема, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения протечек, поверхности разъема выполнены симметрично наклоненными от центра к перифери1и относительно плоокости разъема.

(Риг