Поворотная регулирующая диафрагма турбины Советский патент 1978 года по МПК F01D9/02 

1

Изобретение относится к области турбостроения и может быть использовано при производстве теплофикационных турбин.

Известны новоротные репетирующие диафрагмы, состоящие из неподвижной разъемной диафрагмы, имеющей специальные сопла, и из разъемного новоротного кольца, расположенного по ходу пара перед диафрагмой. В поворотном кольце имеются расположенные соответственно соплам концентрические окна, размещенные так, что при смещении поворотного кольца перекрываются или полностью открываготся каналы сопл 1.

Иедостатком такой поворотной регулирующей диафрагмы является отсутствие разгрузки диафрагмы от осевых усилий, вызванных значительным перепадом давлений пара, особенно в закрытом положении, что требует больших усилий для смещения поворотного кольца.

Изрестны другие поворотные регулирующие диафрагмы теплофикационных турбин с паровой разгрузкой поворотного кольца, содержащие покрывающие полукольца с разгрузочными камерами, соединенными разгрузочными каналами с пространством за поворотным кольцом 2.

При работе турбины по тепловому графику, когда иоворотная диафрагма полностью закрыта, имеет место снижение экономичности раооты туроины вследствие того, что через разгрузочные каналы в часть низкого давления ностунает значительный расход пара, тенло которого теряется в конденсаторе.

Цель нзобретения - повышение экономич ностп.

Поставленная цель лЮстигается тем, что в разгрузочных камерах }-становлены запорные клапаны для перекрытия разгрузочных каналов.

На фиг. 1 изображена диафрагма, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; иа фиг. 3 - узел I па фиг. 1.

Поворотная регулирующая диафрагма содержит диафрагму 1, поворотное кольцо 2, покрывающие полукольца 3 с разгрузочными камерами 4, соединенными с пространством за новоротным кольцом разгрузочными каналамп 5, выполненными в перегородках между окнамн поворотного кольца. Диафрагма 1 и новоротное кольцо 2 состоят из двух половин, сболченных по горизонтальному разъему. Покрывающие полукольца 3 выполнены отдельно в верхней половине диафрагмы и в пильней и крепятся к диафрагл1е 1. Поворотное кольцо 2 опирается на диафрагму 1 только в районе опорных поясков. По остальной поверхности выполнен осевой зазор 6, служащий

для облегчения поворота кольца 2 и организации протечки пара для охлаждения ступеней части низкого давления турбины.

Разгрузочные камеры 4 уплотнены от окружающего пространства буртами. Между этими буртами и поворотным кольцом предусмотрены осевые зазоры 7, определяющие утечку пара через разгрузочные каналы в часть низкого давления турбины. В полукольцах 3 соосно с входами в разгрузочные каналы 5 поворотного кольца 2 в положении его полного закрытия выполнены отверстия, в каждом из которых установлен стакан 8 с прикрепленным к нему сильфоиом 9. К дну 10 снльфона 9 прикреплен клапан, состоящий из штока И и тарелки 12. Снаружи штока установлена пружина 13, опирающаяся одним торцом в дно 10 сильфона 9, а другим - в бурт 14 стакана 8, служащий направляющей штока клапана. Между дном 10 сильфона 9 и крышкой 15 стакана 8 предусмотрен упор 16, фиксирующий положение тарелки 12 клапана в осевом направлении. Стакан 8 вместе с клапаном и сильфоном 9 образуют отдельный съемный блок, прикрепленный к полукольцу 3, например, с помощью болтов. Сильфон 9 соединен с источником рабочего тела (пар) трубопроводом 17, на котором установлен запорный вентиль 18, и далее коллекторами 19, приваренными к полукольцам 3, затем отверстиями 20 в полукольцах 3 и отверстиям 21 в стакане 8. После вентиля 18 выполнен трубопровод 22 с вентилем 23, соединяющий камеры 24 сильфона 9 с пространством за новоротной регулирующей диафрагмой, например с выхлопной частью турбины.

Работает новоротная регулирующая диафрагма следующим образом.

После полного закрытия поворотного кольца 2 в часть низкого давления турбины пар поступает как через зазоры 6, так и через зазоры 7, проходя через разгрузочные камеры 4 и разгрузочные каналы 5 в пространстве за поворотным кольцом 2. Открытием запорного вентиля 18 на трубопроводе 17 пар из отбора турбины подается в камеры между сильфонами 9 и стаканами 8 через коллекторы 19 и отверстия 20 и 21. Под действием нерепада давления ироисходит сжатие сильфона 9 и пружины 13 и перемещение щтока 11 и тарелки 12 клапана до упора ее в поворотное кольцо 2. При этом тарелка клапана закрывает доступ пара из разгрузочной камеры 4 в разгрузочные каналы 5. Охлаждение ступеней части низкого давления осуществляется паром, протекающим через зазоры 6. Перед открытием поворотного кольца 2 запорный вентиль 18 закрывают, а вентиль 23 на трубопроводе 22 открывают. При этом давление в камере 24 сильфона 9 упадет и тарелка 12 клапана цод действием сил

упругости пружины 13 и сильфона 9 возвратится в исходное положение, фиксируемое упором 16. Доступ пара в разгрузочные каналы 5 при этом открывается, обеспечивая разгрузку кольца 2 от осевых усилий.

Все клапаны можно разбить на несколько групп с отдельными подводами рабочего тела на сильфоны каждой группы, что позволит при необходимости регулировать расход пара через разгрузочные каналы путем изменения

количества закрытых клапанов.

Вследствие герметичности сильфонов система подвода рабочего тела к приводам является безрасходной, что обуславливает небольшие диаметры трубопроводов и компактность

всей системы.

Таким образом, применение данной новоротной регулирующей диафрагмы в теплофикационной турбине позволяет исключить утечку иара через разгрузочные каналы нри работе турбины но тенловому графику и тем самым повысить ее экономичность.

Формула изобретения

Поворотная регулирующая диафрагма турбины с наровой разгрузкой новоротного кольца, содержащая нокрывающие нолукольца с разгрузочными камерами, соединенные разгрузочными каналами с пространством за

поворотным кольцом, отличающаяся тем, что, с целью повышения экономичности, в разгрузочных камерах установлены запорные клапаны для перекрытия разгрузочных каналов.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Щегляев А. В. Паровые турбины. М-Л., «Госэнергоиздат, 1955, с. 306-308.

2.Тубянский Л. И., Френкель Л. Д. Паровые турбины высокого давления ЛМЗ им.

Сталина (конструкция и обслуживание), М- Л., «Госэнергоиздат, 1953, с. 86-90.

JЛ-Д(закрыто)

фиг.2

18

Риг.З