Проточная часть паровой турбины Советский патент 1981 года по МПК F01D1/04 F01D9/04 

(54) ПРОТОЧНАЯ ЧАСТЬ ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ

Изобретение относится к области турбостроения и может быть использовано, например, в частях низкого давления мощных паровых турбин для ТЭС и АЭС. Известны проточные части паровой турбины, в которых поток за нижним ярусом разделен перегородкой на два потока, один из которых проходит на последнюю ступень, а другой поворачивается на 180 к верхнему ярусу предпоследней ступени 1J. Известные решения, обладающие рядом преимуществ, не могут быть реализованы в современных паровых турбинах в их габаритах. Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаем му результату является проточная часть 2 , содержащая двухъярусное рабочее колесо предпоследней ступени, нижний ярус которого сообщен по рабочему телу с направляющим аппара том последней ступени непосредствен но и с направляющим аппаратом верхнего яруса«через поворотную камеру. При этом поворотная камера вь1полнен в виде кольцевого патрубка, в котором установлены дополнительные пово ротные лопатки. Однако в этих устро ствах иск.точается возможность поворота потока с малым уровнем потерь, они не могут быть реализованы в современных паровых турбинах в допустимых осевых га.баритах. Цель изобретения - уменьшение осевых габаритов и повышение экономичности.. Для достижения этого в проточной части, содержащей двухъярусное рабочее колесо предпоследней ступени, нижний ярус которого сообщен по рабочему телу с направляющим аппаратом последней ступени непосредственно и с направляющим аппаратом верхнего яруса через поворотную камеру, входная часть поворотной камеры выполнена в виде каналов в лопатках напра вляюще о аппарата последней ступени. При этом выходная часть камеры выпол нена в виде попых патрубков, установленных на входе в межлопаточнше каналы направляющего аппарата верхнего яруса. На фиг. 1 изображена проточная часть, продольный разрез; на фиг. 2 сечение А-А фиг. 1 на фиг. 3 - сечение Б-Б фиг. 1 на фиг. 4- - сече-, аие В-В фиг. Ij на фиг. 5 - вид Г на фиг. 1; на фиг. 6 - сечение Д-Д

иг, 5; на фиг. 7 - сечение Е-Е иг. 6; на фиг. 8 - проточна|Я часть вариант .выполнения с промежуточной камерой на фиг. 9 - вид ж на фиг. 8; на фиг. . 10 - сечение 3-3 Фиг. 9-, на фиг. 11 - сечение И-И фиг. 10; на фиг. 12 - сечение К-К фиг. 10; на

фиг. 13 - сечение Л-Л фиг. 10; на фиг. 14 - сечение М-М фит . 10; на иг.- 15 - сечение Н-Н фиг. 10; на фиг. 16 - сечение О-О фиг. 10.

Предлагаемая проточная часть (фиг. 1) содержит ротор 1, на котором установлены рабочие лопатки - двухъЯрусная 2, разделенная на нижний 3 и верхний 4 ярусы, и последней ступени 6. Диафрагма последней ступени имеет тело, направляющие лопатки 8с внутренними полостями 9, явля 4иеся пояоротными камерами, и отверстия 10 на входных кромках (фиг.

2). Межлопаточные каналы 11 диафрагмы 7 поеледней ступени ограничены по верхнему меридианальному ободу составной перегородкой 12 (фиг. 1 и 3).

-Над обтекателем 13 диафрагмы 7 (расположеи направляющий аппарат 14 верхнего яруса, имеющий лопатки 15. Йнутре ние полости 9 лопаток соеБ(Инены с .межлопаточншли каналами 16 направлякедего аппарата верхнего яруа, так что стенки 17 лопаток 8 состыкованы со стенками 18 лопаток 15

(фиг. 3 и. 4).

Между элементами перегородки 12 аждого меислопаточного канала 11 последней ступени и обтекателем 13 выполнена щель 19. Части межлопаточ«ых каналов 11 лопаток 8, ограниенные перегородкой 12 и ободом 20 иафрагмы, соединены посредством отверстий 21 с камерой отбора 22. Кшлера отбора 22 соединена такЯсе с внутренними полостями 9 посредством отверстий 23. Отверстия 21 и 23 соединены кольцевой проточкой 24. fla

мерндианальном ободе направляющего аппарата sepiCijero. яруса выполнены отверстия 25, соединенные с камерой 22 (фиг. 1, 6, 7). Входная кромка 26 сТенки 17 со стороны внутреннего профиля лопатки выдвинута относительно другой крсмики 27 в сторону иредаюствующей двухъярусной рабочей лопатки 2 (фиг. 2).

Во внутренних полостях 9 установлены решетки, поворотные лопатки 28 и 29 с телесными профилями, закрепленные на стенках 17.

На фиг. 8 показан другой вариант выполнения проточной части, где перед направляющим аппаратом 14 верхнего яруса с лопатками 30 организована камера 31, соединенная с внутренни-ми полостями 9 направляющих лопаток 8 последней ступени и межлопаточнымй каналами 32 направляющего аппарата 14 верхнего яруса. Число лопаток 0 больше, чем число лопаток 8.

Направляющие лопатки 8 последней ступени выполнены сотверстиями 10 на их входной части начиная от перегородки 33, расположенной между стенками 17 полости 9 (фиг. 10, 13), До перегородки 33 лопатка 8 не имеет отверстий на входной части (фиг. 14). Каждый иг, межлопаточных каналов 11 лопаток 8 ограничен обтекаемыми перегородками 34 (фиг. 15). Между перегородками 34 и обтекателем 13 выполнены щели 35, соединяющие каналы 11 с камерой 31 (фиг. 16). Камера 31 соединена с камерой отбора 22 посредством отверстий 36. Между стенКами 17 лопаток 8 установлена поворотная лопаточная р шетка 37.

При работе турбины пар расширяется в нижнем ярусе 3 двухъярусной. рабочей лопатки- 2 и поступает на направляющие лопатки 8 диафраг лы 7 последней ступени. Часть пара межлопаточным каналам 11 диафрап4ы 7, расширяясь в них, проходит a рабочие лопатки б последней ступени. В меридиональной плоскости поток, проходящий по каналам 11, ограничен телом диафрагмы и перегооодками 12, установленными в каждом канале.

Другая часть потока проходит через отверстия 10 на входных кромках направляющих лопаток 8 (вход в поворотную камеру) и поступает во внутренние полости этих лопаток, являющиеся поворотными камерами. Во внутренних полостях 9 для организации поворота потока с безотрывным обтеканием и малым уровнем потерь установлены два ряда направляющих лопаток 28 и 29. Поворачиваясь во внутренних каналах, поток поступает в межлопаточные каналы 16 направляющего аппарата 14 верхнего яруса с лопатками 15, расщиряется в них и поступает на рабочие лопатки верхнего 4 яруса. Таким образом, перепуск и поворот части потока на верхний ярус осуществляется через внутренние полости направляющих лопаток последней ступени, соединенные.с межлопаточными каналами ступени верхнего яруса.. Регенеративный отбор осуществляется от обоих потоков : из потока, идущего на последнюю ступень, через щель 19 обтекателем 13 и перегородками 12 и далее, через отверстия 21 в Ободе 20 диафрагмы в камеру отбора 22,. из потока верхнего яруса через отверстия 23 в камеру отбора 22. Влага, протекающая по верхней ограничивакицей поверхности межлопаточных каналов направляющего аппарата верхнего яруса, поступает в камеру отбора 22 через дренирующие отверстия 25. Входные кромки 26 и 27 входных отверстий 10 сдвинуты относительно друг друга в осевом «алравлении. что обеспечивает оседание на внутрен них стенках крупных капель влаги. При другом варианте выпопнения устройства (фиг. 8), с целью независимого выбора числа направляющих лоп ток 30 верхнего и 8 нижнего ярусов (при их неравных лсоличествах) поток после внутренних полостей 9 поступает в общую сборно-распреде.питель ую камеру 31 и далее в межлопарочные ка налы 32 напра яющёго аппарата 14 верхнего яруса. Отбор в этом случае осуществляется череч щели 35 в общую камеру 31 и через отверстия 36 в камеру отбора 22. Разделение потока может осуществляться либо по всей высоте входной части лопаток 8 (фиг. 1, 6), либо на части ее высоты (фиг. 8, 10). В последнем случае корневая зона направляющих лопаток 8 выполняется обычным способом (фиг. 14), а поток направляемый на поворот, отсекается перегородкой 33. При этом полностью исключается влияние поворота потока к верхнему ярусу на работу корневой зоны последней ступени. Таким образом, реализация предлагаемого устройства обеспечивает- подвод рабочего тела к верхнему ярусу при минимальных осевых габаритах и повышение экономичности проточной

22

213

2l

иг. асти за счет уменьшения потерь при овороте потока. Формула изобретения 1.Проточная часть паровой турбины, преимущественно цилиндра низкого давления, содержащая двухъярусное оабоче колесо предпоследней ступени/ нижний ярус которого сообщен по рабочему телу с направляющим аппаратом последней ступени непосредйтвенно и с направляющим аппаратом верхнего яруса через поворотную, самеру, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения осевых габаритов и порышения экономичности, входная часть поворотной камеры выполнена в виде каналов в лопатках направляющего аппарата последней ступени. . 2.Проточная часть по п. 1, о т лич.ающаяся тем, что выходная часть камеры выполнена в виде полых патрубков, установленных на входе в межлопаточные каналы направляющего аппарата верхнего яоуса. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент Германии № 431915, кл. 14 с 4/01, 1923. 2.Патент Франции № 536324, кл. 14 с 12, 1922 (прототип).

-Iff /7

8

22

W

фуг. 8 $t/z. /0

Bvd Ж

Фи9.9 id f :fl Л1 (Sug./f

/Г-/Г

Фиг

(I-/I

Д-/У

фиг. J

н-н

фуг. 15

IS

п.