Паровая турбина Советский патент 1981 года по МПК F01D9/00 

(54) ПАРОВАЯ ТУРБИНА

Изобретение относится к паротурбостроению, в частности к судовым паротурбинным установкам. Известны паровые турбины, в которых впуск свежего пара осуществляется через клапанную коробку органов парораспределения, установленную на турбине. Клапанная коробка органов парораспределения имеет различную конструкцию и, как правило устанавливается на корпусе турбины высокого давления и соединяется с ним или фланцем, или сваркой, или отливается заодно с верхней половиной корпуса. Органы парораспределения включают в себя блок маневровых клапанов перед него (ПХ) и заднего хода (ЗХ) и быстрозапорный клапан (БЗК), а также сопловые и байпасные клапаны. В клапанной коробке расположены только клапаны ПХ, сопловые и байпасные клапаны, а клапаны ЗХ и БЗК расположены в отдельной клапанной коробке, установлен ной и закрепленной на судовом фундаменте рядом с турбиной высокого давления 1 Недостаток конструкции состоит в том, что из-за жесткого соединения клапанной коробки с наружным корпусом турбины такое соединение не теплоэластично. Когда в эксплуатации в элементах клапанной коробки возникает неравномерное тепловое поле, это приводит к возникновению недопустимо больших напряжений в конструкции. Такой случай имеет место, если все клапана парораспределения, в том числе клапан ЗХ и клапан дроссельно-увлажнительного устройства (ДУУ, располо жены в клапанной коробке. Такая ситуация делает конструкцию ненадежной. Одним из следствий этого явился вынос клапанов ЗХ и БЗК в отдельную коробку на судовом фундаменте, что усложнило конструкцию из-за дополнителышх трубопроводных связей, а это, кроме того, обусловило возникновение дополнительных шумов и вибрации, обусловлен38ных отдельной коробкой и турбулизаци потоков за ее клапанами. Известна также паровая гурбгша, с держащая внутренний и внешний корпусы парораспределительные органы, размещенные в общей клапанной коробке, включающие привод и регулирующие кла паны, диффузоры последних выполнен соосно горловинам внутреннего корпус а внешний корпус снабжен сильфонами Однако такая паровая турбина не обеспечивает компенсации всех тепловых перемещений и возникающих термических напряжений. Разность температур в элементах турбины и между ее элементами вызывает коробление стенок внутреннего корпуса, потерю соосности между клапанами и седлами и неплотное закрытие клапанов. Подво свежего пара к клапанной коробке через стенку внешнего корпуса, а также несимметричный подвод пара к соплам вызывает несимметричные нагрузки на корпус и повьтает виброактивность и уровень шума. Цель изобретения - повышение надежности , снижение шума и вибрации. Указанная цель достигается тем, что клапанная коробка вьтолнена съем ной, установлена на внешнем корпусе и соединена с ним взаимноперпендикуляркыми скользящими или гибкими опорами, а сильфоны внешнего корпуса со единены с диффузорами регулирующих клапанов. На фиг. 1 представлена турбина с клапанной коробкой на скользящих опорах, продольный разрез; на фиг.2 то же, разрез А-Л на фиг. 1, попереч ный разрез; на фиг. 3 - типовой узел соединения диффузора клапанной коробки с паровпускной горловиной одно го из внутренних корпусов (узел 1 на фиг. 1) иа фиг. 4 - турбина с клапанной коробкой на гибких опорах, пр дольный разрез; на фиг. 5 - разрез В-В на фиг. 4. Паровая турбина фиг. 1 и 2) соде жит внутренние корпуса 1 и 2 всережимной турбины переднего хода, всережимной турбины заднего хода и дрос сельно-увлажнительное устройство 3 с соответствующими клапанами 4-6, размещенными в общей клапанной короб ке 7. Клапанная коробка 7 соединена с внешним корпусом 8 турбины при помощи четырех скользящих лап 9, образукяцих шпоночную крестовину, фиксиру ящую клапанную коробку 7, но не препятствугощую ее тепловым расширениям. Короткие патрубки-диффузоры 10 напрямую и подвижно соединяются с паровпускными .горловинами 11 соответствующих внутренних корпусов 1 и 2. Диффузор 10 (фиг. 3) соединяется с соответствующей горловиной 11 плавающим кольцом 12 в области избыточных давлений и сильфоном 13 - в полости вакуума. На фиг. 4 и 5 представлена конструкция паровой турбины с клапанной коробкой 7, соединенной с внешним корпусом 8 четырьмя попарно взаимноперпендикулярными гибкими опорами 14. При работе турбины пар от пароперегревателя поступает в клапанную коробку 7 и, в зависимости от заданного режима работы, распределяется по внутренним корпусам 1 и 2 через соответствующие открытые клапаны 4 и 5. При любом режиме работы, благодаря тештозластичности конструкции, обеспечивается свобода тепловых расширений как в соединении клапанной коробки 7 с внешним корпусом 8, так и в местах соединения диффузора 10 с горловинами 11. Плавающие кольца 12 и сильфоны 13 обеспечивают плотность этих соединений и необходимую свободу тепловых перемещений. Таким образом, настоящее изобретение позволяет существенно сократить габариты паротурбинной установки за счет исключения парораздаточных труб от клапанной коробки к соответствующий корпусам, а также значительно снизить шум и вибрации за счет того, что короткие прямые патрубки,соединяющие клапанную коробку с горловинами внутренних корпусов, выполненные с профилированными диффузорами, не вызывают турбулизации пара за клапанами, отсутствуют распорные силы от труб, стремящиеся сместить взаимное положение узлов турбины, а также за счет присоединенной массыорганов парораспределения, которая снижает величину возможных ускорений i 6-8 раз. Формула изобретения Паровая турбина, содержащая внутренний и внешний корпусы, парораспределительные органы, размещенные в общей клапанной коробке, включ чющие привод и регулирующие клапаны, диффузоры последних выполнены соосно горловинам внутреннего корпуса, а внешний корпус снабжен сильфонами, отличающаяся тем, что, с целью повьпиения надежности, снижения шума к вибрации, клапанная короб ка выполнена съемной, установлена на внешнем корпусе и соединена с ним . взаимно-перпендикулярными скользящими или гибкими опорами, а сильфонь

662456

внешнего корпуса соединены с диффузорами регулирующих клапанов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 5 1. Курзон А.Г. Конструкция паровых турбин. Л., Судпромгиз, 1950, с. 242-244, 375-378.

2. Авторское свидетельство ЧССР № 152819, кл. 14 & 22/01, опублик. 1974.