Направляющий аппарат паровой турбины

(19) (11) 11 1 Р 01 Р.9/О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Т ПАРОВОЙ(54) Н ТУРБИН (57) И ляющим позвол пени с АПРАВЛЯЮЩЫ бретени ппарата тносится к направурбин. Изобретение КПД турбинной стураскрытием пропутем улучшения аметров пара по выет повыситьмеридианнымчасти (ПЧ)деления парочнои распр ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(56) Заявка Франции2523642,кл. Р 01 Р 9/02, опублик, 1983.Авторское свидетельство СССР726358, кл. Р 01 Р 9/09, 1978 соте лопатки (Л) и снижения концевых потерь энергии. Направляющий аппарат состоит из криволинейных направляющих Л 1, ограничивающих поверхностей (П) 2 и 3. Образующие 4 П 5 лопатки 1, в том числе и образующая 4, расположенная в горловом сечении 6, выполнены в соответствии со следующим выражением в полярной системе координат:= (а, г + + а,г + а,)а 1/2(г - К) + а (г -- К) + а 1 пг/й, 1 где, гдето - угловая координата точки образующей, за положительное направление которой принято направление вращения рабочего колеса, К, и К - корневой и периферийный радиусы в выходном/ Фсечении направляющего аппарата; г - длина радиуса вектора точки обра" зующеи (Кк 4 Г 4 Кп), аг + а 2 г +полином второй степени, выра" заданный закон распределения1268 меридианных поточных углов по высоте Л 1; а а , а, - постоянные коэффициенты, зависящие от закона распре деления меридианных поточных угловьпо высоте Л; 6- угол между касательной к образующей 4 Л 1 в данной точке и радиальным направлением в точке касания, значение которого определяется из соотношения; зхп 6(а,г + а,г + а,) габт Ксги, где Й - периферийный угол раскрытия ПЧ в меридианной плоскости; Ощ - .геометрический угол профиля Л 1 в сечении, нормальном ее образующей. 748Линии тока рабочего тела, движущегося при условии максимального расхода при заданном перепаде давленийв направляющем аппарате, распределяются по высоте Л 1 в соответствии,с йормой П 2 и 3, При этом в области горлового сечения б.поток параподжимается к внешней П 2 таким образом, что меридианный поточный уголстановится равным меридианному углуО раскрытия НЧ, вследствие чегоимеет место безотрывное течение рабочего тела со сниженным уровнемконцевых потерь энергии. 4 кл, 1Изобретение относится к конструированию направляющего аппарата турбинной ступени и может найти применение в турбиностроении.Цель изобретения - повышение КПД турбинной ступени с меридианным раскрытием проточной части путем улучшения распределения параметров пара по высоте лопатки на линии геометрических горл и снижения концевых потерь вследствие течения пара с максимальным расходом при заданном перепаде давлений на направляющей решетке.На фиг.1 изображена схема турбинной ступени с меридианным раскрытием проточной части на Фиг.2 - направляющий аппарат со стороны выходных кромок криволинейных лопаток, общий вид на фиг.3 - профиль криволинейной лопатки в сечении плоскостью, перпендикулярной образующим ее поверхностиф на фиг.4 - полярная система координат, расположенная в плоскости, перпендикулярной оси турбины, в которой строится образующая криволинейной лопатки.Направляющий аппарат состоит иэ криволинейных направляющих лопаток 1, внешней ограничивающей поверхносн 2 и внутренней органичивающей поверхности 3. Направляющие лопатки 1 имеют геометрические углы профиля б в сечении плоскостью, перпендикулярной образующим 4 поверхностей 5 лопаток. Образующие 4 поверх+ а, (г-Кк) + аз п 1 г 8 ог -д - угловая координата точки образующей, за положительное на-К,)15где правление которой принято направление вращения рабочего колеса 8,К, К - корневой и периферийный радиусыв выходном сечении направляющегоаппаратаг - длина радиусавектора точки образующей(К" г К); а г 2 + а 2 г+ а 1 - полином второй степени,выражающий заданности 5 направляющей лопатки 1, втом числе и образующая 4, расположенная в горловом сечении б направляющего аппарата, наклонены в плос кости (имеют наклон), перпендикулярный оси 7 турбины в направлении,противоположном направлению вращения рабочего колеса 8, и выполненыв соответствии со следующим выражением в полярной системе координат:1268748 4углов потока по высоте направляющейлопатки 1.Линии тока рабочего тела, движущегося при условии максимального рас 5 хода при заданном перепаде давлений в направляющем аппарате, распределяются по высоте лопатки 1 в соответствии с формой ограничивающихповерхностей 2 и 3. При этом у периферии (в области горлового сечения6, направляющего аппарата)поток параподжимается к внешней ограничивающей поверхности 2 так, что меридианный поточный угол становится равным меридианному углу О раскрытияпроточной части, вследствие чегоимеет место безотрывное течениерабочего тела со сниженным уровнемконцевых потерь энергии. азаз зп о = - (а,г+а, г+а,) гуОср ы25 где О - периферийный угол раскрытия проточной части в меридианной плоскости,Йгн - геометрический угол профилялопатки 1 в сечении, нормальном ее обРазующей.Полярная система координат (фиг.4) состоит из полюса, которым является точка О, лежащая на оси 7 турбины и полярной оси 9, за положительноеЗ 5 направление которой принято направление от полюса О к точке К, являющейся корневой точкой образующей 4. Положительное направление угловой40 координаты з совпадает с направлением вращения рабочего колеса 8, Угол о наклона направляющей лопатки 1 определяется в плоскости, перпендикулярной оси турбины, как угол между касательной 10 к образующей 4 в данной точке и радиальным направлением в этой же точке. Форма криволинейных направляющих лопаток 1, необходимая для достижения оптималь 50 ного распределения параметров рабочего тела по высоте лопатки 1 и эффективного снижения концевых потерь энергии при наличии меридианного раскрытия проточной части, полностью55 определяется формой последней, профилем лопатки 1 в нормальном сечении (величиной угла зон ) и заданным законом распределения меридианных- Н) + а, (г - К) + а 1 п - 1.г 8 о з где 3ный закон распределения меридианных поточных углов по высотенаправляющей лопатки 1,постоянные коэффициенты, зависящие от законараспределения меридианных поточных углов по высоте лопатки,угол между касательной к образующей 4 лопатки1 в данной точкеи радиальным направлением в точке касания, значение которогоопределяется изсоотношения Формула из об ре те ни я Направляющий аппарат паровой турбины с криволинейными лопатками, имеющими наклон в направлении, противоположном направлению вращения рабочего колеса, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения КПД турбинной ступени с меридианным раскрытием проточной части путем улучшения распределения параметров пара по высоте лопатки на линии геометрических горл и снижения концевых потерь вследствие течения пара с максимальным расходом при заданном перепаде давлений на направляющем аппарате, образующие поверхности лопаток выполнены в соответствии со следующим выражением полярной системе координат 2= (а гз + а г + а,)-(гз д - угловая координататочки образующей,за положительноенаправление которойпринято направление вращения рабочего колеса; г - длина радиуса-вектора точки образующей (К г ( К);3корневой и периферийный радиусы в выходном сечении направляющего аппаратапостоянные коэффициенты, зависящие от закона распределения меридианных ПОТОЧНЫХ УГЛОВ ПО высоте лопатки, угол между касательной к образующей лопатки в данной точке и радиальным 1268748 а , а а,з 1 по = -(а, г 2+а 2 т+а,) С 80 цКсен 1 1 Огде Оо - периферийный угол раскрытия проточной части в меридианнои плоскости,бн - геометрический угол профиля лопатки в сечении,нормальном ее образующей. Составитель В. Г Техред И,Попович о Корректор А. Тяско 500 Подписно твенного комитета СССР ретений и открытий -35, Раушская наб д. аказ 6008/32 Тиражсударм изоква,НИИПК по дел 113035, Иоиятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4 еское пр Редактор Н,.Марголи роизводственно-поли Ьнаправлением в точке касания, значение которого определяется из соотно"шения