Выхлопной патрубок турбомашины

(51)5 Р 01 Р 25/30 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТГ 1 О ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТПРИ ГННТ ССО ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ А(46) 07.1.90. Бюл.41 (71) Московский энергетический институт (72) В. ф, Касилов, В. А, Конев,Л. И. Селезнев, В. Н. Денисови Л. К., Шпикалов (53) 621.165(088.8) (56) Паровая турбина К-240 ХТГЗ./Подред., Ю. Ф. Косяка. - М.: Энергоиздат,1982, с. 29 - 36, рис. 3.1.(54) ВЫХЛОПНОИ ПАТРУБОК ТУРБОМАШИНЫ (57) Изобретение относится к турбостроению, может быть использовано в цилиндрахнизкого давления паровых турбин и позволяет повысить экономичность и надежностьпатрубка. Сборная камера 4 патрубка образована торцовой, передней и боковыми стенками 5, 6 и 7. По всему периметру камеры 4 установлены угловые косынки 8 и 9, которые могут выполняться криволинейными с выпуклои поверхностью относительно объема сборной камеры 4. Для патрубка с осерадиальным диффузором косынки 10 устанавливаются под его обечайкой. В сборной камере 4 с вертикальными боковыми стенками 7 ниже горизонтального разъема патрубка угловые косынки 8 и 9 выполняются с переменным соотношением их высоты Ь1 и Ь к длине 1. патрубка. На устанавливаемых косынках 8 и 9 могут быть сделаны влагоулавливающие щели или отверстия. В сборной камере 4 образуется винтообразное закрученное течение рабочей среды. В угловых областях 13 и под обечайкои за счет косынок 8, 9 н 10 ликвидируются вихревые течения и выравнивается выходное поле скоростей, что сокращает потери в патрубке. Использование косынок 8 - 10 в качестве сепаратора для улавливания капель влаги, а также в качестве элементов жесткости повышает надежность патрубка. 4 3. п. ф-лы, 8 ил:40 Формула изобретения 45 50 55 Изобретение относится к турбостроению и может быть использовано в цилиндрах низкого давления паровых турбин.Цель изобретения - повышение экономичности и надежности турбомашины.На фиг. 1 схематически изображена левая половина исходного патрубка, представляющая модель винтообразного закрученного течения в сборной камере; на фиг. 2 - правая половина данного патрубка; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг.со схемой течения рабочей среды; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 2; на фиг. 5 - сечение В-В на фиг. 1 с полем скоростей в выходах сечений патрубка; на фиг. 6 - сечение Г-Г на фиг. 2; на фиг. 7 - нижняя часть патрубка, общий вид; на фиг, 8 - кривые зависимости коэффициента полных потерь Я) от числа Маха, полученные при исследованиях моделей патрубков.Выхлопной патрубок турбомашины содержит выходной (осерадиальный диффузорный) канал 1, образованный втулкой 2 и обечайкой 3, переходящий в сборную камеру 4, образованную торцовой 5, передней 6 и боковыми 7 стенками. Патрубок снабжен угловыми косынками 8, установленными между торцовой 5 и боковыми 7 стенками посредством сварки по всему периметру сборной камеры 4. Также установлены и косынки 9 между передней и боковыми стенками 6 и 7 сборной камеры 4. Угловая косынка 10 установлена под обечайкой 3 при осерадиальном диффузорном выходном каналепатрубка. Угловые косынки 9 и 10 установлены в зонах 11 и 12 закрученных и вторичных течений в угловых областях 13 сборной камеры 4. Угловые косынки могут быть выполнены криволинейными с выпуклой поверхностью 14, обращенной к стенкам 5 - 7.Для патрубка, сборная камера 4 которого ниже горизонтального разъема 15 имеет вертикальные боковые стенки 7, угловые косынки 8 - 10 выполнены с переменным соотно-1шением высоты Ь косынки 8 к длине патрубка 1.составляющим для торцовой стенки 5 значения: 0,10 - 0,15 в области верха крышки 16 патрубка; 0,05 - 0,10 для области горизонтального разъема 15; 0,15 - 0,20 в выходном сечении 17 патрубка, для передней стенки 6 соответственно: 0,20 - 0,30; 0,15 - 0,2; 0,30 - 0,35. Угловые косынки 8 - 1 О могут быть выполнены с влагоулавливающими щелями или отверстиями 18, Кривые 19 и 20 зависимости полных потерьот числа Маха характеризуют исходный вариант конструкции патрубка со сборной камерой 4 и вариант с угловыми косынками 8 - 10,Выхлопной патрубок работает следующим образом.В сборной камере 4 за счет тангенциального подвода рабочей среды образуется. винтообразное закрученное течение. При этом интенсивность его закрутки возрастает. от верха крышки 16 к горизонтальному 5 10 15 20 25 30 35 разъему 15 патрубка за счет увеличения рас. хода рабочей среды (рассматривается вариант патрубка с осерадиальным диффузором). Далее к выходному сечению 17 патрубка закрутка может увеличиваться при вовлечении в течение масс рабочей среды из нижней части патрубка или из объема кон. денсатора (не показаны) при возникновении зоны обратных токов. Появление таких зон (фиг. 5 и 6, заштриховано) характерно для закрученных течений с высокой степенью закрутки. В угловых областях 13 сборной камеры 4 такое течение инициирует появление отрыва потока и вторичных течений по всему периметру камеры 4, являющихся источником потерь энергии в патрубке. Об этом свидетельствует как визуализация течения в плоскости горизонтального разъема патрубка, так и поля скоростей, полученные траверсированием в выходном сечении 17 патрубка (фиг. 6), где цифры указывают значение отношения текущей скорости Е, к максимальной скорости Е -; потока.Таким образом, установка угловых косынок 8 - 10 в сборной камере 4 патрубка позволяет ликвидировать вихревые течения в угловых областях 13, а также под обечайкой 3. Выходное поле скоростей при этом выравнивается. В итоге потери энергии рабочей среды в патрубке сокращаются, о чем свидетельствуют кривые 18 и 19 (фиг. 8), полученные опытным путем, Косынки 8 и 9 можно использовать в качестве сепаратора влаги, концы которого через влагоулавливающие щели 18 в закрученном потоке под действием центробежных сил двигаются в радиальном направлении и оседают на стенках 5 - 7 с образованием пленок, которые улавливаются щелями 18,Угловые косынки 8 - 10 выполняют также функции элементов жесткости патрубка, при этом они заменяют устанавливаемые в патрубках угловые стержневые стяжки. 1. Выхлопной патрубок турбомашины, содержащий выходной канал, переходящий в сборную камеру, корпус которой образован боковыми, торцовой и передней стенками, крышку и нижнюю часть, разделенные горизонтальным разъемом, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и экономичности, патрубок снабжен угловыми косынками, установленными в сборной камере по всему периметру ее корпуса между боковыми и торцовыми стенками и между боковыми и передней стенками,2. Патрубок по п, 1, отличающийся тем, что косынки выполнены криволинейными и обращены выпуклой поверхностью к стенкам камеры.3. Патрубок по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что при выполнении выходного канала в виде осерадиального диффузора с обе1605003 5чайкой косынки установлены под обечайкой между последней и передней стенками.4. Патрубок по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что для корпуса с вертикальными боковыми стенками ниже горизонтального разь. ема патрубка косынки выполнены с отношением высоты косынки к длине патрубка, составляющим для торцовой стенки 0,10 - 0,15,60,05 - 0,10 и 0,15 - 0,20, а для передней стенки - 0,20 - 0,35, 0,45 - 0,20 и 0,35 - 0,40 в области верха крышки, горизонтального разъема и выходного сечения патрубка соответственно.55. Патрубок по пп.- 4, отличающийсятем, что в косынках выполнены влагоулавлнвающие щели или отверстия./-Г Гу Редактор А. МотылЗаказ 3442 04 О,б ОРФа. 8 Составительехред А. Кравчуираж 428 ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям 113035, Москва, Ж - 35, Раушская Производственно-издательский комбинат Патент, г ов Корректор Э. Лончаков Подписное открытиям при ГКНТ СССРнаб., д. 4/5Ужгород, ул. Гагарина, 101