Сопловая коробка паровой турбины

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 0 9/02 5) АНИЕ ИЗ ТЕН АВТ нение атомкий турбин- , Г;М,Мелленко, В.Н.Скоины. - ка), с,3 спользу- чальным фектуемаядавле парораспне вы- ающиний в ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Производственное обьединого турбостроения "Харьковсный завод" им. С,М.Кирова(56) Щегляев А.В. Паровые турЭнеС гия, 1976, рис, 11-14 (вклад Изобретение относится к турбостроению и может быть использовано, например, в паровых турбинах, рассчитанных на высокие начальные параметры пара для тепловых электростанций.Известны сопловые коробки. содержащие пароподводящий патрубок, парораспределительную камеру и направляющий аппарат, В зависимости от мощности, параметров пара, поступающего в сопловую коробку. направляющий аппарат может быть выполнен либо приболченным к парорасп-ределительной камере. либо вставленным в ее вырез.Недостатком сопловых коробок является то, что они применяются только для турбин относительно небольшой мощности при не очень высоких начальных параметрах пара, когда перепад давлений на стенках со. пловой коробки невелик и не возникает трудностей с обеспечением ее прочности.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эф(54) СОПЛОВАЯ КОРОБКА ПАРОВОЙ ТУР. БИНЫ(57) Использование; в энергетике. в паровых турбинэх, рассчитанных на высокие параметры пара. Сущность изобретения: сопловая коробка содержит корпус парораспределительной камеры с направляющими лопатками, выполненный в виде тора, В зоне выреза корпус выполнен с жесткимсоединение стенок посредством направляющих лопаток, Направляющие лопатки приварены к корпусу своими концевыми элемейтами, 3 з,п ф-лы, 3 ил. вляется сопловая короб турбинах с более высоки ием; содержащая корпу ределительной камеры и направляющие лопатки. В сопловой коробке стенки корпуса парораспределительной камеры в эо реза соединены стойками, обеспечив ми приемлемый уровень напряже сопловой коробке.Недостатками известной коробки являются сложность технологии изготовления из-за наличия стоек, наличие стоек способствует увеличению гидравлического сопротивления, недостаточно препятствует раскрытию сопловой коробки под действием внутреннего давления, а также увеличивает ее осевой размер. Кроме того, конструкция литой сопловой коробки имеет в сечении вид овального, тора, в котором изгибающие мсменты увеличиваются в несколько раэ по сравнению с круглой формой сечения. Допускаемые напряжения в литой конструкции сопловой коробки ниже. чем всопловой коробке, выполненной из проката, что приводит к утолщению стенок и. соответственно, повышению металлоемкостии снижению маневренности турбины, Допускаемые напряжения понижены также в виде недостаточного контроля качестваметалла из-за сложной формы литья,Целью изобретения является повышение экономичности.В сопловой коробке паровой турбины,содержащей корпус парораспределительной камеры и направляющие лопатки, стенки корпуса в зоне выреза соединены жестконаправляющими лопатками. При этом соединение концевых элементов направляю щих лопаток с корпусом выполнено,например, посредством сварки. Целесообразно, чтобы корпус парораспределительной камеры имел в сечении вид секторакругового тора, Кроме того, отношение расстояния между центром кривизны меридианального сечения тора и осевой линиейскрепления направляющих лопаток с корпусом к среднему радиусу сечения тора выполнено в интервале 0,7 (1,0, При -меньше 0,7 и больше 1,0 резко возрастаютнапряжения,Выполнение направляющими лопатками, помимо своего назначения роли силовых элементов (стяжек), жесткосоединяющих стенки корпуса в зоне выреза, корпуса парораспределительной камеры в сечении в виде сектора кругового тора,а также выполнение в определенном интервале отношения расстояния между центромкривизны меридионального сечения тора иосевой линией скрепления направляющихлоток с корпусом к среднему радиусу поперечного сечения тора позволяет снизить деформации корпуса парораспределительнойкамеры под действием внутреннего давления, выполнить коробку из проката и тем"самым снизить напряжения, металлоемкость и повысить маневренность турбины.На фиг.1 и 2 изображена сопловая коробкасо сварным и механическим креплением концевых элементов направляющих"лопаток к корпусу соответственно, поперечный разрез; на фиг,З - зависимость максимальных меридиональных напряжений встенке корпуса парораспределительной камеры от отношения расстояниямеждуцентром кривизны меридионального сечения тора и осевой линией скрепления направляющих лопаток с корпусомпарораспределительной камеры ксреднемурадиусу й сечения тора,Сопловая коробка паровой турбины содержит корпус 1 парораспределительной камеры и вставленные в его вырез направляющие лопатки 2 (или их блок-направляющий аппарат), имеющие концевые элементы 3, которыми они приварены к корпусу 1 Концевые элементы 3 могут быть выполнены в виде хвостового соединения 4, профиль которого стандартизован для скрепления рабочих лопаток с дисками ротора турбины. В этом случае скрепление направляющих ло 10 паток 2 с корпусом 1 с помощью концевых элементов 3 осуществляется механически.Корпус 1 парораспределительной камеры выполнен в виде сектора кругового тора.Отношение расстояния . между центром кривизны меридионального сечения тора и осевой линией скрепления направляющих лопаток с корпусом к среднему радиусу йсечения тора выполнено в интервале 0,7 ( (1,0. В парораспределительную камеру сопловой коробки,образованную корпусом 1 и направляющими лопатками 2, пар поступает через паровпускной патрубок 5.25 При работе турбины через паровпускной патрубок 5 пар поступает в парораспределительную камеру сопловой коробки.Оттуда через каналы, образованные направляющими лопатками 2, поступает в30 проточную часть цилиндра (не показана);При этом происходит срабатывание давления пара и стенки корйуса 1 парораспределительной камеры испытывают перепаддавлений. Наличие стяжек, роль которых35 выполняют направляющие лопатки 2, пре-пятствуют деформации корпуса 1, Поскольку корпус 1 имеет в сечении форму круговоготора, напряжения значительно ниже, чем вкорпусе. имеющем в сечении отклонение от40 круговой формы тора, что позволяет выполнять корпус 1 тонкостенным, воспринимающим в основном растягивающие усилия отвнутреннего давления. Это обстоятельствопозволяет уменьшить металлоемкость и по 45 высить маневренные качества турбины, атакже выполнять сопловую коробку из проката. имеющего более высокие механические свойства. чем литье,Минимальный уровень максимальных50 напряжений в меридианальном сечении парораспределительной камеры достигаетсявариацией осевого расположения в ней концевых элементов 3, Оптимальный вариантдостигается при отношении расстояния55 между центром кривизны меридиональногосечения тора и осевой линией скреплениянаправляющих лопаток 2 с корпусом 1 парораспределительной камеры к среднему радиусу В сечения тора -=8,062, В интервале0,7 с(1,0 напряжения превосходят минимальное значение не более, чем на 25, а за пределами указанного интервала резко возрастают, Варьируя положением концевых элементов 3, можно добиться сведения к минимуму изгибающих моментов в стенке корпуса 1, приблизив условия работы парораспределительной камеры к условиям работы трубы, и возможно изготавливать ее из гнутого листового проката, обладающего более высокими прочностными характеристиками, чем литье,Техническими преимуществами предлагаемой коробки по сравнению с известной являются упрощение технологии изготовления, снижение металлоемкости, повышение маневренности турбины, Надежность и экономичность турбины мощностью 3000 МВт повышается на 0.01 О,. Экономический эффект от использования изобретения получается за счет уменьшения массы сопловой коробки,Формула изобретения 1 Сопловая коробка паровой турбины, содержащая корпус парораспределитель- ной камеры с направляющими лопатками, выполненный в виде тора с жестким соединением стенок в зоне выреза, о т п и ч д ющ а я с я тем, что, с целью повышения экономичности, жесткое соединение стенок в зоне выреза выполнено посредство на правляющих лопаток.2. Сопловая коробка по п,1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что жесткое соединение стенок выполнено приваркой концевых элементов направляющих лопаток к корпусу 10 парораспределительной камеры,3, Сопловая короба по пп.1 и 2, о т л ич а ю щ а я с я тем, что корпус парораспределительной камеры выполнен в виде секторов кругового тора.15 4. Сопловая коробка по пп.1 - 3. о т л ич а ю щ а я с я тем, чтгкорпус"йарораспределительной камеры выполнен с соотношением0.7 д 1.0.где- расстояние между центром кривизны меридионального сечения тора и осевой ли 25 нией места присоединения направляющих лопаток к корпусу парбраспределительной камеры; Я - средний радиус сечения тора,)749493 фУ ОЮ ДЖ 7 ОФ МФиг,дСоставитель В.АркадьевТехред М,Моргентал васка едактор И.Шулла Корре Заказ 2577 ВНИИПИ дарственно 11303зводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина,ажкомитета по иМосква, Ж,Подписноеретениям и открытиям при ГКНТ СССРвская наб., 4/Ь