Регулирующая диафрагма турбины

РЕТЕН ПАТЕНТ О 00 Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам ОПИСАНИ(71) Московский энергетический институт (72) Зарянкин А,Е., Грибин В.Г., Кирюхин В.И., Демичева Д,И,. Лукашенко Ю,ЛБрусницын Н,А.(73) Московский энергетический институт (56) Бененсон =.И., Иоффе Л.С. Теплофикационные паровые турбины. М.: Энергия, 1976, с. 182-188.Авторское свидетельство СССР М 1328561, кл. Р 01 О 25/24, 1985.(54) РЕГУЛИРУЮЩАЯ ДИАФРАГМА ТУР- БИНЫ Изобретение относится к энергомашиностроению, в частности к органам регулирования расхода турбомашин, и может найти применение при разработке систем парораспределения турбин геотермальных электрических станций, а также регулирования расхода и давления пара, отбираемого из проточной части в многоступенчатых теплофикационных турбинах,Известна регулирующая диафрагма турбины, содержащая перед сопловым аппаратом неподвижное кольцо с отверстиями и установленное с возможностью поворота подвижное кольцо с отверстиями, соосными отверстиям неподвижного кольца,Недостаток конструкции - большие потери как на режиме полного открывания регулирующей диафрагмы, так и при режимах частичногооткрывания, Значительные потери обусловлены повышенной степенью парЯЫ 2000448 С(57) Использование: в турбостроении для регулирования расхода рабочего тела в турбинах, преимущественно теплофикационных паровых турбинах. Сущность изобретения; в регулирующей диафрагме перед сопловой решеткой установлены неподвижное и поворотное кольца с соосными отверстиями, между неподвижным кольцом и сопловой решеткой расположена выравнивающая кольцевая камера с цилиндрическими обводами, расстояние между которыми больше, чем высота сопловой решетки, отверстия в подвижном поворотном кольце выполнены конфузорными, а в неподвижном - диффузорными, 3 ил. циальности, так как практически 30-40 межлопаточных сопловых каналов закрыто неподвижным кольцом. Выполнение непрофилированных отверстий приводит к снижению расходной характеристики и повышению уровня потерь как на регулирующей диафрагме, так и последующей ступени. Высокие значения потерь объясняются также значительной неравномерностью потока на входе в сопловой аппарат, что одновременно снижает надежность рабочих лопаток ступени. Кроме того, вынужденное увеличение площади проходных сечений окон диафрагмы приводит либо к неполному закрыванию окон, либо к увеличению диаметра ступени. Последнее вследствие уменьшения относительной высоты лопаток вызывает повышение концевых потерь.Прототипом является регулирующая диафрагма турбины, содержащая расположен 2000440ные перед сопловым аппаратом неподвижное кольцо с диффуэорными отверстиями и установленное с воэможностью поворота подвижное поворотное кольцо с отверстиями, соосными отверстиям неподвижного кольца,Каждый канал между круглым выходным сечением диффузорных отверсгий и прямоугольным сечением сопловой решетки связан со своей группой сопл, что не позволяет выравнивать окружную неравномерность распределения давления перед соплами при полном открывании диафрагмы, а также резко снижает экономичность соплового аппарата при режимах частичного открывания диафрагмы.Низкая экономичность связана также с образованием пограничного слоя на обводах переходного участка, создающего дополнительную радиальную неравномерность перед сопловой решеткой и интенсифицирующего вторичные течения в каналах решетки. Отрицательное влияние этих факторов на экономичность системы возрастает по мере увеличения скорости потока, т.е. расхода пара через турбину. Кроме того, выполнение цилиндрических отверстий в подвижном кольце вызывает резкий рост потерь при увеличении расхода цара и снижает эффект от выполнения диффузорцых отверстий в неподвижном кольце,Цель изобретения - повьццоние экономичности регулирующей диафрагмы.В регулирующей диафрагме турбины, содержащей расположенные перед соцловой решеткой неподвижное кольцо с диффуэорными отверстиями и установленное с возможностью поворота подвижное поворотное кольцо с отверстиями, сооснымц отверстиям неподвижного кольца, цель достигается тем, что диафрагма снабжена установленной между неподвижным кольцом и сопловой решеткой выравнивающей кольцевой камерой с цилиндрическими обводами, расстояние между которыми больше, чем высота сопловой решетки, з отверстия в подвижном кольце выполнены конфузорными,При таком выполнении во входном и выходном сечениях выравнивающей камеры происходит скачкообразное изменение проходной площади канала, что позволяет снизить скорость рабочего тела в камере и сформировать практически равномерное поле параметров потока перед сопловой рошеткой, Выполнение конфузорных отпер. стий в подвижном кольцо позволяет для заданного расхода пара выполнить диафрагму с минимальным проходным сечениемкаждого канала без увеличения уровня потерь,На фиг, 1 представлена диафрагма в разрезе; на фиг. 2 - кольцевая развертка проточной части при полном открывании диафрагмы; ца фиг, 3 - на режиме полного закрывания. 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Регулирующая диафрагма турбины имеет перед сопловой решеткой 1 неподвижное кольцо 2 с диффузорными отверстиями 3 и установленное с воэможностью поворота кольцо 4 с конфузорными отверстиями 5. Перед сопловой решеткой 1 расположена выравнивающая камера 6, В минимальном сечении конфуэорно-диффузорного канала, например, на подвижном поворотном кольце 4 выполнена кольцевая проточка 7, Подвижное кольцо 4 может поворачиваться вокруг оси 8. На режиме закрывания кольцо 4 повернуто вокруг оси 8 относительно неподвижного кольца 2 так, что диафрагма гермстично закрыта и не пропускает рабочее тело. Выравнивающая камера 6 выполнена с цилиндрическими обводами, расстояние между которыми больше высоты сопловой решети 1.При полном открывании конфузорные и диффузорные от ворстия 5 и 3 обеспечивают пропуск необходимого пара через диафраг- му при минимальном перепаде давления между поворотным кольцом 4 и выравнивающей камерой 6, Такая форма входного участка диафрагмы позволяет уменьшить глощадь минимального сечения, сохраняя необходимое значение расхода при минимальном уровне скоростей. Минюальные скорости рабочего тела на режиме полного открывагця снижают значение потерь на входном участке ф 1,5 , а уменьшение минимального проходного сечения каждого канала обеспечивает плотное закрывание диафрагмы без увеличения ее диаметра, Последнее обстоятельство особенно важно при использовании диафрагмы в системе царорасцределения турбины. В диффуэорной части отверстия 3 скорость рабочего тела уменьшается, а окружная неравномерность давления выравнивается в камере 6, Такая конструкция позволяет выбирать форлсу профилей соцловой решетки иэ условия минимальных потерь, как и в обычной ступени турбины, Равномерное поле скоростей перед сопловой решеткой обеспечивает на всех режимах открывания регулирующей диафрагмы потери о отсеке регулирующая диафрагма - ступень турбины ниже, чем потери цри сопловом царораспределении или при исцольэовани и конструкции прототипа.На режимах частичного открывания регулирование осуществляется изменением площади проходного сечения (промежуточное положение кольца на фиг,З) для расхода рабочего тела, Скорость потока гасится в диффузорах 3, а кольцевая проточка 7 в минимальном сечении улучшает условия торможения потока, Окружная неравномерность потока на выходе из диффузора 3 сглаживается в выравнивающей кольцевой камере 6. Сопловый аппарат работает с меньшим значением расхода, но при практически равномерном поле скоростей на входе. Таким образом, режим открывания регулирующей диафрагмы практически не влияет на экономичность и надежность работы последующей ступени турбины. Формула изобретения Регулирующая диафрагма турбины, содержащая расположенные перед сопловой решеткой неподвижное кольцо с диффузор ными отверстиями и установленное с воэможностью поворота подвижное поворотное кольцо с отверстиями, соосными с отверстиями неподвижного кольца, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повыше ния экономичности, она снабжена установленной между неподвижным кольцом и сопловой решеткой выравнивающей кольцевой камерой с цилиндрическими обводами, расстояние между которыми больше, 15 чем высота сопловой решетки, а отверстияв подвижном кольце выполнены конфузорными.2000448 Составитель В,Гриб Техред М.Моргентал орректор М.Куль актор Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента113035, Москва, Ж, Раушскал нэб 4/5 ка Проиэводственно-иэдательский комбинат "Патент", г, Ужород, ул Гагарина, 101