Цилиндр низкого давления теплофикационной паровой турбины

11 зобрстсКн отоси вся к энергетике, я цмсНо к конструкции цилиндров низкоо ,1 в, цця ( 1 Д) теплофи ка циоццых па ропы, тх ро), ц х ожет оыть сцо;ь;)Вяи) дгя;ОВ 11 цСни 5 Нх Ядсжнос ц и эко 1.О:1 ц.ногти.И Весси ЦНД цс)ООВОироиць), содсзжяий хстр)Ствх) для Охлажден я в мяло ) 3 с х) 5 ц ы. и гс цг Оф и к а ц и Он ц ы х ре ж иа.:, расн)ложсннос в рссиверс меж;1 у цилиндра ми среднего (ЦСД) и низкого давления 1.11 едостатком известного ЦНД являстгя возможность попадания из выходной зоны сепаратора крупных капель влаги в проточную часть туроины и, как следствие, эрозиоццый износ лопаток, а наличие сепаратора, рассчитанноо на полный расход охла)кдак) щего нара, предопределяет необходихОсповышенного давления охлаждаюн 1 его цара, при эгом невозможность поддержания оцт 51- мального расхода пара на охлаждение ЦНД при цзмсцснии 51 авлеция пара за ЦСД также 20 снижает экономичность и надежность турбоустяцовки.Известен также ЦНД теплофикациоцн)й паровой т, рбицы, содержащий охгЯжда)ОЦпгеСТР)йСТВО С ЦЯРОВОй И ВОД 51 ной КЗМЕ- рами, регулирующий орган на входе В виде поворопого кольца с пароподводящими каналами и диафрагмы с внутренним и нару)кных Ободами 2.Недостатки такого 11 НД закю.ются в том, что охлаждающий поток, вследствие ЗО сепараиии капель на направляющих лопатках первой ступени ЦНД, образует развитое цлсцочцос ечение, кот)рос в кромочцых следах локаток формирует крупные капли, вызываю 1 цие эрозцонный износ входных кромок рабочих лопаток, а госкольку подвоз, 35 Охла)к;1 аОН 1 сЙ смеси к рабочи)1 лопатк;м осуцсствлястся по всей длине входной кром.кц, наиболее сильному износу подвергаются периферийные сечения, как имеющие боль шую окружную скорость, следовательно,4 О и большую скорость соударения с каплями.Кроме того, подвод охлаждающей смеси по Всей высоте лопаток цри малых, цо сравцецио с поминальными, расходах пара пре.допредсляет течение преимущественно в периферийной зоне, что обуславливает иеран номерцость охлаждения проточной части ЦНД.11 елью изобретения является повышена э 11)фективноеи охлаждения и сцижсцие эрсзионного износа рабочих лопаток.5 ОУказанная цель достигается тем, что в ЦНД теплофикационной паровой турбины, содержащем охлаждающее устройство с паровой и водяной камерами, регулцрук)цгий орган на якоре в виде поворотного кольца с пароподводя 1 цими каналами и диафрагмы с внутренним и наружным ободами, паровая и водяная камеры выполнены во вцутрснцс. С)б)оде д я фр 1 и ы, нОс,1 с , , г с н)- ропы корцс вои зонь: раб)И:):. к доцгхинтел)иО установ,Сны ;., р) )цыс;К) сти Сские излучатели Гартсаа 1: Вь:Н)гНс:1 ч:с.)а, сообц 1 ецц;я ц 1 егСвы 1 и к;Наля;,и ц сопля)и изгпг гателей с водяции; цаповой ккцсс)а.ц СОО 1 зстствен но, я в НОВОр)т;10 кольце вынх)е:ы до.Олцитслиьцароподво яшис каналы, при этом излучатели со)б) )цсц ь обшей резона нсн ой ка ме рой, а В сспЛс излучателя размешсц стержень, зякрспгсцць в резонатОре излутсл 5.Ня фи. 1 представлен ЦНД, продольный разрез; ця фиг. 2 -- сечение по подводу охлаждающего пара; на фиг. 3 - выполнение внутре.ней диафрагмь: с излучателями Гартмана; :.а фиг. 4 - то же, со стержневы)и излучателямиа фиг. 5то жс, с п.иски радиальным каналом.ЦНД содержит на входе регулирук)ший орган в виде поворотного кольца, ихеюшего нару)кцьй ооод 1 дроссели 2, внутренний обод 3 и пароподводяшие каналы (не показаны), и диафрагмы с наружным ободом 4, направляющими лопатками 5 и внутренним ободом 6. В корневой части дросселей 2 выполнены дополнитсгьные цароподводяшие кяцаль (окця) 7 с цириной, равной входной пИрццс )Сж)Опаточного канала награвляюц 1 их лопаток 5.Выполнение внутреннего обода 6 диафрагмь может быть реализовано по трем варна;там.В:ервом Варианте (см. фиг. 3) в ободе раз)к.щается кольцевая паровая камера 8, сообщенная каналами 9 с паровой камерой О, расположенной во Входном обтекателс ,1. Паровая камера 10 соединена с линией2 подг)одя охлаждающего пара, рязмеценной со стороны,ротивоположной подводу рабочего цара в ЦНД. В паровой камере 8 установлены паровь:е сопла 13, цяцрогив которых расположен кольцевой секциоцирова нный резонатор4. Паровые с)ла 13 вместе с кольцевым резонатором 14 г)бразук)т газоструйньй акустический (ультрязвуковои) излучатель Гартмана. Кольцевая вог 1 яцая камера 15 с одной стороны сообцается с линией подвода конденсата (.:е показана), а с другой - по щелевому каналу 16 с выходными кромками паровых соцсл 3. Коническая поверхность 17 во внутрснцсм ободе 6 выполняет функции ультразв) кового рефлектора и согласована с корневыми сечениями межлопаточных каналов рабочих лопаток 18.Конструк гивнос исполнение внутреннего обода 6 диафрагмы по второму вариантуфиг. 4) отличается наличием центрального сгер)кц) 19, размещенного в сопле 13, закрепленного В резонаторе 14 излучателя и образующего вместе с паровым соплом 13 ц резонатором 14 газоструйный стержневой и луча гель Гартмана.35 40 45 В третьем варианте (фиг. 5) пароваякамера 8 сообщается плоским радиальнымканалом 20 с кольцевой резонансной полостью 21, секционированной поперечнымиперегородками (не показаны). Водянаякамера 15 соединена щелевым каналом 16с рефлекторным конусом 22. Коническаяповерхность 17 и рефлекторный конус 22образуют кольцевой канал 23, сопряженныйс корневой областью рабочих лопаток 8.Аналогичным образом может быть выполнен однопоточный ЦНД, имеющий регулирующий орган на входе.Цилиндр низкого давления работает следующим образом,При малорасходных или теплофикационных режимах, когда диафрагма полностьюзакрыта, включается система охлажденияЦНД. От внешнего источника, напримерот одного из отборов турбины (не показаны),пар по линии 12 подвода поступает в паровую камеру 10 и далее, через каналы 9 -в кольцевую паровую камеру 8. При сверхкритических перепадах давления на соплах13 в струях за ними устанавливается сверхзвуковое истечение, которое, будучи заторможенным резонатором 14, входит в режимавтоколебаний и приобретает ячеистую структуру.В кольцевом пространстве, ограниченномкорпусом кольцевого резонатора 14 и конической поверхностью (рефлектором) 17,возникает область мощных ультразвуковыхколебаний. Одновременно с подачей парав паровую камеру О включается подачаконденсата в кольцевую водяную камеру 15.Жидкость, истекая из водяной камеры 15по щелевому каналу 16, образует на срезесопел 13 тонкую жидкостную пленку. Последняя оказывается в поле действия ультразвуковых колебаний, дробится ими на каплии перемещается паровым потоком в корневую область рабочих лопаток 18.Пар из входа в ЦНДпроходит по дополнительным пароподводяшим каналам 7и формируется направляющими лопатками 5в кольцевой поток, согласованный по направлению с вращением рабочих лопаток 18.Этот кольцевой поток выполняет две функции: во-первых, он ограничивает радиальноеперемещение пароводяной струи, движущейся от газоструйного акустического излучателя Гартмана, а во-вторых, направляет ее 5 О 15 20 25 30 в межлопдточпы кдпдлы рабочих лопаток 18. Образовавшаяся в результате слияния двух потоков пдроволяная смесь реализует теплосъем в первой и послелующих ступенях ЦНЛ.При увеличенных расходах конленсдтд эффекгивность ультразвукового дробления конструкцией ЦНЛ по первому варианту (фиг. 3) может оказаться нелостаточной для обеспечения мелколисперсной кдпельной структуры. В этом случае целесообразна конструкция ЦНД по второму варианту (фиг. 4). Этот ЦНД работает аналогично прелыдушему, но наличие твердой границы (т. е. центрального стержня 19) приводит к изменению структуры косых скачков уплотнения и разрежения, благодаря чему почти при неизменных расходе пара и акустической мощности излучателя Гартмана повышается частота генерации, что, в свою очередь, влечет уменьшение размеров образующихся из пленки жидкости капель.В конструкции ЦНД по третьему варианту (фиг. 5) на истекающую нз плоского радиального канала 20 сверхзвуковую струю воздействует кольцевдя резонансная полость 21, в результате чего возникает система скачков уплотнений, создаюгцая сильные ультразвуковые колебания скорости и давления пара. Жилкость, истекающая из валяной камеры 15 по шелевому каналу 16, образует на рефлекторном конусе 22 тонкую пленку, которая подвергается интенсивному воздействию пульсирующего парового потока и у выхолных кромок рефлекторного конуса 22 лробится на капли. Образованный таким образом пароволяной поток формируется конической поверхностью 17 и рефлекторным конусом 22 в кольцевую струю и направляется в корневую область рабочихлопаток 8. Таким образом, использование данной конструкции ЦНД повышает належность турбины при работе на теплофикационных режимах, а также режимах холостого хола и пуска зд счет устранения эрозионной опдсности рабочим лопаткам со стороны охлаждающего пароводяного потока и более эффективного охлаждения проточной части турбины, поскольку охлаждающий поток однороден по структуре и не содержит капель опасных лля рабочих лопаток размеров.. Верес2 едактор Н. Гораказ 3224/22ВНИ ПИ Госудаделам изМосква, ЖП Патент ком ите и откр шская род, ул 113035,Филиал П, г. Ужг уторовКорректор ИПодписноеа СССРытийаб., д. 4/5Проектная, 4