Цилиндр низкого давления теплофикационной паровой турбины

Номер патента: 1096380

Авторы: Бакурадзе, Водичев, Марков, Осипенко, Хаимов, Храбров

ZIP архив

Текст

ОЮЗ СОНЕТСНИХОЦИАЛИСТИЧЕСНЕСПУБЛИН 3(50 Р 01 П 25/08 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЬИЬ.л ЕПЬСТВУ АВТОРСИОМУ С И.Во. т раурбинытика,ДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТ СССРЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) 1, Водичев В.И. и др, Опботы и некоторые особенностиТ/700-240, - Теплоэнерг1979, Р б, с. 14-20.2, Авторское свидетельствопо заявке Р 3549853/06,кл, Г 01 Р 25/08, 07,02.83.(54) (57) 1. ЦИЛИНДР НИЗКОГО ДАВЛЕНЙЙТЕПЛОЮИКАЦИОННОИ ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ,содержащий регулирующий орган на входе в виде поворотного кольца с основными и дополнительными пароподводящими каналами и диафрагмы, во внутреннем ободе которой размещена кольцевая водяная камера, сообщенная каналом с межвенцевым зазором в корневой зоне рабочих лопаток, о т л ич а ю щй с я тем, что, с цельюповьнления эффективности охлаждения,цилиндр снабжен лопаточным радиальным распылителем, установленным вмежвенцевом зазоре на диске рабочегоколеса, а кольцевая водяная камерасообщена с входом распылителя,109 б 380 2. Цилиндр по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем,что входные кромки рас пылителя расположены равномерно по Изобретение относится к энергетике, более конкретно - к конструкциицилиндров низкого давления (ЦНД) теп.лофикационных паровых турбин и можетбыть использовано для повышения ихнадежности,Известен ЦНД паровой теплофикационной турбины с устройством для подготовки охлаждающего пара вынесеннымэа пределы парового тракта турбины 1 2 ООднако в турбинах с этим устройством при охлаждении ЦНД пароводяной(как наиболее эффективной) смесьюохлаждающий поток вследствие сепарации капель на направляющих лопаткахпервой ступени ЦНД образует развитоепленочное течение, которое в кромочных следах лопаток формирует крупныекапли, вызывающие эрозионный износвходных кромок рабочих лопаток, апоскольку подвод охлаждающей смеси 2 Ок рабочим лопаткам осуществляетсяпо всей длине входной кромки, наиболее сильному износу подвергаются периферийные сечения как имеющие большую окружную скорость, следовательно,25и большую скорость соударения с каплями, Кроме того, подвод охлаждающейсмеси по всей высоте лопаток при малых по сравнению с номинальными рас -ходах пара предопределяет течение 3 Опреимущественно в периферийной зоне,что обуславливает неравномерность охлаждения проточной части ЦНД,Известен также ЦНД теплофикационной паровой турбины, содержащий регу лирующий орган на входе в виде поворотного кольца с основными и дополнительными пароподводящими каналамии цифрограммы, во внутреннем ободекоторой размещена кольцевая водяная 4 Окамера, сообщенная каналом с межвенцевым зазором в корневой зоне рабочихлопаток Г 23 .Недостаток известного ЦНД - низкаяэффективность охлаждения проточнойчасти ЦНД,45 Цель изобретения - повышение эффективности охлаждения,Указанная цель достигается тем,что ЦНД теплофикационной паровой тур 5 Обины, содержащий регулирующий органна входе в виде поворотного кольцас основными и дополнительными пароподводящими каналами и диафрагмы, во окружности, а выходные - у входныхкромок рабочих лопаток со стороны их вогнутой поверхности. внутреннем ободе которой размещенакольцевая водяная камера, сообщенная каналом с межвенцевым зазором вкорневой зоне рабочих лопаток,снабжен лопаточным радиальным распылителем, установленным в межвенцевом зазоре на диске рабочего колеса,а кольцевая водяная камера сообщенас вхоцом распылителя, При этом входные кромки распылителя расположеныравномерно по окружности, а выходныеу входных крсмокрабочих лопаток состороны их вогнутой поверхности,На фиг, 1 представлена паровпускная часть ЦНД и первых ступеней, продольный разрез; на фиг, 2 - узел 1нафиг. 1," на фиг 3 - вид по стрелке А на фиг, 2; на фиг, 4 - сечениеБ-Б на фиг. 2.ЦНД теплофикационной паровой турбины содержит регулирующий орган навходе в виде поворотного кольца, сос-тоящего из наружного обода 1, дросселей 2 и внутреннего обода 3 и диафрагмы, В корневой части дросселей2 выполнены дополнительные пароподвоцящие каналь 4 прямоугольнойиликруглой форы, Диафрагма включаетнаружный обод 5 направляющие лопатки б и внутренний обод 7, в которомвыполнена кольцевая водяная камера8, сообщенная линией 9 подвода с трубопроводом 10 подачи конденсата, Водя.ная камера 8 сообщается с межвенцевым зазором наклонными водяными соплами (каналами) 11, На диске 12, несущем рабочие лопатки 13 в межвенцевом зазоре размещен лопаточный радиальный распылитель 14, содержащийвходную камеру 15, лопатки 1 б с радиальной выходной кромкой 17 и покрывающий диск 18 Входные кромки 19лопаток 16 расположены равномерно поокружности а выходные размещены непосредственно у входных кромок 20 рабочих лопаток 13 со стороны их вогнутой поверхности 21, Кольцевая водянаякамера 8 сообщена через сопла 11 свходом 22 лопатсчного радиальногораспылителя 14,Аналогичным образом выполнен иоднопоточный ЦНЦ паровой турбины,Количество лопаток 1 б определяетсяс одной стороны расходом конденсатана охлаждение ЦНД, а с другой - воэможностями компоновки распылителя14 в межвенцевом зазоре, При центробежном дроблении (распылении) жидкости размер капель является функцией толщины жидкой пленки в зоне ее. разрушения (т.е, вблизи выходных кромок 17 лопаток 16), На при постоянных расходе и температуре конденсата, частоте вращения ротора и наружном диаметре распылителя 14 (а он не может быть больше диаметра корневых сечений рабочих лопаток 13) толщина пленки зависит только от длины периметра отрыва, т,е. - от суммарной длины выходных кромок 17 лопаток 16, С учетоя этого обстоятельства и известных функциональных снязей 15 удельного расхода (расхода жидкости на единицу периметра отрыва) и размерон, образующихся при центробежном дроблении капель, выбирается количестно и ширина лопаток 16 распы-20 лителя 14Положение канала 4 в дросселе 2 и его размер ь (фиг, 2) зависят не только от расхода и параметров подаваемого на охлаждение пара но,и от структурно-кинематических характерис тик капельного потока, выходящего из распылителя 14,ЦНД теплафикационной паровой турбины работает следующим образом. 30При маларасхадных или теплафикацианных режимах, когда регулирующий орган на входе в ЦНД закрыт от конденсатных или бустерных насосов (не доказан), конденсат по линии 9 и 35 трубопроводу 10 подается н кольцевую водяную камеру 8, откуда наклонными соплами 11 направляется но входную камеру 15 распылителя 14, Наклон сопел 11 в сторону рабочих лопаток 13 и в сторону их вращения обеспечивает благоприятный вход струй воды в каме ру 15 и растекание воды по ее поверх ности, Оказавшись в поле мощных центробежных сил, вода перемещается по входной камере 15 к входным кромкам45 19 лопаток 16 и равномерно распределяется между лопатками 16. Сформировавшись в тонкий пленочный слой, вода перемещается по наветренной поверхности лопаток 16 к их ныходным раЫ диально ориентированным кромкам 17 и приобретает окружную скорость, равную окружной скорости корневых сечений рабочих лопаток 13, Па достижении выходных кромок 17 лопаток 16 пленка 55 жидкости отрывается от них и дробится на капли (первая ступень дробления). Поскольку окружная составляющая скорости капель на порядок и более превышает радиальную составляющую, кап- бО ли перемещаются от выходных кромок 17 лопаток 16 по спирали, направленной в сторону вращения рабочих лопаток 13, Кольцевой поток пара, поступающий через дополнительные паропод водящие каналы 4 закрытого регулирующего орган а, падх ватын ает отрывающиеся ат лопаток 16 капли и направляетих между рабочими лопатками 13, Привысоких скоростях парового потока,когда критический (максимальна устойчивый) размер капель может оказатьсяменьше размеров отрываощихся от лопаток 16 капель, реализуется втораяаэродинамическая ступень дробления.Образованная таким образом паровадяная смесь охлаждает рабочие лопатки13 ЦНД,Поскольку механизм дробления жидкости центробежной силой обусловливает спектр капель, т,е. одновременное формирование капель различныхразмеров, та их дальнейшее поведениев кольцевом потоке пара также будетравным, Капли, соотнетствующие мелкадисперснай части спектра, будутотносительно легко увлекаться паровьг патокам и их траектории (фиг. 3кривая а) окажутся близкими траектории пара (кривая б), Капли, саатнетствующие крупнадисперснай части спектра, н большей степени откланяются отнаправления днижения пара и их путьследования отвечает кривой н, Такимобразом, основная масса (факел) капель располагается в области междукривыми а и в. Места размещенгя выходных крамак 17 лопаток 16 обеспечивает выход иэ рабочих лопаток 13 капельнага потока при отсутствии илиминимальной сепарации капель на рабочих лопатках 13,Капли покидают выходные кромки17 лопаток 16 с одинаковой скоростью,на вниду разных размеров с различнойкинетической энергией, Следовательно,наиболее крупные капли праника;отглубока в паровое кольца И их траектории определяют внешнюю границу капельного факела (фиг, 2 кривая г); нэтой абла"ти двигаются и мелкие капли(как результат нтарай "тупени дробления), Мелкие капли легче поддаютсявоздействию парового потока и определяют внутреннюю границу капе ьногафакела (кривая д), Оптимальное охлаждение рабочих лопаток 13 будет таким,при котором капельный факел полностьюзаполнит паровое кольцо. Таким образам, предлагаемая конструкция ЦНД с образованием охлаждающего паровадянога патока н межлопаточных каналах первой ступени обеспечивает равномерное охлаждение проточной части ЦНД, поскольку формирующийся в корневой области первой ступени охлаждающий поток при последующем движении будет размываться по всей высоте пооточной части ЦНД Применение центробежного дробления путем устан анки распылителя на ступице колеса первой ступени позволяет исключитьэрозию рабочих лопаток этой ступени,поскольку окружная скорость, как определяющая возможность и интенсивность зрозионного повреждения, длярабочих лопаток и капель оказываетсяпрактически одинаковой (разница этихскоростей обусловлена торможением5 апель в паровом кольце), Применительно к современным мощным турбинам, гдев корневой зоне первзй ступеней ЦНДокружная скорость превышает 200250 м/с, механизм центробежного дробления обеспечивает повышенную однородность структуры капельного потока и малый,оне вээыаающий зрозионного разрушения размер капель,1096380иг. ФСоставитель В,Гуторов Редактор И. Ковальчук Техред Т.Маточка Корректор Г,Огар Заказ 3765/23 Тираж 502 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий 113035, Иосква, Ж, Раушская наб д, 4/5 Филиал ППППатент, г, Ужгород, ул, Проектная, 4

Смотреть

Заявка

3566033, 21.03.1983

ПРЕДПРИЯТИЕ ПЯ А-3513

ХРАБРОВ ПАВЕЛ ВЛАДИМИРОВИЧ, ХАИМОВ ВЯЧЕСЛАВ АРКАДЬЕВИЧ, БАКУРАДЗЕ МИХАИЛ ВИКТОРОВИЧ, ОСИПЕНКО ВЛАДИМИР НИКОЛАЕВИЧ, ВОДИЧЕВ ВАСИЛИЙ ИВАНОВИЧ, МАРКОВ КОНСТАНТИН ЯКОВЛЕВИЧ

МПК / Метки

МПК: F01D 25/08

Метки: давления, низкого, паровой, теплофикационной, турбины, цилиндр

Опубликовано: 07.06.1984

Код ссылки

<a href="https://patents.su/5-1096380-cilindr-nizkogo-davleniya-teplofikacionnojj-parovojj-turbiny.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Цилиндр низкого давления теплофикационной паровой турбины</a>

Похожие патенты