Цилиндр низкого давления турбомашины

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 9) Я З(50 Р 01 1 Э 25/О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВ ТЕЛ ЬСТВУ 92,1,ОсудАРстВенный комитет сПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(71) Производственное объединениеатомного турбостроения Харьковскийтурбинный завод им, С.М. Кирова(56) 1. Патент Франции Р 21204кл. Р 01 П 25/00, опублик. 197 2, Авторское свидетельство ССС668302, кл. Г 01 Р 25/28, 1975,(54)(57) ПИЛИНДР НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯТУРБОМАШИНЫ, содержащий ротор, опирафющийся на фундаментные опоры, внутренний корпус с отсеками проточнойчасти, размещенный в наружном корпусес цилиндрической обечейкой в среднуйчасти, с торцовыми стенками-балкаййкоробчатого сечения арочной формы,трубопроводами отбора пара и продольными балками коробчатого сечения,опорные лапы и выхлопные патрубки, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности и эффективности его в работе путем повышения жесткости наружного корпуса и уменьшения расцентровки внутреннего корпуса, торцовые станки-балки выполнены в виде выхлопных патрубков, в паровом пространстве которых дополнительно расположена арочная пространственная система жесткости, соединенная с продольными балками, с цилиндрической обечайкой, и с опорными лапами, закрепленными на наружных торцовых стенках выхлопных патрубков со стороны Фундаментных опор, продольные балки выполнены заодно с цилиндрической обечайкой, расположены между внутренними торцо- ф/ выми стенками выхлопных патрубков и соединены с последними по периметру коробчатого профиля, а их внутренние полости разделены на камеры, одни из Я которых сообщены с отсеками проточной части и с трубопроводами отбора пара, а другие - с окружающей атмосферой.Изобретение Относится к турбостроению, В частности к цилиндрам низксго давления ПНД) и может быть ттс-.гользовано в турбомашинах для обес"печения соосности ротора и статораВ УслОВКЯх увеличиватощихся габаритсви масс турбомашин с ростом их единичной мощности.Известен ПНД турбоматтьти 11 ыт содер"жащий ротор, опираютттийся па собствен.ные опоры Фундамента, внутренний и Е,наружный корпусы Е.Недостаток такого ПНД - увеличениедеФормации корпусных элементот с ВОЗ -растанием габаритов и масс узловтурбины при росте единичной мощноститурбоагрегатат ч)го приводит к расцентровкам статора и ротора ПНД В ттроттес: -се эксплуатации,Известен ПНД турбомашиныс содержа- .щий ротор, опиратощийся на фундамент-",цные опоры, Внутренний корпус с отсе-:ками проточкой части, размещенный Внаружном корпусе с цилиндрическойобечайкой в средней части, торцовыми стенками - балками коробчатого )т;сечения арочной формы, трубопроводами отбора пара и продольными балкамикоробчатого сечения, опорные лапы иВыхлопные патрубки 21,Вертикальный прогиб оси 11 НД как1 Пот масс узлов, так и от вакуумныхсил определяется жесткостьс элементовнаружного корпуса. Оболочка наружно,но корпуса постоянного поперечпогосечения с плоскими боковыми стенкамитв нижней половине обладает малойсобственной жесткостью. Основньми силовыми элементами наружного корпусаявляются продольные балки коробчато го сечения и связанные с нкли торцовые стенки-балки коробчатого сечения 4 Оарочной формы, снабженные внутренними ребрами жесткости. Соединениепродольных балок с торцовьт)ти стенками корпуса только одной боковой поверхностью приводит к несимтлетрично-.му нагружению коробчатого про(111)тябалок что в сочетании с бо)ьшой ихцлиной уменьшает жесткость онструкции, а выполнение торцовых стенокКОрпуса В Виде балОк кОрОбчатогО се"чения только,цля обеспечения жесткосЯти корпуса без использования Внут"ренней полости для течения лара приводит к увеличению габаритов и масСЫ ПНД,Вертикальное смещение оси внутре 1"него корпуса относительно оси наружного определяется жесткостью по"перечных балок, на которых размещенвнутренний корпус. Наличие дополнтл"тельного элемента для рзмещения /овнутреннего корпуса в наружном усло;княет конструкцию ПНД и увеличиваетего массу, а малая жесткость и ботьшая длина пролета поперечных балокмежду Опорными площадками кронштей:-ов наружно.-0 .корпуса и лавнутренНЕ ПО В СВЯЗИ С ПсЛИЧИЕМ Пс 1 РОВОГОПРОтоапствс) МЕжД,т КОРПУСаИИ ВЫХЛОПной паттрубок приводит к увеличениюРаоптЕНТРОВКЯ КОРПУСОВ ВО ВРЕМЯ ЭКСтл)тата,и 1 Ит В КОНЕЧНОМ СЧЕТЕ, К,ув(л.ттичению (зредных протечек пара ВПНД за счет увеличения и неконцентзазоров В прточной части.Недостаткам являются также терми "ческие напряжения в стенках по поперечному сечению продольных балок коробчатого сечения возникающие из-заразности температур внутренних сте -нок, омываелых паром, и наружных,изолированных от парового пространстВаПель изобретения - повышение на:.екности и эффективности работы Ш 1 Дпутел 1 Овьктгения жесткОсти наружногокорпуса и умеььшения расцентровкивнутреннего корпуса,Указанная пель достигается темчто в ЦНД турбомашины, содержащемротор опирающийся на ФундаментныеОпоры, Внутренний корпус с отсекамиПРОтОЧНОй Чаоти, РаЗМЕЩЕННЬтй В Наружном корпусе с ци).индрической обев.айкой В средней части, торцовьмистенками-балками коробчатого сеченияарочной формы трубопроводами отборапара и продольньми балками коробчатого сечения, опорные лапы и вылоппыс. па трубки, торцоВые степки-балкиБыпОлнень 1 13 виде Выхлогтых ГтатРУбкОВ тВ паровом пространстве которых дополн 1 тель но рас.10 ложена арочная прострапственнак сис=ема жесткости соединенная с продольными балками сцилиндрической обечайкой и спорныиЛапаМИ, ЗаКРСттЛЕ 1- НЫМИ На НаРУКНЫХорцовых стен 1(ах Выхлопных патрубковфУНДатЕ 1.1-НЫХ 0110 Р т ПРОдсльные бакки выполнены заодто с цилиндрической обечайкойт расположенымежду внутренними торцовыми стенкамивыхлопных г;атрубком и соединены споследними по периметру коробчатого(1 РОФИЛЯ т а Х ВнтТт)ЕНН "тЕ Г 10 ЛОСТИоа З.ЦЕЛЕНЬт Нс. КсЛМЕРЫ, ОДНИ ИЗ КОТОРЫХсообщены с: отсекаМи протот 111 ой частии ТРттт(01 РООДаМИ СТб 01)а Пстт)а т аЛрзГИЕ ";. Откр"тж;-тхтС.дй а ттсОСО)ЕЭой,На фиг, 1 представлен ПНД турбомашин; Общ 1 й Вид; на (1 Иг, -" - разрезд-.т На йттп, Е т На ФИГ. 3 - (Оргус ННДбез ротора и аксонометрической проекцтти С УСЛОттттО ОтдЕЛЕННЫМИ ЭЛЕМЕНта -: пт ПНДПНД турботлаш."щыт с: горизонтальнымРстзсЬЕ 1 ЛОМ СОДЕРЖИ РОТОР 1 С ФУНДаМЕНтными ОПОЕами 2 Установт;еннымина (оундамепте 3, и наружный корпус 4,ПОСРЕДСТВО 1 ОПОРНЫХ Латт 5 И ОПОР бустановленный на ,;ундаменте 3,Еорцовьк.: стенки-т:"ал,"(и 7 коро(чаТО СЕЧЕ)1 ИЯ арОЧНОЙ ФОРМЫ Нс)ружн 01"Окорпуса 4 выполнены в виде обечаеквыхлопных патрубков 8, а средняячасть представляет собой цилиндрическую обечайку 9, снабженную продольными балками 10 коробчатого сечения.В паровом пространстве каждогоиз выхлопных патрубков 8 дополнитель=но расположена арочная пространственная система жесткости (силовых стержней) 11, соединенная внутренней торцовой стенкой 12 выхлопного патрубка8 с продольными балками 10 коробчатого сечения и цилиндрической обечайкой 9, а наружной торцовой стенкой13 выхлопного патрубка 8 - с опорными лапами 5, закрепленными на этихстенках 13 со стороны фундаментныхопор б,Продольные балки 10 коробчатогосечения располокены между внутренни- Оми торцовыми стенками )2 выхлопныхпатрубков 8 и соединены с ними попериметру коробчатого профиля балок10. Внутренние полости продольныхбалок 10 коробчатого сечения разделены на камеры 14-16. Камеры 14 и15 соединены с отсеками 17 проточнойчасти и дренажными отводами 18 струбопроводами (не показаны) отборовнара на регенерацию, а камеры 16 соединены с окружающей атмосферой. Внутренний корпус поперечными лапами19 установлен на опорные площадки 20,предусмотренные в нижней половине 21цилиндрической обечайки 9. Внутренний корпус 22 с отсеками 17 проточной 35части размещен в наружном корпусе 4.ПНД турбомашины работает следукщим образом.Массовые нагрузки и динамическиеусилия от вращающейся массы ротора 1,4 Оустановленного на фундаментных опорах2, передаются непосредственно на фундамент 3, Нагрузки от узлов БНД воспринимаются жестко связанными междусобой цилиндрической обечайкой 9, 45продольными балками 10 коробчатогосечения, арочной пространственнойсистемой силовых стержней 11 и опорными лапами 5 ПНД и передаются последними на опоры б и фундамент 3.При работе турбины эона с температурой подводиглого пара локализована во внутреннем корпусе 22, а цилиндри" ческая обечайка 9 наружного корпуса 4 в этой зоне и камеры 14 продольных балок 10 коробчатого сечения, примыкающие к паровпуску, омываются паром с параметрами, соответствующими параметрам пара за последней ступенью проточной части внутреннего корпуса 22. Снижение температуры пара по мере прохождения проточной части обеспечивает постепенное оникение температуры в камерах 14 и 15 продольных балок 10, связанных с отсеками 17 проточной части и дренажнщли отводами 18 с трубопроводами отборов пара на регенерацию, что улучшает тепловой режим и исключает большие температурнь.е напряжения и деформации в поперечном сечении продольных балок 10 коробчатого сечения.В предлагаемом ПНД оболочка наружного корпуса переменного поперечного сечения и цилиндрической формы в средней части обладает достаточно высокой собственной жесткостью, а продольные балки коробчатого сечения малой длины и соединенная с ними по всему периметру стенками выхлопных патрубков арочная пространственная система силовых стержней, а также размещение внугреннего корпуса непосредственно на опорных площадках наружного увеличивают жесткость конструкции и уменьшает ее массу.Таким образом, использование ПНД позволит повысить надежность и эффективность его работы путем повышения жесткости, уменьшения величины прогиба и улучшения статических и динамических характеристик. Кроме того, БНД обладает более высоким уровнем сейсмостойкости, в нем уменьшаются расцентровки внутреннего корпуса, что уменьшает протечки пара через диафрагменные уплотнения, повышает КПД про-, точной части отсека ПНД и позволяет выработать дополнительную мощность на турбомашине.109 б 379Составитель В,ГуторовТехред Л. чикен Корректор Г.ОгарРедактор И.КовальчукЗаказ 37 б 5/23 Тираж 502 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Филиал ППП Патент, г. ужгород, ул. Проектная, 4