Дозвуковой сопловой аппарат влажнопаровой турбины

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК Р 9/02 511 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ л. 11 ил. Ж ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(71) Производственное объединение Калужский турбинный завод и Московскийэнергетический институт(56) Авторское свидетельство СССР817272, кл. Р 01 Р 9/02, 1979.Дейч М. Е., Филиппов Г. А., Лазарев А. Я., Атлас профилей решеток осевыхтурбин. М.: Машиностроение, 1965, с. 26,16, с. 45.(54) ДОЗВУКОВОЙ СОПЛОВОЙ АППАРАТ ВЛАЖНО-ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ(57) Изобретение позволяет уменьшитьпотери энергии влажного пара, улучшитьпрочностные х-ки и снизить эрозионныйМ-А ЯО 1337529 А 1 износ. Отношения радиуса скругления входной кромки 3, толщины выходной кромки 4, радиусов кривизны спинки 5 и вогнутой части 6 лопатки (Л) 2 и шага между соседними Л 2 к хорде профиля соответственно равны 0,014 - 0,03, 0,02 - 0,03, 0,6 - 0,8, 0,8 - 1,1 и 0,6 - 0,65. Такое выполнение позволяет уменьшить фонтанирующий эффект входных кромок 3, отражающих падающие капли в направлении, противоположном потоку, и в поперечном направлении, увеличить протяженность рабочего канала до основного поворота и улучшить дробление жидкой фазы. Угол направления входной кромки Л 2 составляет меньше 90, что позволяет направлять крупные инерционные части, двигающиеся по траекториям, отличным от линии тока паровой фазы, к входным кромкам 3 неаксиально. 1 з.п. ф-лы, 33752910 15 20 25 30 35 40 45 50 55 формула изобретения 1Изобретение относится к турбомашиностроению, в частности к сопловым аппаратам влажно-паровых турбин.Целью изобретения является уменьшение потерь энергии влажного пара, улучшение прочностных характеристик и снижение эрозионного износа,На фиг. 1 изображен. сопловой аппарат влажно-паровой турбины; на фиг, 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - узел 1 на фиг. 2 (сопловой аппарат с лопатками для влажного пара в сопоставлении с известными сопловыми аппаратами с лопатками для перегретого пара); на фиг. 4 - изменение профильных потерь энергии в зависимости от начального состояния влажного пара; на фиг. 5 - зависимость профильных потерь энергии от отношения скоростей потока и звука; на фиг, 6 - распределение модульных размеров капель по шагу; на фиг, 7 - зависимость модульных размеров капель на выходе из соплового аппарата от начального состояния пара; на фиг. 8 - 11 графики зависимости коэффициента потерь кинетической энергии влажного пара от отношения радиуса скругления входной кромки, толщины выходной кромки, радиусов кривизны спинки и вогнутой части лопатки и шага между соседними лопатками к хорде профиля лопатки соответственно. Дозвуковой сопловой аппарат влажно- паровой турбины содержит корпус 1 с закрепленными в нем лопатками 2 с входными и плоскосрезанными выходными кромками 3 и 4, между которыми расположены спинка 5 и вогнутая часть 6 лопатки 2. Лопатки 2 закреплены в корпусе 1 с равным шагом между соседними лопатками 2. Отношения радиуса скругления г, входной кромки 3, толщины Ю выходной кромки 4, радиусов кривизны Ки К спинки 5 и вогнутой части 6 лопатки 2 и шага 1 между соседними лопатками 2 к хорде профиля лопатки 2 соответственно равны 0,014 - 0,03;002 - 003; 06 - 0 8, 08 - 1,1 и 06 - 065. Угол направления входной кромки 3 лопатки 2 составляет меньше 90. Спинкой 5 одной лопатки 2 и вогнутой частью 6 соседней лопатки 2 образуется рабочий канал 7 дозвукового соплового аппарата.Начальное состояние (фиг. 4) влажного пара 1, = /1 где 1, - энтальная пара на линии насыщения при эзонтронийном расширении; 1, - энтальния торможения перед сопловым аппаратом, Число М (фиг. 5) отношение скорости потока пара к скорости звука, р, уо и с 11 с (фиг, 8 - 11) коэффициент потерь кинетической энергии влажного пара, степень влажности пара на входе соплового аппарата и модальный диаметр капель в полидисперсном потоке. Дозвуковой сопловой аппарат работает следующим образом.Основной поток рабочего пара входит в рабочий канал 7 между входными кромками 3 соседних лопаток 2. Малые радиусы скругления входных кромок 3 позволяют уменьшить фонтанирующий эффект входных кромок 3, отражающих падающие капли в направлении, противоположном потоку, и в поперечном направлении. При этом снижаются затраты кинетической энергии несущей фазы с поворотом и разгоном потока капель, отраженных входными кромками 3.Затем пар проходит средний участок рабочего (межлопаточного) канала 7, образованный увеличенными радиусами К,и К кривизны спинки 5 и вогнутой части 6, которые образуют с учетом увеличенных хорд Ь большую протяженность рабочего канала 7 до основного поворота, что обеспечивает увеличение коэффициента скольжения и, тем самым, снижение дополнительных потерь (фиг. 4, 5), обусловленных взаимодействием фаз в ядре течения. При этом уменьшаются дополнительные потери от влажности, обусловленные тормозящим воздействием капель на рабочие лопатки (не показаны).При обтекании выходных кромок 4 лопаток 2 образуются вихревые следы с дискретными вихрями на начальном участке. Поступающая в вихревые следы жидкая фаза (пленки, капли) диспергируется: пленки и капли дробятся под влиянием вихревых шнуров и потока в межвихревой зоне. Дробление пленок и капель максимальное; диаметры капель уменьшаются в 2 - 2,5 раза (фиг. 6, 7). Этот фактор имеет особенно большое значение для уменьшения эрозии, интенсивность которой снижается пропорционально уменьшению капель.В случае работы соплового аппарата в парокапельном крупнодисперсном потоке выполнение угла направления Ы входной кромки 3 лопаток 2 меньше 90 позволяет направлять крупные инерционные капли, двигающиеся по траекториям, отличным от линии тока паровой фазы, к входным кромкам 3 неаксиально. Указанные диапазоны относительных величин 1, г К Ки о являются оптимальными (фиг.8-11), поскольку величина , имеет экстремумы. 1, Дозвуковой сопловой аппарат влажно-паровой турбины, содержащий корпус с закрепленными в нем лопатками с входными и плоскосрезанными выходными кромками, между которыми расположены спинка и вогнутая часть лопатки, а лопатки закреплены с равным шагом между соседними лопатками, отличающийся тем, что, 1337529с целью уменьшения потерь энергии влажного пара, улучшения прочностных характеристик и снижения эрозионного износа, отношения радиуса скругления входной кромки, толщины выходной кромки, радиусов кривизны спинки и вогнутой части лопатки и шага между соседними лопатками к хорде профиля соответственно равны 0,014 - 0,03, 0,02 - 0,03, 0,6 - 0,8, 0,8 - 1,1 и 0,6 - 0,65. 5 2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем,что угол направления входной кромки лопатки составляет меньше 90.(77 Составительандура Техред И, ВереТираж 48сударственного комитета СССР п113035, Москва, Ж, Раунаенно-полиграфицеское предприят В. Гуторовс КорректорПодписноео дслаги изобретенийская наб., д. 45ие, г. Ужгород, ул. П А. Зигяокосо Редактор М. Заказ 4107/2ВНИИПИ Г открытий оектная, 4 юизводст