Выхлопной патрубок турбины

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Рвсаублик(22) Заявлено . 10,11,78 (21) 2684832/24-06 с присоединением заявки йоК з Р 01 О 25/30 Государственный комитет СССР но дедам изобретений и открытийДата опубликования описания 0709,81 ОПНОЙ НАТРУБО(5 РБИНЫ носится к турбобыть использованои реконструкцииов паровь 1 х и гаэоИзобретение строению и може при иэготовлени выхлопных патру вых турбин. Известен выхт вы иэ па лопной патрубок, который содержит в корневой зоне радиальные заслонки для защиты рабочих лопаток от капель конденсата,носимых циркуляционными течени)хмиконденсатора при малых расходахра через последнюю ступень (1),Такой патрубок выключает из работы значительную. площадь проходного сечения ступени и является зФ." фективным лишь в режимах, близких к холостому ходу, когда последняя ступень потребляет энергию.Известен выхлопной патрубок турбины, содержащий установлеиивхй зим 26 метрично продольной оси статора турбины над рабочим колессм последней ступени кольцевой козырек с плавноизменяющейся шириной (2.Недостатком такого патрубка является неподвижность козырька,огра" ничивающая диапазон режимов, в котором он эффективен, близких к иоМвнальному, что снижает надежность и экономичность турбины в работе. 36 Иель изобретения - повьзнение экономичности и надежности турбины в широком диапазоне режимов.Это достигается тем, что выхлопной патрубок снабжен приводным механизмом со штангой, соединенной с козырьком для возможности его перемещения, При этом штанга снабжена упорными шайбами и расположенным между ними зубчатым колесом, а козырек - зубчатым венцом, входящим с колесоМ в зацепление для возмож" ности перемещения в осевом и радиальном направленияхт козырек выполнен в виде телескопических обечаек, а штанга соединена с.последней из них па ходу потока для возможности перемещения в осевом направлении козы- рек выполнен в виде набранных по кольцу отдельных элементов, каждый иэ которых соединен одним концом со статором,,На фнг.1 изображен продольный разрез выхлопного патрубка, снабженного кольцевым козырьком с плавноиэменявщейся ширинойт на фнг.2 - то же с выполнением козырька в виде телесковических обечаек; на фнг.З - то ае, с выполнением козырька, в виде набранных по кольцу отдельных элементов; на Фиг.4 - сечение А-А наФиг.3; на фиг.5 - продольное сечениевыхлопного патрубка с направляющимилопастями; на Фиг.б - сечение Б-Бна Фиг.5.Выхлопной патрубок (Фиг.1) содержит кольцевой козырек 1 с плавноизменяющейся шириной, установленный надрабочим колесом 2 последней ступенитурбины, и,по крайней мере, трисинхронно работающих приводных механизма 3, которые сообщают козырьку1 вращательное и поступательное пооси турбины движениепосредствомштанг 4, снабженных жестко закрепленными на них зубчатыми колесами5 и упорными шайбами б. Последниевзаимодействуют с зубчатым венцом 7козырька 1, благодаря чему он можетсовершать полный оборот воКруг оситурбины н двигаться параллельно ейпо длине посадочной проточки обоймы,Вбриант выхлопного патрубка(фиг.2) отличается телескопическойконструкцией козырька. Последнийсостоит из телескопических обечаек8, имеющих различную осевую длину вразных местах по окружности, котораяпо ходу потока (из обечаек 8) соединена со штангой 4. При последовательном выдвижении обечаек 8, в порядке возрастания их диаметров, максимальная длина козырька в целоМсмещается по окружности 1 беэ вращенияобечаек 8, что упрощает приводные ме"ханизмы,3 и штанги 4,Выхлопной патрубок (фиг.З и 4)содержит козырек, состоящий из прилегающих друг к другу, набранных покольцу, пластинчатых отдельных элементов 9, каждый иэ которых шарнир"но соединен одним концом со статором10. Оси вращения элементов 9 расположены в плоскости нормального сечения турбины касательно к окружности с центром на оси турбины. Поперечные сечения элементов 9 спроФнлированы таким образом, что приугле установки их, соответствующемноминальному расходу, они прилегаютдруг к другу виахлестку с минимальными зазорами и уступами иа внутреиней поверхности, близкой к конической, Элементы 9 козырька поворачи"ваются посредством осевого перемещения кольца 11 от приводных механизмов 3 посредством штанг 4.Вариант конструкции (Фиг.5 и б)отличается тем, что дополнительнаяк козырьку 1 поверхность образуется эа счет поворота направляющихлопастей 12. Их оси являются образующими одной и той же цилиндрической поверхности и крепятся к постоян"но установленному козырьку 1 и кторцовой стенке 13 патрубка, Управляющие поворотом лопастей рычаги 14находятся эа пределами патрубка. Икозырек 1, и направляющие лопасти. 12 могут быть выполнены с переменной длиной в осевом направлении,кроме того, лопасти 12 могут состоять из двух и более элементов, поворачивающихся одна внутри другой.Такое выполнение обеспечивает достаточный набор форм козырька дляразличных режимов. Выхлопной патрубок (Фиг.1) ра ботает следующим образом.При пуске и прогреве турбины,каки при других режимах работы с объемным расходом через последнюю ступень, меньшим от номинального, козырек 1 выдвинут полностью, При этомугловое смещение его таково, чтомаксимум осевой длины козырькасоответствует максимуму статического давления и тем самым уменьшаетинтенсивность прикорневой цирку"26 ляции за рабочими лопатками, а такжеих вибрацию. По мере увеличения объемного расхода и уменьшения окружнойсоставляющей скорости козырек 1 засчет поступательного движения штангр 4 и связанных с ними упорных шайбб уменьшает свою осевую длину, измеренную от кромок рабочих лопаток,Поворот козырька 1 осуществляетсяблагодаря вращению штаиг 4 и колесщ 5, входящих в зацепление с зубчатымвенцом 7, иа угол, соответствующийсмещению окружной неравномерностипотока, При номинальном расходе черезпоследнюю ступень и наличии опаснойвибрации рабочих лопаток иэ-за окружной неравномерности давления козырек 1 устанавливается в положение,при котором его максимальная длинанаходится иа вертикали со стороныконденсатора .Иинимальиая длина при49 этом составляет.от 5 до 20 длинылопатки, т.е. величину, принятую втипичных конструкциях выхлопныхпатрубков с цилиндрическими козырьками. Соотношение между максимальной4 и минимальной длинами козырька выбирается в соответствии с особенностями конкретного патрубка из условиявыравнивания давления рабочего телаза ступенью,щ) Выхлопной патрубок (фиг,2) работает следующим образом.Приводные механизмы 3 сообщаютпоступательное движение штангам 4,которые жестко связаны с наружнымкольцевым элементом обечайки 8, ифф через него передают движение осталь- .ным, При этом известная системафиксаторов обеспечивает последовательное продвижение телескопическихобечаек 8: при выдвигании козырькац они устанавливаются, начиная от внутреннего подвижного элемента, а прискладывании -. начиная с наружного.Таким образом, устанавливается однозначное соответствие между положением штаиг 4 и формой козырька,формула изобретения 50 55 изменяющейся ввиду определенной неодинаковости обечаек 8.При номинальном режиме работы выхлопного патрубка угол раскрытия конусного козырька определяется наибольшей экономичностью патрубка. При снижении расхода и возникновения тангенциальной закрутки потока в выхлопном патрубке появляется необходимость создания положительно го радиального градиента давления. Этот эффект достигается уменьшением угла раскрытия конусного козырька вплоть до определенных отрицательных значений, т.е. возникновения сужающегося конуса. Изменение меридианного угла раскрытия козырька происходит при поступательном перемещении кольца 11, приводимого в движение жханизмами 3 черезштанги 4. Кольцо 11 поворачивает шарнирно сочлененные с ним элементы 9 вокруг их осей (все одновременно). Такая конструкция позволяет изменять угловое положение элементов 9 в диапазоне около 50 , т.е. с достаточной эффективностью влиять на форму меридианных линий тока в последней ступени. Неравномерность по окружности осевой длины козырька задается раз- личной длиной элементов 9При номинальном режиме направляющие лопасти 12 выхлопного патрубка 1 (фиг.5 и 6) установлены в различном положении (показано сплошными линиями). При некотором про-. межуточном режиме с тангенциальной закруткой потока за рабочим колесом лопасти развернуты из условия безотрывного обтекания (см.штриховые линии). При нерасчетных режимах, когда возникает необходимость удли" нения базового козырька 1, прилегающий к нему ряд элементовлопастей Х 2 поворачивается на своей оси, об" раэуя добавочную цилиндрическую поверхность. Дальнейшее наращивание длины козырька как по всей окружности, так и на некоторой дуге,про" изводится поворотом до совпадения с предыдущим последующего ряда элементов направляющих лопастей 12. Элементы, не включенные в дополнительную поверхность козырька на некотором режиме, повернуты в соответствии с закруткой потока и обеспечивают экономичную работу патрубка,таким оьразом, применение данного выхлопного патрубка дает возможность оптимизации работы части низкого давления мощных турбин по нескольким параметрам одновременноэкономичности последней ступени, атакже выхлопного патрубка, уровнювибрации рабочих лопаток, интенсивности их эроэионного разрушения,При этом наибольший эффект достигается на тех турбоагрегатах, которыедлительное время работают со сниженными пропусками пара в конденсатор,например, теплофикационных, а такжеполупиковых, находящихся в моторном режиме. Экономия складываетсяиз повьваения КПД последней ступении выхлопного патрубка, снижениявероятности аварий из-за поломокрабочих лопаток, уменьшения стоимости ремонтных работ. 1. Выхлопной патрубок турбины,содержащий установленный симметрично продольной оси статора турбинынад рабочим колесом последней ступени кольцевой козырек с плавноиэменяющейся шириной, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышенияэкономичности и надежности, патрубок снабжен приводным механизмом соштангой, соединенной с козырькомдля воэможности его перемещения.2, Патрубок по п.1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что штанга снабжена упорными шайбами и расположенньщ между ними зубчатым колесом,а козырек - зубчатым венцом, входящим с колесом в зацепление для возможности перемещения в осевом и радиальном направлениях.3. Патрубок по п,1, о т л и ч а -ю щ и й с я тем, что козырек выполнен и виде телескопических обечаек,а штанга соединена с последней изннх по ходу потока для возможностиперемещения в осевом направлении,4. Оатрубок по п.1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что козырек выполнен в виде набранных по кольцу отдельных элементов, каждый из которыхшарнирно соединен одним концом состатором,Источники информации,принятые во внимание при экспертизеАвторское свидетельство СССР9 487242, кл. Г 01 0 25/30, 1973.2. Авторское свидетельство СССР9 162164, кл. Г 01 0 25/30, 1963.