Способ охлаждения комбинированных турбин

Способ охлаждения комбинированных турбин

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Класс 46f, 4 ) Я 12739

ПАТЕНТ HA ИЗОБРЕТЕНИЕ

ОПИСАНИЕ способа охлаждения комбинированных турбин, К патенту ин-ной фирмы „Ассошиэйтид элвктрикл индастриз лимитед" (АзвосЫей Electrical Industries Limited) в r. Лондоне, Англия, заявленному 22 февраля 1928,года (заяв. свид. А 23954)..

Действительный изобретатель P. В. Вэйли (Richard

william Вайеу) l

0 выдаие патента опубликоВано 81 января 1930 года. действие патента распространяетсн на 15 лет от 31 января 1980 года.

Изобретение касается способа охлаждения комбинированных турбин, работающих в одной части газом, а в другой †пар. При охлаждении . турбины по предлагаемому способу, рабочее вещество с более низкой температурой, после совершения работы в части высокого давления, используется для охлаждения частей, подвергающихся действию более высокой температуры другого рабочего вещества, а затем совершает работу в части низкого давления. Для охлаждения по описанному способу, турбина может снабжаться двухрядными лопатками, через внутреннюю часть которых протекает вещество с более низкой температурой, а по внешней части — с более высокой. Охлаждающее вещество может также цропускаться через, устроенные в роторе продоль1 ные пазы, замыкаемые йожками лопатою, при чем последние "могут снабжаться прорезами, с целью уменьше. ния теплопередачи.

На чертеже фиг. 1 изображает продольный разрез турбины, охлаждаемой по предлагаемому способу; фиг. 2— частичный разрез турбины с двухрядными лопатками; фиг. 8 — продольный разрез лопатки, снабженной прорезом для уменьшения теплопередачи; фиг. 4 — вид ее сверху; фиг. 5 — часть ротора с лопатками видоизмененной турбины; фиг. 6 — разрез по 6 — 6 фиг. 5.

Предлагаемая комбинированная турбина состоит из газовой турбины II и из паровой турбины 12,18 (фиг . Ц.

Газ при высоких температуре и давлении подается через впускное от- ! верстие 14, отдает свою энергию при проходе через лопатки турбины II и удаляехся через канал 15. Пар высокого давления поступает в приемную камеру 16 части 12 турбины

12,13 и, превратив в работу часть своей энергии, проходит через каналы 17 газовой турбины, по отношению к которой он является охлаждающей средой, по сравнению с газообразйой движущей средой высокой температуры, после чего он подается в часть 13 турбины — 12,13. Таким образом, газовЫй часть 11 комбинированной турбины охлаждается, при чем теплота воспринимается паром, производящим при расширении работу в части 13 турбины, приводимой паром, до оставления последним турбины при проходе через выпускное отверстие 18.

Теплота, остающаяся в газообразной движушей среде, выходящей из турбины, может быть, например, использована, как то показано схематически, для перегрева пара, подаваемого в турбину через змеевик 19; для подогрева пара между двумя рабочими ступенями части 13 турбины при помощи межступенчатого подогревающего змеевика 20, а также для нагрева воды, из которой образуется пар, в каковом случае предусматривается дополнительный змеевик 21.

На фиг. 2 изображена часть видоизмененной турбины, лопатки- которой выполнены двухрядными, при чем по внешней части 42 подводится рабочее вещество высокой температуры, в то время, как ко внутренней части 43 протЕкает вещество зйачительно более низкой температуры.

Давления движущих еред высокой и низкой температуры могут быть приблизительно одинаковыми, однако, давление движущей среды низкой температуры должно быть предпочтительно большим, во избежание доступа более горячей среды к оси ротора. Стремление к смешиванию двух движущих сред может быть при желании доведено до наименьших размеров устройством лабиринтного уплотнения 44 на переГородках 45 между рядами лопаток. В турбинах подобного устройства иногда представляется выгодным допущение смешивания рабочих веществ на частях турбин, -несущих лопатки, в направлении конца низкого давления, где температура вещества, протекающего во внешнем ряде, не является более черезмерной. По вышеуказанной причине двухрядные лопатки целесообразно применять, главным образом, на конце высокого давления; однако, они могут- быть применены и на всем протяжении работы рабочего вещества до выпуска его в атмосферу.

При применении настоящего. изобретения на практике могут быть предусмотрены и иные конструктивные детали, препятствующие передаче теплоты от лопаток и частей турбины, приходящих в непосредственное соприкосновение с рабочей средой высокой температуры, и об легчающие ртдачу теплоты охлаждаю щей среде. В виду этого, охлаждающие каналы в роторе могут быть снабжены внутренними ребрами, предусматриваемыми. на трубчатых частях, изго- товляемых предпочтительно из металла высокой теплопроводности и вставляемых в продольные отверстия ротора в обеспечение хорошего теплового контакта со стенками названных отверстий ротора. Равным Образом . ребра могут составлять одно целое с ротором. Кроме того, в конструкциях лопаток с уширенными основаниями их, обеспечивающими значительные поверхности соприкосновения с рабочей средой высокой температуры, в названйых уширенных основаниях 48 может быть предусмотрен прорез 47 соответствующих размеров (фиг. 3, 4), так что подведению теплоты через основание лопаток будет поставлена пре-,. града, благодаря которой уменьшит- . ся приток теплоты по направлению

rc оси " ротора. Для той же цели в вышеупомянутых двухрядных лопатках перегородки могут быть снабжены прорезами.В форме выполнения, показанной на фиг .,5 — 6, ротор снабжен продольными пазами 49, расположенными на периферии его, при чем внешние части названных пазов имеют форму ласточкина хвоста для крепления сегментов 50, удерживающих лопатки, пожки 51 которых, имеющие соответствующую форму ла; сточкина хвоста, вставляются в концы пазов 49 и продвигаются на роторе в продольном направленин до требуемого положенйя. Сегменты 50, несущие лопатки, служат, таким образом, для закрытия-пазов 49. с ви д-. ней .стороны и для обеспечения замкнутого, профиля охлаждающих каналов ротора. Сегменты 5Î могут. быть снабжены прорезамц 52, .противодействующими поднеденФЮ теплоты по направлению к оси ротора.

Любое число лопаток может быть размещено на одном сегменте, могущем в продольном направлении иметь размеры, отвечающие более. чем одному кольцу лопаток и любому числу прорезов; при желании; могут быть--предусмотрены распорные кольца или сегменты между кольцами лопаток, в обеспечение надлежащего разделения последних и надлежащего перекрытия пазов ротора. Концы смежных сегментных частей предпочтительно снабжаются впадиной и выступом или соединяются в четверть, в обеспечение свободы расширения по окружности и во избежание просачивания пара в, продольном направлении. Стгатор турбины также может .охлаждаться по предлагаемому способу, для чего корпус его снабжается каналами либо рубашкой для пропуска охлаждающей среды. Предлагаемое изобретение может быть применено в связи с другими охлаждающими системами. Иначе говоря, охлаждающая среда может быть использована для воспринятия теплоты ! в других известных охлаждающих системах до или после использования ее в качестве охлаждающего средства в турбине, как было описано выше, или же в турбине могут найти применение и другие охлаждающие системы в дополнение к системе, описанной выше, предусматривающие, например, подведение. охлаждающего воздуха или воды в центральное отверстие рот ора.

П р е д м е т п а.т е н т а.

1. Способ охлаждения -комбинированных турбин, работающих в одной части газом, а в другой части паром, характеризующийся тем, что рабочее вещество более низкой температуры (напр. пар) после совершения работы в части высокого давления утилизируется для охла- ., ждения частей турбины, подвергающихся действию более высокой температуры другого рабочего вещества (напр., газообразных продуктов горения) и после токо соверщает работу в части низкого давления, 2. Комбинированная турбина, упомянутая в п.,1, отличающаяся тем, что она состоит из газовой турбины 11 и паровой,турбины 12 высокого давления: и низкого давления 13,.при чем отработавший в части 12 пар проходит через охлаждающие каналы 17 газовой турбины и работает затем в части низкого давления 13, в канал же 15 отработавших газов помещаются змеевик 19 для перегрева свежего пара и змеевик

20 для промежуточного перегрева (фиг. 1).

3. Видоизменение охарактеризованной в п. 2 турбины, отличающееся применением двухрядных лопаток (фиг. 2), через внутреннюю часть 43 коих протекает вещество с более низкой температурой, а по внешней части 42 — вещество с более высокой температурой.

4. В турбине, охарактеризованной в п. 2, применение в роторе продольных пазов 49 (фиг. 5), которые замыкаются ножкой 51 лопаток и служат для протекания охлаждающего вещества, при чем лопатки могут снабжаться с целью уменьшения теплопередачи прорезами 47 (фиг. 3 и 4) или 52 (фиг. 6).

Н патенту ин-ной фирмы „Апсошиэйтид электрикл индэстриз лимитед" N - 12739,. 6 фиГ.5 ! !

char о,, Тип. Ридрогр. Упр. Управл. В.-М. Сил РККА. Ленинград> здание Рл. Адмиралтейства.