Цилиндр высокого давления паровой турбины

Цилиндр высокого давления паровой турбины

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к паротурбостроению, в частности к конструкции двухкорпусных цилиндров высокого давления (ЦВД) с петлевой схемой компановки, и позволяет повысить экономичность, надежность и маневренность ЦВД и турбины. ЦВД содержит внутренний и наружный корпуса 4 и 6, между которыми образован петлевой канал 7, и первую и вторую группы 3 и 9 ступеней, первые ступени 10 и 11 которых выполнены радиально-осевыми, а их рабочие колеса 2 и 8 выполнены в виде интегрального сдвоенного колеса. Расширение пара в рабочем колесе 2 сопровождается снижением его температуры на большую величину, чем в осевой ступени. Наибольшие напряжения в рабочем колесе 2 возникают в зоне пониженных температур. Радиально-осевая ступень 10 допускает повышение начальной температуры пара, что повышает экономичность ЦВД. Снижение градиента температур снижает уровень термических напряжений, а сокращение длины ротора 13 повышает его жесткость и устойчивость к низкочастотным колебаниям, что повышает надежность и маневренность ЦВД и всей турбины. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 F 01 D 25/26 1/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4453847/24-06 (22) 06.07.88 (46) 30.04.90. Бюл.,Р 16 (71) Ленинградский политехнический институт им.И.И.Калинина (72) И.И.Кириллов и Н.Д.Саливон (53) 621.165 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1011872, кл. F 01 D 25/12, 1980. (54) ЦИЛИНДР ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ (57) Изобретение относится к паротур-; бостроению, в частности к конструкции двухкорпусных цилиндров высокого давления (ЦВД) с петлевой схемой компановки, и позволяет повысить экономичность, надежность и маневренность

ЦВД и турбины. ЦВД содержит внутренний и наружный корпуса 4 и 6, между которыми образован петлевой канал 7, „„SU„„1560731 А 1

° и первую и вторую группы 3 и 9 ступе- ней, первые ступени 10 и 11 которых выполнены радиально-осевыми, а их рабочие колеса 2 и 8 выполнены в виде интегрального сдвоенного колеса. Расширение пара в рабочем колесе 2 со провождается снижением его температуры на большую величину, чем в осевой ступени. Наибольшие напряжения в рабочем колесе 2 возникают в зоне пониженных температур. Радиально-осевая ступень 10 допускает повышение начальной температуры пара, что повышает экономичность ЦВД. Снижение градиента температур снижает уровень термических напряжений, а сокращение длины ротора 13 повышает его жесткость и устойчивость к низкочастотным колебаниям, что повышает надежность и маневренность ЦВН и всей турбины. 2 ил.

1560731

Изобретение относится к турбо- . строению и может быть использовано в двухкорпусных ЦВД с петлевым потоком пара.

Цель изобретения — повышение экономичности, надежности и маневренности.

На фиг.1 представлен 11ВД с первой и второй группами ступеней и цель- ið нокованным ротором, продольный разрез; на фиг.2 — ЦВД с первой и второй группами ступеней и составным ротором, продольный разрез.

ЦВД содержит входной патрубок 1, сообщенный с рабочим колесом 2 первой группы 3 ступеней, размещенных во внутреннем корпусе 4. Пространство 5 между внутренним и наружным корпусами 4 и 6 образует петлевой канал

7, сообщенный с рабочим колесом 8 второй группы 9 ступеней.

Первые ступени 10 и 11 первой и второй групп 3 и 9 выполнены радиально-осевыми. В наружном корпусе 6 установлен направляющий аппарат 12 радиально-осевой ступени 11. Рабочие колеса 2 и 8 выполнены в виде.интегрального сдвоенного колеса и закреплены на роторе 13 (фиг.1). Ротор 13 (фиг.2) может быть выполнен составным из частей 14 и 15, с которыми соединены рабочие колеса 2 и 8. Последние соединяются между собой. В группах 3 и 9 ступеней остальные ступени 16 и 17 (кроме радиально-осевых ступеней 10 и 11) выполнены осевьпчи.

Между входным патрубком 1 и рабочим колесом 2 расположена спиральная камера 18.

Интегральное сдвоенное радиальноосевое колесо (рабочие колеса) 2 и 8 в отличие от двухпоточного радиальноосевого колеса имеет различные геометрические размеры первого по потоку 4 и второго рабочих колес 2 и 8 и различные газодинамические параметры рабочего тела на входе в колеса 2 и 8 и на выходе из них. Геометрия радиально-осевых колес (ступеней) 2 и 8 и количество осевых ступеней 16 и 17 определяется распределением перепадoR энтальлий.

ЦВД работает следующим образом.

Свежий лар через входной латрубок

1 подводится в спиральную камеру 18, иэ которой поступает ла рабочее колесо 2 первой ло потоку радиальноосевой ступени 10 первой груллы 3 ступеней и далее — в осевые ступени

16 этой группы 3 ступеней.

После осевых ступеней 16 первой группы 3 ступеней пар в петлевом канале 7 поворачивается на 180 и направляется в направляющий аппарат

12 и на рабочее колесо 8 радиальноосевой ступени 11 второй группы 9 ступеней и далее — в осевые ступени

17 второй группы 9 ступеней, после которой пар отводится на промежуточньп перегрев.

Радиально-осевая ступень 10 позволяет с высоким 1ГЩ срабатывать большие перепады энтальпий и дает воэможность одной радиально-ocегоA ступенью 10 заменить несколько осевых ступеней 16. Осевые габариты ротора 1I3 T ;oão цилиндра резко сокращаются. Расширение пара в каналах рабочего колеса 2 или 8 радиальноосевой ступени 10 или ii сопровождается снижением его температуры.

Исследование прочности и теплообмена в радиально-осевой ступени

10 показывает, что наибольшие напряжения в рабочем колесе 2 возникают на радиусе, где температура металла существенно ниже, чем на периферии колеса 2. Поэтому максимально допустимая температура пара на входе в радиально-осевую ступень 10 значительно выше, чем в осевой ступени 16, что повышает экономичность ЦВД. Эта разница в температурах увеличивается с ростом степени расширения пара.. При высокой температуре пара на входе в рабочее колесо 2, из-за падения его температуры при течении в радиальном направлении снижается максимальная температура ротора 13 в зоне первой по потоку радиально-осевой ступени 10 и резко снижается градиент температуры ротора 13. Снижение градиента температуры ротора 13 снижает уровень термических напр женил в нем.

Сокращение числа или <>тказ от осевых ступеней !6 и 17, и сокращение длины ротора 13 повышает его жесткость и устойчивость к низкочастотным колебаниям. Снижение градиента темлературы ротора 13 и повышение его вибрационной устойчивости повышает эксплуатационную надежность, маневренность ЦВД и всей турбины.

Формула и з обре т е н и я

Цилиндр высокого давления паровой турбины, содержаший входной латрубок.

Составитель B.Ãóòîðîâ

Техред Л.Олийнык

Корректор С.Шевкун

Редактор И. Касарда

Полли<:ное

Тираж 426

Заказ 960

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101

5 1S6073 сообщенный с рабочим колесом первой группы ступеней, размещенных во внутреннем корпусе, пространство между которым и наружным корпусом образует петлевой канал, сообщенный с рабочим

5 колесом второй группы ступеней, о т— личающийс ятем,что,сцепи повышения зконол1ич ности, надел-,ности и маневренности, первые ступени пер— вой и второй групп выполнены радиаль.— но-осевыми, а их рабочие колеса — в виде интегральногo сдвоенного колеса.