Рабочее колесо паровой турбины

Рабочее колесо паровой турбины

Реферат

 

Изобретение относится к энергетическому машиностроению, может быть использовано в паровых турбинах с цельнокованными или сварными роторами, а также в газовых турбинах и компрессорах с аналогичными роторами и позволяет уменьшить объем ремонтных работ при авариях с отрывом рабочих лопаток. Рабочее колесо паровой турбины содержит рабочие лопатки 3, сопряженные комлевыми частями 4 с установленными с натягом на валу 5 промежуточным элементом 6, выполненным из материала с модулем упругости, меньшим модуля упругости материала вала 5 и лопаток 3, и снабженным выступами 7, расположенными в окружном направлении равномерно и в количестве не менее трех. Боковые поверхности 8 комлевых частей 4 лопаток 3 снабжены замковыми элементами 9, сопряжены между собой, скреплены одна с другой элементами 9 на круг и дополнительно скреплены электросварочным швом 10. При вращении вала 5 тангенциальные усилия в поле центробежных сил воспринимают замковые элементы 9 и электросварочный шов 10. Паровой (газовый) крутящий момент с рабочих лопаток 3 передается на вал 5 посредством шпонки 11. При возникновении небаланса, вызванного отрывом рабочих лопаток 3, под действием неуравновешенного усилия, равного центробежной силе оторвавшихся частей лопаток 3, выступы 7 деформируются и рабочие лопатки 3 прижимаются к статору 2. Так как неуравновешенное усилие воспринимает статор 2, а не вал 5, то предотвращается его разрушение и объем ремонтно-восстановительных работ рабочего колеса паровой турбины уменьшается. 4 ил. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к энергетическому машиностроению и может быть использовано в паровых турбинах с цельнокованными или сварными роторами, а также в газовых турбинах и компрессорах с аналогичными роторами. Целью изобретения является уменьшение объема ремонтно-восстановительных работ при авариях, связанных с обрывом рабочих лопаток, закрепленных на цельнокованных либо сварных роторах за счет исключения влияния несбалансированных усилий на ротор путем передачи их на статор и повышение несущей способности лопаток. На фиг.1 изображено предлагаемое рабочее колесо, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, поперечный разрез; на фиг.3 - продольный разрез при обрыве одной из лопаток; на фиг.4 - поперечный разрез при обрыве одной из лопаток. Рабочее колесо содержит установленные с зазором 1 высотой А₁ относительно статора 2 рабочие лопатки 3, сопряженные комлевыми частями 4 с установленным с натягом на валу 5 промежуточным элементом 6, выполненным из материала с модулем упругости меньшим модуля упругости материалов вала 5 и лопаток 3, и снабженным выступами 7. Выступы 7 расположены в окружном направлении равномерно и в количестве не менее трех, высота А₂ которых больше величины А₁ зазора 1 между статором 2 и рабочими лопатками 3, а площадь S₂ поверхности выступов 7 составляет 0,001-0,075 всей площади S₁ поверхности, на которой выполнены выступы 7. Боковые поверхности 8 комлевых частей 4 лопаток 3 снабжены замковыми элементами 9, сопряжены между собой и скреплены одна с другой элементами 9 на круг. При этом боковые поверхности 8 комлевых частей 4 дополнительно скреплены одна с другой электросварочным швом 10. Между комлевыми частями 4, валом 5 и промежуточным элементом 6 установлена шпонка 11. Рабочее колесо работает следующим образом. При вращении вала 5 тангенциальные усилия в поле центробежных сил воспринимают замковые элементы 9 и электросварочный шов 10. Паровой (газовый) крутящий момент с рабочих лопаток 3 передается на вал 5 посредством шпонки 11. При этом рабочие лопатки 3 сопрягаются между собой, замыкаются на круг и не передают центробежные усилия на вал 5, что позволяет отказаться от выполнения насадных дисков с пазами для размещения и крепления в них комлевых частей 4. При возникновении небаланса, вызванного отрывом рабочих лопаток 3 (см. фиг.3,4) под действием неуравновешенного усилия Р, равного центробежной силе оторвавшихся частей лопаток 3, выступы 7 деформируются и рабочие лопатки 3 прижимаются к статору 2. При этом под воздействием тормозящей силы, возникающей при опоре рабочих лопаток 3 на статор 2, шпонка 11 срезается и комлевая часть 4 с промежуточным элементом 6 освобождается от посадки на вал 5. Дальнейшее вращение вала 5 происходит без силового взаимодействия с лопатками 3. В результате этого между выступами 7 и валом 5 в направлении усилия Р образуется зазор абсолютной величины А₃, равной зазору А₁ (А₃ = А₁), а в направлении, диаметрально противоположном направлению действия усилия Р, между сопрягаемыми деталями (промежуточным элементом 6 и валом 5) образуется зазор А₄ абсолютной величины, равной разности зазоров А₂ и А₁ (А₂ - А₁). Поскольку усилие Р, возникающее при отрыве одной из рабочих лопаток 3, передается на статор 3, то тем самым предотвращается разрушение вала 5 и его подшипников и уменьшается объем ремонтно-восстановительных работ рабочего колеса при авариях, связанных с обрывом рабочих лопаток.

Формула изобретения

1. РАБОЧЕЕ КОЛЕСО ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ, содержащее установленные с радиальным зазором относительно статора рабочие лопатки, комлевая часть которых сопряжена с промежуточным элементом, установленным на валу с натягом, выполненным из материала с модулем упругости меньшим, чем у материалов вала и рабочих лопаток, и снабженным расположенными в окружном направлении равномерно по меньшей мере тремя выступами, высота которых больше величины радиального зазора, а площадь их поверхности составляет 0,001 - 0,075 от общей площади поверхности, на которой они выполнены, отличающееся тем, что, с целью уменьшения объема ремонтно-восстановительных работ от аварий, связанных с отрывом рабочих лопаток цельнокованных и сварных роторов, колесо снабжено сопряженными между собой замковыми элементами, скрепляющими одна с другой комлевые части на круг по их боковым поверхностям. 2. Колесо по п.1, отличающееся тем, что, с целью повышения несущей способности лопаток, боковые поверхности комлевых частей дополнительно скреплены одна с другой электросварным швом.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 11-2002

Извещение опубликовано: 20.04.2002