Ступень-сепаратор

Ступень-сепаратор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: область турбостроения, преимущественно паровые турбины, работающие на влажном паре. Сущность изобретения: криволинейные рабочие лопатки, имеющие профиль с точками перепада в поперечном сечении, выполнены таким образом , что часть профиля от входной кромки до точки перегиба между входной вогнутой и следующей за ней выпуклой поверхностью имеет уменьшенную высоту, составляющую 0,75-0,80 полной высоты рабочей лопатки . Крупнодиеперсная влага, содержащая ся в потоке пара на периферии лопатки, поступает на вогнутую поверхность профиля в направлении, близком к касательной, что создает условия для оседания капель с образованием пленки, которая будет отводиться через влагоулавливающие камеры. Зил, СО с

((9) (И) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sl)s F 01 D 25/32, 5/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

)71) 09 $

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ .

1 (21) 4788552/06 (22) 05.02.90 (46) 30.07.92, Бюл. М 28 (71) Ленинградский кораблестроительный институт (72) А.М.Топунов, Ю.М.Погодин, А.С.Петров, А.M.Êóçüìèöêèé и М,Б.Чудаков (56) Фадеев Н.П, Эрозия влажно-паровых турбин. Л.; Машиностроение, 1974, с. 25, рис. 1.14.

Филиппов С.А., Гюваров О.А. Сепарация влаги в турбинах АЭС, M. Энергия, 1980, с. 197-199, Авторское свидетельство СССР

М 1550187, кл. F 01 0 25/32, 1989.

Изобретение относится к турбиностроению и может быть использовано во влажно-паровых турбинах.

Известна ступень влажнопаровой турбины, содержащая сопловой и рабочий аппэраты. На периферии у лопаток рабочего аппарата со стороны входных кромок удалена часть профиля. Такая форма профилей рабочих лопаток способствует уменьшению отрицательных углов атаки, с которыми крупнодисперсная влага входит у периферии в межлопэточные каналы рабочего аппарата. За Счет уменьшения углов атаки значение проекции скорости движения капель влаги,на нормаль к поверхности профиля будет меньше и соответственно понизится сила удара капель о поверхность (54) СТУПЕНЬ-СЕПАРАТОР (57) Использование: область турбостроения, преимущественно паровые турбины, работающие на влажном пэре. Сущность изобретения: криволинейные. рабочие лопатки, имеющие профиль с точками перепада. в поперечном сечении, выполнены таким обра- . зом, что часть профиля от входной кромки до точки перегиба между входной вогнутой и следующей за ней выпуклой поверхностью имеет уменьшенную высоту, составляющую 0,75-0,80 полной высоты рабочей лопатки. Крупнодисперсная влага, содержащаяся в потоке пара на периферии лопатки, поступает на вогнутую поверхность профиля в направлении, близком к касательной; что. создает условия для оседания капель с об- Б разованием пленки, которая будет отводиться через влагоулавливающие камеры.

3 ил. профиля рабочей лопатки. В связи с отмеченным уменьшится эрозионный износ профиля рабочей лопатки у периферии, где концентрируется основная доля крупнодисперсной влаги, содержащейся в потоке влажного пара.

Однако данная ступень будет обладать низкой сепарирующей способностью из-за малой величины смачиваемой поверхности профилей рабочих лопаток.

Известна ступень-сепаратор, содержащая сопловой и рабочий аппараты и влагоулавливающие камеры на периферийной ограничивающей поверхности, в которой межвенцовый зазор увеличен в осевом направлении, что позволяет для повышения эффективности влагоудаления использо1751366 вать закрутку потока пара за сопловым an- лее мелкие капли и сноситься потоком пара, паратом и увеличить число влагоулавливаю- Образующаяся в результате дробления мелщих камер. Кроме того, для повышения кодисперсная влага будет уноситься потоэффективности влагоудаления выполнено ком пара из межлопаточных каналов и не специальное профилирование сопловых и 5 сепарироваться в рабочем аппарате, При рабочих лопаток, Недостатком такой ступе- ударении крупнодисперсной влаги о входни-сеЪ1аратора является то, что во влаго- ную выпуклую поверхность профиля рабоулавливающие камеры попадает только .чей лопатки у периферии будет происходить крупнодисперсная влага, движущаяся не-. сильный эрозионный износ данной части посредственно около периферийной огра- 10 лопатки. ничивающей поверхности. Остальная Цель изобретения — повышение эффеккрупнодисперсная влага, вследствие того, тивности влагоудаления иуменьшениезрочто она слабо закручивается потоком пара зионного износа ступени-сепаратора..

3а сопловым аппаратом, может пролетать Указанная цель достигается тем, что в межвенцовый зазор, не попадая во влаго- 15 ступени-сепараторе,.содержащей сопловой улавливающие камеры, При попадании этой и рабочий аппараты с сопловыми и рабочикрупнодисперсной влаги на лопатки рабо- ми профилированными лопатками, последчего аппарата происходитее дробление на ние из которых имеют криволинейный более мелкие капли, которые подхватыва- профиль с точками перегиба в поперечном ются потоком пара и из-за малой смачивае- 20 сечении и входную вогнутую поверхность, мости поверхности лопаток уносятся из ориентированную против направления вра. межлопаточных каналов рабочего аппарата, щения рабочих лопаток, часть профиля ране успевая отсепарироваться. Указанные бочей лопатки от входной кромки до точки причины ограничивают эффективность вла- перегиба между входной вогнутой поверхгоудаления такой ступени-сепаратора, Кро- 25 ностью и следующей за ней выпуклой поме того, крупнодйсперсная влага, не верхностями имеет уменьшенную высоту, попавшая во влагаулавливающие камеры s составляющую 0,75-0,80 полной высоты рамежвенцовомзазоре, входитуперифериив бочей лопатки. Выполнение ступени-сепа- . межлопаточные каналы рабочего аппарата ратора с рабочими лопатками, где часть с большйми отрицательными углами атаки и 30 профиля от входной кромки до точки переударяется о спинку лопаток в районе вход- гиба между входной вогнутой и следующей ной кромки в направлении, близком к нор за ней выпуклой поверхностями имеет мали к поверхности, что ведет к сильному уменьшенную высоту, составляющую О, 5эрозионному износу лопаток рабочего an- 0,80 полной высоты рабочей лопатки, обес35 печивает попадание крупнодисперсных

Известна ступень-сепаратор, содержа- капель влаги у периферии на вогнутую пощая сопловой и рабочий аппараты с сопло- верхность профиля рабочей лопатки в навыми и рабочими криволинейными правлении, близком к касательной к профилированными лопатками, последние вогнутой поверхности. Это уменьшает силу из которых имеют в поперечном сечении 40 удара капель влаги о поверхность профиля точки перегиба и бандаж, а вогнутая повер- рабочей лопатки, понижает вероятность их хность входной части лопаток ориентирова- дробления и создает условия для оседания на против направления вращения рабочего капель на поверхности профиля с образоаппарата. Такая конструкция степуни-сепа- ванием жидкой пленки, которая под дейстратора имеет эффективные средства отвода 45 вием центробежных сил будет двигаться к отсепарированной влаги и большую смачи- периферии и отбрасываться во влагоулавливаемую поверхность профиля рабочей ло- вающие камеры в корпусе. За счет снижепатки, что обеспечивает высокий уровень ния силы удара капель о поверхность значения коэффициента сепарации. профиля лопатки значительно уменьшается

Недостатки данной конструкции степу- 50 эрозионный износ лопаток рабочего аппани-сепаратора связаны с тем, что крупнодис- рата ступени-сепаратора. персная влага, которая концентрируется у На фиг. 1 изображен продольный разпериферии в проточной части, имеет не- рез ступени —; на фиг. 2 — разрез большую скорость в абсолютномдвижении А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б-Б на и будет входить у периферии в рабочий an- 55 фиг. 1. парат со значительными углами атаки и Ступень-сепаратор содержит неподосительной скоростью. При вижный сопловой аппарат 1 с сопловыми большой относительной этом крупнодисперсная влага будет уда- лопатками 2 и вращающийся рабочий аппаряться о входну в у о выпуклую поверхность рат 3 с профилированными рабочими лопатпрофиля рабочих лопаток, д б лопаток, дробиться на бо- ками 4, жестко закрепленными на роторе 5.

1751366

Рабочие лопатки 4 имеют криволинейный профиль 6 с точками перегиба 7 — 10. Входная вогнутая поверхность 11 криволинейного профиля 6 ориентирована против направления вращения рабочих лопаток 4.

Часть профиля 6 рабочих лопаток 4 от входной кромки 12 до точки перегиба 7 между входной вогнутой поверхностью 11 и следующей за .ней выпуклой поверхностью 13 имеет уменьшенную высоту, составляющую

0,75-0,80 полной высоты рабочей лопатки (фиг, 1). За счет этого у периферии рабочая . лопатка 4 имеет профиль 14, у которого входная вогнутая поверхность 15 ориентирована по направлению вращения рабочих лопаток 4. В корпусе турбины 16 расположены влагоулавливающие камеры 17 — 20.

Ступень-сепаратор работает следующим образом.

Поток влажного пара выходит из соплового аппарата 1. Основная доля влаги у потока влажного пара в проточной части турбины концентрируется в периферийной зоне на расстоянии 0,75-0,80 высоты лопатки до периферийного диаметра лопаток. За счет закрутки потока влажного пара относительно оси вращения ротора турбины часть крупнодисперсной влаги будет попадать во влагоулавливающую камеру 17, Этому будет способствовать увеличенный у периферии осевой зазор между сопловыми лопатками

2 и рабочими лопатками 4. Увеличенный у периферии осевой зазор образовался за счет того, что часть профиля 6 от входной кромки 12 до точки перегиба 7 между входной вогнутой поверхностью 11 и следующей за ней выпуклой поверхностью 13 имеет уменьшенную высоту.

В периферийной зоне капли крупнодисперсной. влаги будут входить в рабочий anпарат 3 и попадать на входную вогнутую поверхность 15 профиля 14, Капли влаги будут попадать на входную вогнутую поверхность 15 по касательной к этой поверхности.

5 За счет этого не будет происходить дробления капель и на поверхности профиля рабочей лопатки будет образовываться пленка влаги. Эта пленка влаги под действием центробежных сил будет отбрасываться к пери10 ферии и удаляться во влагоулавливающие камеры 18- 20. При попадании капель влаги на входную вогнутую поверхность 15 под малыми углами к этой поверхности сила удара капель будет малой, что обеспечивает

15 уменьшение эрозионного износа рабочих лопаток 4.

Небольшая часть влаги, которая входит вместе с паром в межлопаточные каналы рабочего аппарата 3 в средних и нижних

20 сечениях, будет сепарироваться рабочими лопатками 4 за счет большой смачиваемой поверхности их профилей 6.

Формула изобретения

Ступень-сепаратор. содержащая сопло25 вой и рабочий апйараты с сопловыми и рабочими профилированными лопатками соответственно, последние из которых имеют криволинейный профиль с точками пере-гиба в поперечном сечении и входную

30 вогнутую поверхность, ориентированную против направления вращения рабочих лопаток, о тл и ч а ю щи йс я тем, что, с целью повышения эффективности влагоудаления и уменьшения эрозионного износа, часть про35 филя рабочей лопатки от входной кромки до точки перегиба между входной вогнутой и следующей за ней выпуклой поверхностями выполнена с уменьшенной высотой, составляющей 0,75 — 0,80 полной высоты рабочей

40 лопатки.

1751366

Составитель А. Петров

Техред М,Моргентал . Корректор Л. Бескид

Редактор Н. Горват

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 1(j1

Заказ 2673 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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