Двухъярусная ступень осевой турбомашины
Патент 367273
Авторы
Классы МПК
Двухъярусная ступень осевой турбомашины
Иллюстрации
Реферат
О П И С А Н И Е 367273
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 27.Ч11.1971 (№ 16817,31/24-6) М. Кл. F Old 11/08 с присоединением заявки ¹
Приоритет
Опубликовано 23.1.1973. Бюллетень № 8
Комитет ло делам изобретений и открытий при Совете лтинистрое
СССР
УДЫ, 621.165(088.8) Дата опубликования описания 19.111.1973
Авторы изобретения
М. В. Бакурадзе и В. И. Нишневич
Заявитель
ДВУХЪЯРУСНАЯ СТУПЕНЪ ОСЕВОЙ ТУРБОМАШИНЫ
Изобретение относится к области энергетического машиностроения и может быть использовано, например, в паровых турбинах большой мощности.
Известны двухъярусные ступени типа «ступени Баумана», служащие для увеличения торцевой площади выхлопа без повышения длины лопаток последней ступени.
Однако, как показали испытания, ступени такого типа обладают низкой экономичностью, что определяется значительными протечками рабочего тела в уплотнениях между ярусами и объясняется невозможностью выполнения развитого радиально-осевого уплотнения над перемычкой между ярусами. Для организации последнего необходим значительный свес полки перемычки. Наличие же большого свеса, деформирующегося под действием центробежных сил, требует создания повышенных радиальных зазоров. Вопросы надежного уплотнения тем более существенны при использовании двухъярусных ступеней в турбинах большой мощности, где имеют место значительные (до 40 — 50 мм) осевые смещения ротора относительно статора.
Цель изобретения — повышение надежности уплотнения ярусов, то есть уменьшение протечек рабочего тока через уплотнение между ярусами во всем диапазоне осевых смешений ротора относительно статора и, следовательно, повышение экономичности двухьярусной ступени.
Цель достигается тем, что гребни уплотнения выполнены на перемычках направляюще5 го аппарата н расположены над кольцевыми участками перегородки, ограниченными входными кромками рабочих лопаток верхнего и нижнего ярусов со стороны входа пара и выходными — со стороны выхода. При этом ра10 бочие лопатки выполнены со ступенчатым переходом к меньшей ширине верхнего яруса, а верхний ярус направляющего аппарата смещен по ходу потока по отношению к нижнему.
Такое выполнение позволяет повысить
15 жесткость перемычек между ярусами направляющего аппарата и кольцевой перегородки рабочих лопаток. Межвенцовый осевой зазор принимается оптимальными по всей высоте ступени.
20 Соотношение между шириной верхнего и нижнего ярусов в корневых сечениях принимается таким, чтобы обеспечить одинаковый уровень напряжений изгиба в этих сечениях.
25 На фнг. 1 показана проточная часть ступени; на фиг. 2 — в увеличенном масштабе показано уплотнение межвенцового зазора в номинальном положении; на фпг. 3 — то же са»ое в положении максимального смещения
30 ротора относительно статора.
367273
Предмет изобретения,бел Z иг. 2
Узел1
Риг. 3
Составитель Л, Пикулина
Техред Л. Грачева
Корректоры: Е. Денисова и Е. Сапунова
Редактор Л. Мазуронок
Заказ 537,1 Изд. № 1150 Тира>к 602 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2
Ступень содержит направляющие лопатки нижнего яруса 1 и верхнего яруса 2, разделенных перемычкой 8, которые закреплены в диафрагме 4, рабочие лопатки верхнего 5 и нижнего б ярусов, разделенных кольцевой перемычкой 7 и установленных на диске 8.
В радиальном зазоре между перемычками
8 и 7 выполнено лабиринтное уплотнение 1 при помощи гребней (усиков) 9, расположенных на перемычке 8. В месте перемычек между ярусами направляющих лопаток и ярусами рабочих лопаток осуществлен ступенчатый переход к меньшей ширине рабочих лопаток верхнего яруса и смещение профиля верхнего яруса направляющих лопаток в осевом направлении относительно нижнего яруса с сохранением номинального осевого зазора по всей высоте ступени.
При работе турбины в каждом ярусе ступени происходит расширение рабочего тела, причем перепад, срабатываемый на верхнем ярусе 2 — 5, превосходит перепад нижнего яруса 1 — б, так как средний диаметр облопачивания верхнего яруса больше, чем нижнего, в результате чего в межвенцовом зазоре лабиринтовых уплотнений возникает градиент статического давления, определяющий протечки рабочей среды, которые подмешиваются к потоку верхнего яруса и работают там. Участки статора и соответствующие им участки ротора, особенно в режиме пуска, прогреваются неодинаково, кроме того, тепловые расширения ротора и статора осуществляются от раз5 ных фикспунктов. Из-за этого возникают осевые смещения ротора относительно статора, достигающие большой величины (до 40—
50 мл ) в турбине большой мощности с предельным чис. IQM цилиндров.
1. Двухъярусная ступень осевой турбомашины, содержащая лаоиринтное уплотнение, расположенное между перемычками направляющего аппарата и кольцевой перегородкой рабочих лопаток, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности уплотнения ярусов при значительных относительных сме20 щениях ротора и статора, гребни уплотнения выполнены на перемычках и расположены над кольцевыми участками перегородки, ограниченными входными кромками рабочих лопаток верхнего и нижнего ярусов со стороны
25 входа пара и выходными — со стороны выхода.
2. Ступень по п. 1, отличающаяся тем, что верхний ярус направляющего аппарата смещен по ходу потока относительно нижнего.