Двухпоточное рабочее колесо
Иллюстрации
Реферат
Союз Советскик
Социалистических
Республик
ОП ИСАНИЕ,,748020
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 02.06.76 (21) 2367073/24-06 с присоединением заявки №вЂ” (5I ) М. Кл.
F01 D I06
F 0l D 5/28 (53) УДК 621.165-226 (088.8) Опубликовано 15.07.80. Бюллетень №26
Дата опубликования описания 25.07.80
Il0 делан изобретений и открытий (72) Авторы изобретения
М. Б. Биржаков и И. И. Кириллов
Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им. М. И. Калинина (71) Заявитель (54) ДВУХГ1ОТОЧНОЕ РАБОЧЕЕ КОЛЕСО
Госудерстееииый комитет (23) Г)риоритет
Изобретение относится к области турбостроения, а именно к двухпоточным радиально-осевым ступеням турбин, работающих на двухфазной рабочей среде, например на влажном паре.
Известно двухпоточное рабочее колесо радиально-осевой ступени турбины, состоящее из центральной радиальной решетки и расположенных с обеих сторон от нее концевых осевых решеток I11 Лопатки радиальной решетки установлены параллельно оси колеса и образуют двухрядную рабочую 10 решетку, в которой проточные каналы левого и правого направлений расположены в различных поперечных сечениях. Такое колесо- не обладает сепарационной способностью и имеет недостаточную механичес15 кую прочность для установки покрывных дисков при высоких окружных скоростях, что обуславливает невысокую аэродинамическую эффективность колеса.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является двухпоточное гв рабочее колесо радиально-осевой ступени тур 6 о м а ш и и ы, с одер ж а шее входную однорядную радиальную решетку лопаток, расположенных поочередно с положительным и
2 отрицательным углом наклона к оси колеса (зигзагообразно) и образующих чередующиеся проточные каналы левого и правого направлений. Лопатки радиальной решетки имеют винтовую форму (2).
Такое колесо имеет сравнительно невысокую сепарационную способность, сложную и нетехнологичную конструкцию, а также недостаточную аэродинамическую эффективность, обусловленную неблагоприятной формой межлопаточных каналов и отсутствием осевых выходных решеток.
Целью изобретения является улучшение сепарационной способности, технологичности и аэродинамической эффективности колеса.
Укаэанная цель достигается тем, что наклонные лопатки радиальной решетки имеют плоскую или цилиндрическую форму и соединены друг с другом плоскими поперечными перемычками. Внутри каждого проточного канала установлены дополнительно осевые лопатки, радиусы входных кромок которых меньше радиусов входных кромок наклонных лопаток и возрастают в направлении рращения колеса. С обеих сторон радиаль1той решетки дополнительно установлены выxc >sr EII 4 å o<; c . В14 е !) < 11!(тки, ло
l fa фиг. 1 Изо()р))жено рабочее колесо и примыкающие к нему элеме)г) ы ступени влажнопаровой турбйны, продольный разрез по Л вЂ” А; на фиг. 2 — развертка радиальной и осевых решеток рабочего колеса (вид с периферии ступени).
Колесо содержит несущий диск 1, на котором Yf
Лопатки 2, 3 установлены симметрично оси колеса под углом с(и 4 = — Ы соответcTl3c Hío. Они им loT плоску 10 или 1!Или)!дрическу)о г!ространствс!)нук) .форму и попарно соединены между собой плоскHMH поперечн)!ми перемычками Г>, обра:!уя знгзагообр;!зНр !() о Iffc)j)5()
f1()c)To fk) !;I. Iи к(lн!!лам!1 левого !! правого !!а-!
1!)()нле!«!я У! ол ц f<(.,1Ð(.o(kápа:)но Выбf!p!)òü
В 11 род (. л а х 2:") -- - 4 6) .
Внутри каждого прото шого канала между наклонными лопатками -2, 3 установлены одна или несколько дополнительных осевых лопаток 4, ради (cLI 1<> Вхг)д)!!лх l
С обеих сторон радиальной решетки лопаток 2, 3 установлены выходные осевые решетки, образованные чередую)цимися тонко!елымн 6 и толстотелыми 7 лопатками. .1опатки 6 плавно сопрягаются с торцами осе-!
3S
Вых лона!ок 4 радиальной решетки, а ло патки i -- с перемычками 5. На боковых кромках лоцагок 2 †-4, 6, 7 установлены подрывные диски 8.
H:I 1IepHgcpHH ступени перед радиальной 4<) решеткой рабочего колеса установлен сопловой аппарат 9 с безлопаточным конфузором 10, в боковых стенках которого с обеих сторон колеса выполнены улавливающие щели 11, сообщающиеся со сборными камерами 12.
4f
Радиальная решетка лопаток 2 — 4 расположена симметрично относительно конфузора 10.
Поток, рабочей среды, содержащий негазообразные примеси, например влажный so пар, поступает через сопловой аппарат 9 н безлопаточный конфузор 10 во входную часть радиальной рабочей решетки, где частицы примесей, обладающие меньшей скоростью, чем основной поток, ударяются о наклонные поверхности лопаток 2, 3, при- обретают осевую скорость и отбрасываются к покрывным дискам 8. Под действием центробежных сил частицы скользят по внутр< иней поверхности дисков 8, сбрасываются в безлопаточный конфузор и улавливаются щелями 11, через которые отводятся в сборные камеры 12.
Осевые лонатки 4 располагаются ниже траектории движения отбрасываемых частиц и не испытывают существенного эрозионного износа благодаря тому, что их входные кромки имеют меньший радиус, чем кромки лопаток 2, 3. Накло)! лопаток 2, 3 к оси колеса обеспечивает снижение нормальной составляю!цей скорости ударяющихся о них частиц и, следовательно, уменьшение эрозионного износа лопаток.
После сепарации примесей во входной зоне радиальной решетки поток рабочей среды проходит через каналы трапецеидального поперечного сечения между лопатками 2 — 4, поворачивается в них и поступает в выходные решетки лопаток 6, 7. Установка осевых лопаток 4 и сопряженных с ними тонкотелых лопаток 6 позволяет оптимизировать шаг решеток без увеличения их ширины, устранить эффект диффузорности и нег)авномерность потока н)1 выходе из рабочего колеса.
Высокая сепарационная способность, простота конструкции и аэродинамическая эффсктивиость описанного радиально-осевого рабочего колеса позволяют использовать его в разделительных ступенях двухпоточных цилиндров низкого давления мощных
Влажнопаровых турбин, что приводит к повыв!ению экономичности и надежности последующих осевых ступеней и цилиндра в целом.
Формула изобретения
l .,Цвухпотоиное рабочее колесо радиально-осевой ступени турбомашины, преимущественно влажнопаровой турбины, содержащее входную однорядную радиальную решетку лопаток, расположенных поочередно с положительным и отрицательным углом наклона к оси колеса и образующих чередующиеся проточные каналы левого и правого направления, отличающееся тем, что, с целью улучшения сепарационной способности, технологичности и аэродинамической эффективности колеса, наклонные лопатки имеют плоскую или цилиндрическую форму и соединены друг с другом плоскими поперечными перемычками, внутри каждого проточного канала установлены дополнительно осевые лопатки, радиусы входных кромок последних меньше радиусов входных кромок наклонных лопаток н возрастают в. направлении вращения колеса, а с обеих сторон радиальной решетки дополнительно установлены выходные осевые решетки, лопатки которых плавно сопрягаются с перемычками между наклонными лопатками и торцами осевых лопаток.
748020
2. Колесо по п. 1, отличанщеесл тем, что на лопатках радиальной и осевых решеток установлены покрывные диски.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
I, Авторское свидетельство СССР № 308215, кл. F О! 0 5/34, 1971.
2. Патент Великобритании M 1036486, кл. Р С, опублик. !963 (прототип).
748020
Составитель А. Фридрих
Редактор Т. Орловская Техред К. Шуфрич Корректор М. Коста
Заказ 4202/22 Тираж 583 Подлисное
ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
I l 3035, Москва. Ж вЂ” 35, Раушская иаб., д. 4/5
Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4