CS568089A3 - Turbine - Google Patents

Description

JUo -

Vynález se týká opatření ke zmenšování průhybů a napětív dělicích stěnách turbin.

Ve stupni turbiny zajišťuje dělicí stěna, že před průchodemlopatkovým kolem, v němž se provádí přenos energie k rotoru, do-jde k úpknému uvolnění tlaku /akční turbina/ nebo částečnému uvol-nění tlaku /reakční turbina/. Bělicí stěna je rozhodujícím prvkemvzhledem k tomu, že vykonává následující čtyři funkce.

První funkcí dělicí stěny je uvolňovat tlak tekutého mediapřes řídicí lopatky s nejlepším výtěžkem. Balší funkcí je nésttěsnicí prostředky, a to na vrcholu lopatkových kol a na nábojirotoru. Bále udržuje ve vzájemné radiální poloze ve všech případechfungování řídicí lopatky vůči lopatkám kola turbiny. Bělicí stěnakonečně přenáší tlakový rozdíl mezi přívodní stranou a výstupnístranou, aniž by vnášela do mechanických prvků příliš velká napětía průby by. Takové průhyby v axiálním směru vedou ke vzniku značnýchaxiálních vůlí a ke zhoršení výkonu stupně. Bělicí stěna je obecně tvořena buš rozdělovacími lopatkami,zajištujícími současně vedení a uvolňování tlaku tekutého media,které přes ni přechází, a dále spojeni jejího vnějšího věnce sestředem, nebo rozdělovači mříží, zajištující funkci vedení a uvol-ňování tlaku tekutiny, které přes ni přechází, sdruženou s ramenynebo můstky umístěnými na přívodní straně, které zajištují spoje-ní mezi středem a obvodovým věncem dělicí stěny.

Rozdělení dělicí stěny podle diametrální roviny, potřebné přimontáži, je zdrojem zvýšených napětí v můstcích nebo v lopatkách - 2 - ležících ▼ blízkosti této roviny. Průhyby jsou kromě toho většíu roviny rozdělení než v rovině symetrie, kolmé na dělicí rovinu.

Pro snížení napětí a průhybů v dělicí stěně je možné zvětšit jejítlouštku. To však vede ke zvětšení délky stroje, v němž jsou ulo-ženy dělicí stěny.

Uvedené nedostatky odstraňuje vynález turbiny obsahující ales-poň jeden stupeň s dělicí stěnou rozříznutou na dva díly podle dia-metrální roviny a obsahující vnější věnec a vnitřní věnec, spojenéprostředky sloužícími jako vodítka tekutého media turbiny, přičemžvýstupní strana vnějšího věnce je přitlaěována k věnci statoruturbiny, přičemž dělicí stěna je opatřena těsnicími prostředky za-jištujícími těsnost mezi vnějším věncem a statorem, jejíž podsta-tou je, že uvedené děsnicí prostředky jsou umístěny na okrajivnějšího věnce, přičemž výstupní strana uvedeného vnějšího věnce jeopatřena opěrou ležící s odstupem od okraje a opřenou o věnec sta-toru, přičemž prostor ležící mezi opěrou a těsnicími prostředky jespojen pomocí spojovacích prostředků s prostorem na výstupní stranědělicí stěny, přičemž tento prostor je pod nižším tlakem, než jetlak na přívodní straně dělicí stěny. Tímto řešením je dosaženo roznesení sil na přívodní straněvnějšího věnce dělicí stěny, takže se vyvíjejí síly vnášené na vě-nec v bodech více vzdálených cd osy dělicí stěny než je opěra. Sní-žení napětí ve spojovacích prostředcích mezi středem a obvodovým věn-cem dělicí stěny dovoluje zmenšit průhyby ve střední části vnitřní-ho věnce, což zmenšuje axiální vůle a zvyšuje výkon stupně. Tohotocíle je dosaženo bez nutnosti zvětšovat tlouštku dělicí stěny, - 3 -

Podle prvního provedení vynálezu jsou spojovací prostředkytvořeny štěrbinami vytvořenými v opžře, které tak uvádějí prostorležící mezi těsnicími prostředky na tlak P^ výstupní strany stupněobsahujícího dělicí stěnu.

Podle druhého provedení vynálezu jsou spojovací prostředkytvořeny otvory ve věnci statoru, o který se opírá opěra, a tytootvory tak uvádějí prostor ležící mezi opěrou a těsnicími prostředky na výstupní tlak P2 pohyblivého stupně následujícího po stupnis dělicí stěnou.

Podle třetího provedení vynálezu je prostor ležící mezi opě-rou a těsnicí prostředky jsou připojeny kanály k jednomu ze stupňůležících dále ve směru toku tekutého media, který se nachází sa-mozřejmě pod tlakem P nižším než je tlak P^.

Podle dalšího zdokonalení vynálezu obsahuje vnější věnec dě-licí stěny ěást o větším průměru, na jejímž okraji jsou uloženytěsnicí prostředky. Síla vyvíjená na přívodní stranu věnce je takvětší. Část s větším průměrem se může umístit mezi upevňovacímišrouby statoru.

Podle dalšího zdokonalení vynálezu je prostor ležící na pří-vodní straně těsnicích prostředků okraje vnějšího věnce dělicístěny izolován od tlaku P^, který působí na přívodní straně dělicístěny, a to druhými těsnicími prostředky, ležícími na přívodnístraně dělicí stěny s odstupem od okraje, přiěemž tento prostor jespojen s prostory na přívodní straně předchozího stupně, v němž jetlak vyšší než je tlak P^· - 4 -

Vynález je blíže vysvětlen v následujícím popise na příkladechprovedení s odvoláním na připojené výkresy, ve kterých znázorňujeobr.1 axiální řez jedním stupněm turbiny podle vynálezu, obr.2frontální pohled na dělicí stěnu z obr.1, obr.3 podrobnost parníhokanálu v rozvinutém řezu můstky spojujícími střední část dělicí stě-*ny s obvodovým věncem, obr.4 axiální řez alternativním provedenímstupně turbiny podle vynálezu, obr.5 axiální řezy dvěma po sobě ná-sledujícími stupni turbiny dle dalěího provedení vynálezu, obr.6axiální řez stupněm turbiny podle dalšího provedení vynálezu aobr.7,8 a 9 axiální řezy dvěma po sobě následujícími stupni podledalších provedení turbiny podle vynálezu.

Jak je patrno z obr.1, má pohyblivé kolo 2 tvořící Sást rotor 2. lopatky 12. Na výstupní straně 14 dělicí stěny i jsou upevněnytěsnicí prostředky 13« které obklopují pohyblivé kolo 2. Na okraji15 vnějšího věnce £ jsou v drážce 16 uloženy těsnicí prostředky 17.které jsou přitlaěovány k vnitřní stěně statoru, aby zde zajišťo-valy těsnost. Na výstupní straně 14 tohoto vnějšího věnce je uloženakruhová opěra 18. která dosedá na věnec 19 statoru 4, uložený okolokola 2 a jeho těsnicích prostředků 13. 7ato opěra 18 je uloženaco nejblíže možno k těsnicímu prostředku 13. Jak ukazuje obr.2,je opěra 18 opatřena štěrbinami 22. Dělicí stěna £ je na svém obvodě opatřena dvěma vruby 23v blízkosti spojovací roviny s jedním vrubem 24 v dolní Sásti. Dovrubů 23 jsou zasunuty pera, jak je obbyklé, pomocí nichž je dělicístěna £ zavěšena ve statoru 4. Do vrubu 24 je rovněž běžným způsobem - 5 - zasunuto pero doplňující vedení a zajištující spolu s pery vrubů23 montáž s volnou dilatací.

Prostor 25. ležící mezi těsnicími prostředky 17 a opěrou 18je štěrbinami 22 uveden do spojení s tlakem P2 působícím na výstup-ní straně kola 2· Tlak P^, působící na přívodní straně dělicí stěnyX je vyšší než tlak takže na obvodě přívodní stany 26 horníhověnce 2 3· působeno silou, což má za následek, že pákovým účinkemokolo opěry 2 18 se zmenší napětí v lopatkách 11 a v můstcích 10parního kanálu 2.» Stejně tak se zmenší maximální průhyb, ležícíve spojovací rovině a v blízkosti náboje rotoru.

Podle varianty vynálezu znázorněná na obr.4 již opáru 18 nemáštěrbiny, jako v provedení z obr.l, ale zajištuje těsný uzávěrs věncem 19 statoru 4· Tento věnec 19 je opatřen příčnými otvory,která uvádíš jí prostor 25 mezi těsnicími prostředky 17 a opěrou 18do spojení s výstupní stranou tlakováho stupně 20 o tlaku P2’

Podle jiná varianty znázorněná na obr.5 opěra 18 rovněž těsnědosedá na věnec 19 a prostor 25 mezi těsnicími prostředky 17 aopěrou 18 je spojen kanálem 27* s jedním z následujících stupňů20*. kde přirozeně působí tlak P nižší, než je tlak ustálený navýstupu ze stupně 20.

Na obr.6 je znázorněna třetí varianta, v niž je vnější věnec2 opatřen částí 28 většího průměru v useku 29. na hterám jsou ulo-ženy těsnicí prostředky 17. Tato část 28 většího průměru má tloušt-ku takovou, že se může uložit mezi šrouby 32 sloužící pro sešrou-bování statoru 4. Prostor 25 mezi opěrou 18 a těsnicími prostředky 17 - 6 - je spojen s prostorem bezprostředně na stupněm 20 štěrbinami vy-tvořenými v opěře 18. Bylo by rovněž možné použít otvorů 27 zná-zorněných na obr.4 pro toto spojení, nebo jakéhokoli jiného kaná-lu spojujícího prostor 25 s prostorem existujícím za stupněm 20,kde působí tlak nižší než je tlak P^ aa výstupu z kola 2. Je takmožno bez zvýšení rozměrů statoru získat sílu na přívodní straně26 vnějšího věnce 3,, která je větší, než v provedeních podleobr.1 a 4.

Na obr.7 je znázorněna čtvrtá varianta turbiny podle vynále-zu. Stupen 20 je totožný se stupněm znázorněným na obr.1. Přívodnískana 26 dělicí stěny 1, však je opatřena těsnicími prostředky 17.umístěnými s odstupem od okraje 15. které jsou přitlaěovány k věn-ci 19" statoru uloženému okolo pohyblivého kola 2" předchozíhostupně 20". Bělicí stěna 1" předchozího stupně je podobná stěně znázorněnéna obr.4 a je opatřena kruhovou opěrou 18M. která se přitlaěujetěsně k věnci 19" statoru. Neobsahuje však těsnicí prostředky na • okraji 15" vnějšího věnce 3". Prostor 25" mezi statorem 4 a dělicístěnou 1" na přívodní straně opěry 18" je uveden pod tlak Ρθ napřívodní straně dělicí stěny 1". kdežto prostor 25 je pod tlakemP.2 na výstupu ze stupně 20. Věnec 19" je opatřen otvory 27" spojujícími prostor 25" a prostor JO, uložené mezi těsnicími prostředky 17 a druhými těsni- cími prostředky 31. Rozdíl tlaků PQ - £2 3® v^^í než rozdíl Z-j - £3» takže síla vyvíjená na obvodě přívodní strany 26 vněj- -7 - sího věnce £ bude větší,

Varianta stupně turbiny z obr.7 je znázorněna na obr.8. Věnec 19" uložený nad pohyblivým kolem 2” předchozího stupně 20wje zde užší a obklopuje věnec 33 pevně spojený s dělicí stěnou 1".Tento věnec 33 je zakončen opěrou 18H. která se těsně přitlačujena dělicí stěnu £. Vzhledem k tomu, že mezi věncem 33 a věncem 19”je ponechán volný průchod 34. je prostor 30 mezi těsnicími prostřed-ky 17 a opěrou 18" uveden pod tlak na přívodní straně dělicístěny 1" předchozího stupně 20". Bělicí stěna £ může mít v důsled-ku korekce napětí menší tlouštku než dělicí stěna 1". kde tatokorekce nebyla provedena.

Podle další varianty stupně turbiny z obr.7, znázorněné naobr.9» je stupen 20 totožný se stupněm 20 z obr«7. Prostor £0 jespojen místo spojení s prostorem 25". kde je přívodní tlak PQ dě-licí stěny 1" předchozího stupně spojen kanálem 27". s prostorem25"* jednoho z předchozích stupňů 20"'. kde je tlak p' větší nežtlak £¢. Síla vyvíjená na čelní plochu 26 na přívodní straně děli-cí stěny £ je tedy větší než síla vyvíjená v zařízení z obr.7,protože rozdíl Pj- £3 j® aež £θ “ £2·

Claims (5)

1. advokátní poradna A PRAHA 1. 115 04 Μ- ty £.1025. -8- ΡΑΤΕΝ Τ Ο V É NÁROKY

   1. Turbina obsahující alespoň jeden stupen s dělicí stěnourozříznutou na dva díly podle diametrální roviny a obsahujícívnější věnec a vnitřní věnec, spojené prostředky sloužícími jakovodítka tekutého media turbiny, přičemž výstupní strana vnějšíhověnce je přitlaěována k věnci statoru turbiny, přičemž dělicístěna je opatřena těsnicími prostředky zajištujícími těsnost me-zi vnějším věncem a statorem, vyznačená tím, že uvedené těsnicíprostředky {Alf jsou umístěny na okraji /15/ vnějšího věnce /3/,přičemž výstupní strana /14/ uvedeného vnějšího věnce /3/ je o-patřena opěrou /18/ ležící s odstupem od okraje /15/ a opřenou o věnec /19/ statoru /4/, přičemž prostor /25/ ležící mezi opěrou A /18/ a těsnicími prostředky fYl/ je spojen pomocí spojovacíchprostředků /22,27,27*/ s prostorem na výstupní straně dělicí stě-ny /1/t přičemž tento prostor je pod nižším tlakem , než je tlakP.j na přívodní straně /26/ dělicí stěny /1/.
2. 2. Turbina podle bodu 1, vyznačená tím, že spojovací prostřed-ky jsou tvořeny štěrbinami /22/ vytvořenými v opěře /18/.
3. 3. Turbina podle bodu 1, vyznačená tím, že uvedené spojovacíprostředky jsou tvořeny otvory /27/ vytvořenými ve věnci /19/statoru /4/ o nějž se opírá opěra /18/.
4. 4. Turbina podle bodu 1, vyznačená tím, že spojovací pro-středky jsou tvořeny kanály /27*/ zajištujícími spojení uvedenéhoprostoru /25/ se stupněm /20*/ na výstupní straně stupně /20/ kdeje tlak P nižší než tlak P2 působící na výstupní straně stupně /20/. - 9
5. 5. Turbina podle kteréhokoli z předchozích bodů, vyznačenátím, že vnější věnec /3/ dělicí stěny /1/ obsahuje část /28/většího průměru, na jejímž okraji /29/ jsou umístěny těsnicí prostředky /17/. Turbina podle kteréhokoli z předchozích bodů, vyznačená tímže prostor /30/ ležící na přívodní straně těsnicích prostředků/17/ okraje /15/ vnějšího věnce /3/ dělicí stěny /1/ je izolovánod tlaku P1, který působí na přívodní straně dělicí stěny /1/,a to druhými těsnicími prostředky /31,18”/ ležícími na přívodnístraně /26/ dělicí stěny /1/ s odstupem od okraje /15/» přičemžtento prostor /30/ je spojen s prostory na přívodní straně před-chozího stupně, v němž je tlak vyšší než je tlak . Zastx Dr M.

   58 519/Vš