RU11832U1 - Устройство влагоудаления паровой турбины - Google Patents

Description

FOl D 25/32

УСТРОЙСТВО ВШ ГОУДАЛЕНИЯ ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ

Полезная модель относится к энергомашиностроению и может быть использована в конструкциях паровых турбин.

Известно устройство удаления отсепарированной из проточной части влажнопаровых турбин влаги с помощью диафрагм-сепараторов 1. За обычной сопловой решеткой располагается участок большой осевой протяженности, в конце которого на периферии ступени на значительном расстоянии от сопловой решетки имеется кольцевой влагоулавливающий канал, а далее располагается еще одна сопловая решетка малой кривизны, из которой пар идет в обычную вращающуюся рабочую рещетку. Поскольку вместе с влагой через влагоулавливающий канал бесспорно будет эвакуироваться пар, то для повьш1ения к.п.д. установки эта влагоулавливающая камера соединяется с отбором пара для подогрева питательной воды. Существенным недостатком известного устройства является невозможность его использования для удаления влаги из проточной части ступеней, находящихся ниже отборов, особенно в части низкого давления, где проблема влагоудаления наиболее актуальна. Кроме того возможно снижение к.п.д. ступени, находящейся за диафрагмой-сепаратором.

Известно, также, влагоулавливающее устройство паровой турбины, содержащее конструктивные элементы для улавливания крупнодисперсной и пленочной влаги из проточной части, кольцевую камеру сбора этой влаги и влагоотводящие каналы, выполненные в виде отверстий постоянного сечения 2 . Отверстия расположены по периметру камеры и связывают ее с областью более низкого давления.

Известное устройствЪ работает следующим образом. Отсепарированная влага, имеющая температуру, близкую к температуре насыщения при давлении перед рабочей решеткой, поступает из кольцевой камеры во влагоотводящие каналы. Причем на входе в канал поток влаги получает максимальное ускорение. Недостатком известного устройства является то, что вследствие этого ускорения статическое давление в жидкости падает, происходит ее вскипание непосредственно на входе во влагоотводящие каналы, что, в свою очередь, затрудняет удаление этой влаги из камеры. Под действием гравитационных и центробежных сил неудаленная влага скапливается в нижней части камеры и переполняет ее. В результате через влагоотводящие каналы удаляется только часть влаги, а остальное ее количество возвращается обратно в проточную часть, т.е. данная конструкция не обеспечивает требуемого влагоудаления. Очевидно, что увеличение количества влагоотводящих каналов и площади их проходного сечения позволит увеличить объем отводимой влаги. Но явление вскипания влаги на входе в эти каналы также будет иметь место, а кроме того увеличатся потери пара через эти каналы.

Таким образом, известное устройство влагоудаления не обеспечивает достаточной надежности и экономичности, вследствие неэффективности влагоудаления и потерь энергии.

Заявляемая полезная модель решает задачу улучшения влагоудаления из проточной части турбины за счет увеличения пропускной способности влагоотводящих каналов системы влагоудаления, что повышает надежность и экономичность турбоустановки в целом. С этой целью в устройстве влагоудаления из ступени паровой турбины, содержащей размещенные в статоре турбины элементы улавливания отсепарированной в проточной части влаги и камеры сбора этой влаги, влагоотводящие каналы, связывающие нижнюю часть камер с областью более низкого давления, выполненны с проходными сечениями в соответствии с соотнощениями: F-i FBX и где FQ, вых 1 соответственно площади входного, выходного и любого промежуточного проходных сечений канала; высота влагоотводящего канала, а высота камеры. Кроме того, влагоотводящий канал снабжен устройством сужения выходящего из канала потока, установленным па выходе из этого канала.

Конструктивное выполнение влагоотводящих каналов с проходными сечениями, выполненными в соответствии с выщеуказанными условиями обеспечивает накопление в канале определенного столба жидкости Я, что исключает ускорение потока влаги на входе в канал и, тем самым, ее вскипание. Отсутствие вскипания влаги в канале обеспечивает свободный отвод жидкости полным его сечением без паровых потерь на всех режимах работы турбоустановки.

Этим достигается снижение эрозионного износа рабочих лопаток турбинных ступеней и увеличение их срока службы. Улучшение аэродинамических условий при обтекании менее эродированных лопаток последних ступеней и отсутствие утечек пара через влагоотводящие каналы дает дополнительную экономию за счет повышения к.п.д. турбоагрегата.

Полезная модель поясняется чертежом, на котором представлено заявляемое устройство (общий вид).

Устройство влагоудаления из проточной части паровой турбины содержит камеры 1 сбора влаги, выполненные в статоре 2 и размещенные перед сопловыми лопатками 3 и/или рабочими лопатками 4 турбинных ступеней. Камеры 1 сообщены с проточной частью турбины влагоулавливающими кольцевыми каналами 5 и с областью более низкого давления влагоотводящими каналами б, расположенными в нижней части камер 1. Влагоотводящие каналы б выполнены с площадью проходных сечений на входе, выходе и в любом промежуточном сечении, исходя из соотношений, что площадь любого промежуточного сечения больше или равна площади входного проходного сечения и, что отношение площади входного проходного сечения к площади выходного проходного сечения больше или равно корня квадратного из отношения суммы высоты влагоотводящего канала и высоты камеры к высоте камеры. На выходе из каналов б могут быть установлены элементы 7 для сужения выходящего из канала 6 потока влаги. Элементы 7 могут быть выполнены заодно с каналом б непосредственно в статоре 2 или виде отдельной детали, конструктивно сопряженной с каналом б.

Устройство влагоудаления паровой турб1 1ны работает следующим образом.

Крупнодисперсная влага/ перемещающаяся под действием центробежной силы от вращения лопаток 4 к периферии ступени, а также пленка влаги, стекающая с сопловых лопаток 3 по статору 2 поступает через кольцевые каналы 5 в камеры 1, скапливается в нижней части этих камер и удаляется через влагоотводяище каналы б в область более низкого давления. Выбранное соотношение площадей проходных сечений канала б на входе, выходе и в любом промежуточном сечении обеспечивает при наличии влаги в камере 1 наличие в канале б определенного уровня влаги Я. При максимальном расчетном поступлении влаги из проточной части турбины высота столба жидкости над выходным сечением канала б достигнет величины, равной сумме высот канала и камеры (Я + Н) . При минимальных расходах влаги из проточной части достаточный уровень жидкости Я в канале б обеспечивается за счет сужающего устройства 7, что также предотвращает потери пара из проточной части турбины. Наличие столба Я жидкости над выходным сечением канала б позволяет повысить статическое давление в этом сечении до значений существенно превышающих давление насыщения при температуре жидкости и предотвратить вскипание ее в канале б. Поэтому жидкость из камер 1 будет отводится через полные сечения каналов б, а вскипание жидкости будет происходить вне их в области пониженного давления.

Источники информации, принятые во внимание при составлении описания

1.Трояновский Б.М. Турбины для атомных электростанций. М: Энергия, 1973, с. 74-75.

2.Авторское свидетельство СССР № 1039274, кл: F01 D 25/32, 1981 г.

Claims (2)

1. Устройство влагоудаления паровой турбины, содержащее размещенные в статоре турбины элементы улавливания отсепарированной в проточной части влаги и камеры сбора этой влаги, влагоотводящие каналы, связывающие нижнюю часть камер с областью более низкого давления, отличающееся тем, что площади проходных сечений влагоотводящих каналов на входе, выходе и площадь любого промежуточного сечения связаны соотношениями

где F_вх, F_вых, F_I - соответственно площади входного, выходного и любого промежуточного проходных сечений влагоотводящего канала;
Н_кан - высота влагоотводящего канала;
Н_кам - высота камеры сбора влаги.

2. Устройство влагоудаления по п.1, отличающееся тем, что влаговыводящий канал снабжен элементом сужения выходящего из канала потока, установленным на выходе из этого канала.