RU2022121C1 - Two-flow radial-axial wheel - Google Patents
Two-flow radial-axial wheel Download PDFInfo
- Publication number
- RU2022121C1 RU2022121C1 SU4863696A RU2022121C1 RU 2022121 C1 RU2022121 C1 RU 2022121C1 SU 4863696 A SU4863696 A SU 4863696A RU 2022121 C1 RU2022121 C1 RU 2022121C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wheel
- blades
- disk
- steam
- separator pump
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области турбиностроения и может быть использовано в турбинах, работающих на влажном паре в тепловой и ядерной энергетике, в судовых энергетических установках, а также в геотермальной энергетике. The invention relates to the field of turbine engineering and can be used in turbines operating on wet steam in thermal and nuclear energy, in marine power plants, as well as in geothermal energy.
Известно двухпоточное рабочее колесо, предназначенное для работы во влажно-паровой турбине, содержащее в радиальной части лопатки двух типов: параллельные оси колеса и наклонные к оси колеса, причем входные кромки последних расположены на большем радиусе, чем кромки "осевых" лопаток. Known dual-flow impeller, designed to work in a wet-steam turbine, containing in the radial part of the blade of two types: parallel to the axis of the wheel and inclined to the axis of the wheel, and the input edges of the latter are located on a larger radius than the edges of the "axial" blades.
В таком колесе капли влаги, поступающие с потоком во все каналы и взаимодействующие с наклонными лопатками, частично будут выбрасываться в сторону покрывного диска и влагоулавливающей камеры. Одновременно капли влаги, взаимодействующие с лопатками, параллельными оси колеса, будут выбрасываться обратно в поток и снова поступать в рабочее колесо. Процесс будет повторяться. Это приведет к эрозии рабочих лопаток, а следовательно, к уменьшению долговечности, снижению надежности и КПД колеса и всей ступени. In such a wheel, moisture droplets coming in with a stream into all channels and interacting with inclined vanes will partially be ejected towards the coating disk and the moisture trapping chamber. At the same time, moisture droplets interacting with the blades parallel to the axis of the wheel will be ejected back into the stream and again fed into the impeller. The process will be repeated. This will lead to erosion of the working blades, and consequently, to a decrease in durability, a decrease in the reliability and efficiency of the wheel and the entire stage.
Известно также принятое за прототип двухпоточное радиально-осевое рабочее колесо, предназначенное для работы в любой тепловой турбине, в том числе во влажно-паровой, содержащее несущий диск с рабочими и разделительными лопатками, на которых установлены покрывные диски. It is also known that the prototype is a two-line radial-axial impeller designed for operation in any heat turbine, including a wet-steam turbine, containing a carrier disk with working and dividing vanes on which cover disks are mounted.
В таком колесе капли влаги, поступающие с паром на рабочие лопатки, выбрасываются обратно в поток и снова с паром поступают в рабочее колесо. Процесс повторяется. Многократное соударение капель с рабочими лопатками приводит к эрозии последних. При этом интенсивно эрозируют и лопатки направляющего аппарата турбинной ступени. Эрозия лопаток рабочего колеса уменьшает его долговечность и снижает надежность. In such a wheel, moisture droplets coming with steam to the blades are thrown back into the stream and again with steam enter the impeller. The process is repeated. Multiple collision of droplets with working blades leads to erosion of the latter. At the same time, the blades of the guiding apparatus of the turbine stage are also intensively eroded. Erosion of the impeller blades reduces its durability and reduces reliability.
Влажность пара снижает экономичность рабочего колеса и турбинной ступени. Humidity reduces the efficiency of the impeller and turbine stage.
Целью изобретения является увеличение долговечности, повышение надежности и экономичности двухпоточного радиально-осевого рабочего колеса влажно-паровой турбины путем удаления влаги из потока. The aim of the invention is to increase durability, increase the reliability and efficiency of a dual-stream radial-axial impeller of a wet-steam turbine by removing moisture from the stream.
Для достижения этой цели колесо, содержащее несущий диск с рабочими лопатками, на которых установлены покрывные диски, снабжено насосом-сепаратором влаги с реактивными гидравлическими соплами, установленными на торцевой поверхности по крайней мере одного покрывного диска со стороны входа колеса, а входная кромка каждой рабочей лопатки выполнена с плавно отогнутыми по ходу пара краями с образованием желобов, расположенных под углом 1...5о к продольной оси колеса с обеспечением отвода жидкости к насосу-сепаратору.To achieve this, a wheel containing a carrier disk with rotor blades on which the cover discs are mounted is equipped with a moisture separator pump with hydraulic jet nozzles mounted on the end surface of at least one cover disc on the wheel inlet side, and the input edge of each blade is formed with a smoothly curved along the edges to form a pair of troughs arranged at an angle 1 ... 5 of the longitudinal wheel axis to discharge fluid to the pump-separator.
Отличительной и принципиальной особенностью предлагаемого устройства является захват (улавливание) капель влаги, поступающих в колесо, а не сброс их обратно в поток. A distinctive and fundamental feature of the proposed device is the capture (capture) of moisture drops entering the wheel, and not dumping them back into the stream.
Для захвата, придания устойчивости и направления движения пленки воды, образующейся на лопатках и внутренней поверхности покрывного диска, на их поверхностях по траекториям тока струек воды выполнены канавки или рельефные выступы, а входная кромка каждой рабочей лопатки выполнена с плавно отогнутыми по ходу пара краями с образованием желобов, расположенных под углом 1...5о к продольной оси колеса с обеспечением отвода жидкости к насосу-сепаратору.To capture, give stability and the direction of movement of the film of water formed on the blades and the inner surface of the casing disk, grooves or relief projections are made on their surfaces along the current paths of the water jets, and the input edge of each working blade is made with edges smoothly bent along the steam to form gutters located at an angle of 1 ... 5 about to the longitudinal axis of the wheel with the provision of drainage of fluid to the pump-separator.
Реактивные сопла широко известны, но в предлагаемом устройстве реактивные гидравлические сопла предназначены для получения дополнительной полезной работы на валу турбины за счет увеличения кинетической энергии и выброса вредной массы воды, поступающей в колесо с паром. Jet nozzles are widely known, but in the proposed device, jet hydraulic nozzles are designed to obtain additional useful work on the turbine shaft by increasing the kinetic energy and the emission of harmful mass of water entering the steam wheel.
На фиг.1 изображено двухпоточное радиально-осевое колесо и примыкающие к нему элементы ступени турбины, продольный разрез; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1, сечение по реактивному гидравлическому соплу; на фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.1, сечение входной кромки лопатки; на фиг.4 - вид по стрелке В на фиг.1, вид на канавки или рельефные выступы на входном участке внутренней поверхности покрывного диска колеса. Figure 1 shows a double-threaded radial-axial wheel and adjacent elements of the turbine stage, a longitudinal section; figure 2 is a section aa in figure 1, a section through a jet hydraulic nozzle; figure 3 is a section bB in figure 1, a section of the input edge of the blade; in Fig.4 is a view along arrow B in Fig.1, a view of the grooves or embossed protrusions at the inlet portion of the inner surface of the cover disk of the wheel.
Колесо содержит несущий диск 1 с рабочими лопатками 2. На лопатках смонтированы покрывные диски 3 и 4. На торцевой поверхности по крайней мере одного покрывного диска со стороны входа колеса установлен отсечно-щелевой насос-сепаратор 5 влаги с реактивными гидравлическими соплами 6. The wheel contains a carrier disk 1 with rotor blades 2. Cover blades 3 and 4 are mounted on the blades. On the end surface of at least one cover disk from the wheel inlet side, a moisture shut-off moisture separator pump 5 with reactive
В корпусе турбины над насосом-сепаратором с реактивными гидравлическими соплами выполнена камера 7 сбора воды. От основного потока пара реактивные гидравлические сопла изолированы уплотнениями 8. На входе в рабочее колесо установлен направляющий аппарат 9. Входная кромка 10 каждой рабочей лопатки выполнена с плавно отогнутыми по ходу пара краями с образованием желобов, расположенных под углом 1...5о к продольной оси колеса. При этом входные кромки лопаток могут и не иметь наклона к оси колеса.In the turbine casing above the pump-separator with jet hydraulic nozzles, a water collection chamber 7 is made. From the main stream of steam jet nozzles isolated hydraulic seal 8. At the entrance of the impeller is mounted a guiding device 9. The
На входных участках лопаток выполнены канавки или рельефные выступы 11, а на входном участке внутренней поверхности покрывного диска по траекториям тока струек воды выполнены канавки или рельефные выступы 12. Траектория тока струек воды определяется известными методами. Grooves or embossed protrusions 11 are made in the inlet portions of the blades, and grooves or embossed
Влажный пар поступает на лопатки направляющего аппарата 9. При расширении пара происходит его конденсация. Часть капель влаги оседает на поверхностях направляющих лопаток, образуя тонкие жидкие пленки, которые под действием парового потока стекают к выходным кромкам и дробятся. Wet steam enters the vanes of the guide vane 9. When the steam expands, it condenses. Part of the moisture droplets settles on the surfaces of the guide vanes, forming thin liquid films, which, under the action of the steam flow, flow to the outlet edges and are crushed.
В рабочем колесе кориолиса сила прижимает капли влаги к поверхностям рабочих лопаток 2. Образующиеся при этом пленки влаги под действием центробежных сил по канавкам или рельефным выступам 11 перемещаются к периферии лопаток 2 и улавливаются желобами, образованными плавно отогнутыми краями входной кромки 10 каждой рабочей лопатки. Так как желоба выполнены наклоненными к оси колеса под углом 1...5о, то струйки воды по ним и канавкам или рельефным выступам 12 текут к насосу-сепаратору 5. Сброшенная с лопаток 2 и внутренней поверхности покрывного диска 4 вода улавливается отсечно-щелевым насосом-сепаратором 5. Из насоса-сепаратора вода поступает в реактивные гидравлические сопла 6. Сечение сопла рассчитывается только на сброс воды и зависит от величины его окружной скорости, давления рабочего тела перед колесом и количества выбрасываемой воды. Истекающие из сопел с большой скоростью струйки воды создают дополнительный полезный крутящий момент рабочего колеса.In the Coriolis impeller, the force presses moisture drops to the surfaces of the working blades 2. The moisture films formed in this case under the action of centrifugal forces along the grooves or relief projections 11 move to the periphery of the blades 2 and are caught by the grooves formed by the smoothly bent edges of the
Выброшенная реактивными соплами вода попадает в камеры 7 ее сбора и отводится. Water ejected by the jet nozzles enters the chambers 7 of its collection and is discharged.
Предлагаемое техническое решение позволяет в значительной мере улавливать влагу, поступающую в рабочее колесо, и тем самым предотвратить повторные соударения капель с лопатками колеса и практически исключить соударение капель воды с лопатками направляющего аппарата. The proposed technical solution allows to significantly capture the moisture entering the impeller, and thereby prevent repeated collisions of drops with the blades of the wheel and virtually eliminate the collision of water drops with the blades of the guide vane.
Уменьшение числа соударений капель воды с лопатками рабочего колеса и направляющего аппарата повысит эрозионную стойкость колеса и всей ступени, что приведет к увеличению долговечности и повышению надежности турбинной ступени. Reducing the number of collisions of water droplets with the blades of the impeller and the guide vane will increase the erosion resistance of the wheel and the entire stage, which will increase the durability and increase the reliability of the turbine stage.
Устройство позволяет за счет выброса воды из потока через реактивные гидравлические сопла получить дополнительный полезный крутящий момент на валу турбины. The device allows due to the ejection of water from the stream through the jet hydraulic nozzles to obtain additional useful torque on the turbine shaft.
Удаление влаги из потока пара повысит КПД колеса и всей турбинной ступени. Removing moisture from the steam stream will increase the efficiency of the wheel and the entire turbine stage.
В многоступенчатых цилиндрах с двухпоточной радиально-осевой ступенью сепарации влаги на входе увеличит долговечность, повысит надежность и экономичность последующих осевых ступеней цилиндра и всей турбинной установки. Причем экономический эффект от применения устройства будет тем больше, чем выше влажность пара на входе в ступень. In multi-stage cylinders with a two-line radial-axial stage of separation of moisture at the inlet, it will increase the durability, increase the reliability and efficiency of subsequent axial stages of the cylinder and the entire turbine unit. Moreover, the economic effect of the use of the device will be greater, the higher the steam humidity at the entrance to the stage.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4863696 RU2022121C1 (en) | 1990-09-03 | 1990-09-03 | Two-flow radial-axial wheel |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4863696 RU2022121C1 (en) | 1990-09-03 | 1990-09-03 | Two-flow radial-axial wheel |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2022121C1 true RU2022121C1 (en) | 1994-10-30 |
Family
ID=21534650
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4863696 RU2022121C1 (en) | 1990-09-03 | 1990-09-03 | Two-flow radial-axial wheel |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2022121C1 (en) |
-
1990
- 1990-09-03 RU SU4863696 patent/RU2022121C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Кириллов И.И. и др. Теория турбомашин. Примеры и задачи. Л.: Машиностроение, 1974, с.83. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4950130A (en) | Pelton turbine | |
JP5779583B2 (en) | Droplet catcher for centrifugal compressors | |
CZ201290A3 (en) | Steam turbine | |
US3973870A (en) | Internal moisture removal scheme for low pressure axial flow steam turbine | |
GB1560540A (en) | Dust extraction | |
KR20150032282A (en) | Wet gas compressor and method | |
US7296964B2 (en) | Apparatus and methods for minimizing solid particle erosion in steam turbines | |
US4336039A (en) | Geothermal turbine | |
NL8100886A (en) | LIQUID COOLED IN COUNTERFLOW-OPERATING TURBINE SHOVEL. | |
US3881842A (en) | Diaphragm for steam turbine stage | |
RU2022121C1 (en) | Two-flow radial-axial wheel | |
SU1507991A1 (en) | Blades of wet-steam turbine stage | |
RU2086774C1 (en) | Reaction turbine for multi-phase working medium | |
SU1041712A2 (en) | Outlet pipe of steam turbine | |
RU2028464C1 (en) | Separator stage | |
JPS6131602A (en) | Stepped structure in steam turbine | |
EP0097605A2 (en) | High speed supersonic impulse turbine | |
JPS63117105A (en) | Moisture removing device for blade cascade of steam turbine | |
SU1638318A1 (en) | Stage-separator | |
RU2784635C1 (en) | Method for removal of moisture from peripheral zone of steam turbine and labyrinth shroud seal for stages of steam turbines operating in wet steam medium | |
SU1719662A1 (en) | High fan-effect turbine stage | |
SU1745985A1 (en) | Stage-separator | |
RU2752447C2 (en) | Vane flow-through axial-radial separator | |
RU94012308A (en) | REACTIVE MULTIPHASE WORKING TURBINE | |
JPH06173607A (en) | Corrosion preventive device for steam turbine blade |