RU2046961C1 - Take-off chamber for steam turbine - Google Patents

Take-off chamber for steam turbine Download PDF

Info

Publication number
RU2046961C1
RU2046961C1 SU4924295A RU2046961C1 RU 2046961 C1 RU2046961 C1 RU 2046961C1 SU 4924295 A SU4924295 A SU 4924295A RU 2046961 C1 RU2046961 C1 RU 2046961C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
diffuser
section
relative
diameter
pinch
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Федорович Косяк
Василий Максимович Капинос
Анатолий Викторович Гаркуша
Виктор Николаевич Галацан
Владимир Афанасьевич Конев
Диамар Наумович Пясик
Михаил Дмитриевич Железников
Александр Викторович Лапузин
Original Assignee
Научно-производственное объединение "Турбоатом"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Научно-производственное объединение "Турбоатом" filed Critical Научно-производственное объединение "Турбоатом"
Priority to SU4924295 priority Critical patent/RU2046961C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2046961C1 publication Critical patent/RU2046961C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

FIELD: heat power engineering. SUBSTANCE: ring converging-diverging passageway connects the flowing part of the turbine with the take-off chamber. The average ellipticity of the diverging part is equal to or greater than 1.15 but no less than 1.25, the divergence angle being equal to 2-7°. The ratio of the minimum to maximum cross-section is equal to 0.03-0.35. The outlet diameter of the diffuser has an eccentricity with respect to the inlet diameter. The ratio of the eccentricities is 0.04-0.075. The minimum inlet diameter of the diffuser is located from the side of the take-off branch pipes. EFFECT: improved design. 2 dwg

Description

Изобретение относится к турбостроению и может быть использовано в паровых турбинах. The invention relates to turbine construction and can be used in steam turbines.

Известна камера отбора паровой турбины, образованная проемом между корпусом последней и обоймами диафрагм, между которыми установлен безлопаточный диффузор с соотношением площадей выхода и входа 15-25 [1]
Недостатком такой камеры отбора является наличие области возвратного течения потока вдоль стенки кольцевого канала, что снижает эффективность безлопаточного диффузора вследствие его неустойчивой работы и возможности отрыва потока у стенки. При этом отсутствует возможность использования кинетической энергии потока отбора, покидающего проточную часть и попадающего в камеру отбора, из-за резкого поворота потока на входе в кольцевой канал.
A known chamber for selecting a steam turbine formed by an aperture between the housing of the latter and the clips of the diaphragms, between which a bezel-less diffuser with a ratio of exit and entry areas of 15-25 is installed [1]
The disadvantage of such a sampling chamber is the presence of a return flow area along the wall of the annular channel, which reduces the efficiency of the bezel-less diffuser due to its unstable operation and the possibility of flow separation near the wall. At the same time, there is no possibility of using the kinetic energy of the sampling stream, leaving the flow part and entering the sampling chamber, due to a sharp turn of the flow at the entrance to the annular channel.

Кроме того, указанное соотношение площадей безлопаточного диффузора не дает возможности конструктору четко принять решение, за счет какого из варьируемых параметров (угол раскрытия γ, радиальность диффузора

Figure 00000001
= D2/D1, ширина горлового сечения на входе S1 и выходе S2) диффузора обеспечивается это соотношение и как изменение каждого из них влияет на окружную неравномерность параметров в проточной части, а следовательно, и на переменные аэродинамические силы, действующие на рабочие лопатки околоотборного отсека, а также влияет на потери в тракте отбора.In addition, the indicated ratio of the area of the bladeless diffuser does not allow the designer to clearly make a decision due to which of the variable parameters (opening angle γ, diffuser radial
Figure 00000001
= D 2 / D 1 , the width of the throat section at the inlet S 1 and the outlet S 2 ) of the diffuser provides this ratio, and how a change in each of them affects the circumferential unevenness of the parameters in the flow part, and therefore also on the variable aerodynamic forces acting on the working the blades of the near-sampling compartment, and also affects the losses in the sampling path.

Известна также камера отбора паровой турбины, образованная проемом между корпусом последней и обоймами диафрагм, установленными с образованием кольцевого канала, который выполнен с переменным профилем, образованным плавно сопряженными пережимом входным и выходным участками, образующие последнего из которых расположены с расходящимся по ходу потока наклоном [2] В данной камере отбора отсутствуют зоны возвратного течения на входе в кольцевой канал из-за ускорения потока во входном (конфузорном) участке, при этом профиль скоростей в канале выравнивается и выходной (диффузорный) участок работает более эффективно, что снижает потери во всем тракте отбора. A steam turbine extraction chamber is also known, formed by an aperture between the housing of the latter and the clips of diaphragms installed with the formation of an annular channel, which is made with a variable profile formed by smoothly conjugated pinch inlet and outlet sections, the latter of which are located with a diverging slope along the flow [2 ] In this sampling chamber there are no return flow zones at the entrance to the annular channel due to the acceleration of the flow in the inlet (confuser) section, while the velocity profile in the channel e aligned and outlet (diffuser) portion operates more efficiently, which reduces losses in the screening tract.

Однако при диффузорной конструкции щели тракта отбора возрастает окружная неравномерность параметров в проточной части за счет снижения гидравлического сопротивления на пути распространения неравномерности, вызванной неосесимметричным отводом рабочей среды из камеры отбора. Эта неравномерность параметров в проточной части в конечном итоге приводит к увеличению переменных аэродинамических сил, действующих на рабочую лопатку и снижающих надежность всего турбоагрегата. В связи с этим из рассмотрения исключен наиболее важный вопрос как данная конструкция кольцевого канала влияет на окружную неравномерность параметров в проточной части, а следовательно, и на переменные аэродинамические силы. However, with the diffuser design of the slit of the sampling path, the circumferential non-uniformity of the parameters in the flowing part increases due to a decrease in hydraulic resistance along the propagation path of the unevenness caused by non-axisymmetric removal of the working medium from the sampling chamber. This unevenness of the parameters in the flow part ultimately leads to an increase in the variable aerodynamic forces acting on the rotor blade and reducing the reliability of the entire turbine unit. In this regard, the most important question is excluded from consideration as how this design of the annular channel affects the circumferential unevenness of the parameters in the flow part, and consequently the variable aerodynamic forces.

Целью изобретения является повышение надежности и экономичности работы как турбины, так и турбоустановки в целом, в широком диапазоне расходов отбираемого пара за счет оптимизации размеров диффузорного кольцевого канала на входе в камеру отбора и степени его переменности в окружном направлении. The aim of the invention is to increase the reliability and efficiency of operation of both the turbine and the turbine plant as a whole, in a wide range of flow rates of the selected steam by optimizing the size of the diffuser annular channel at the entrance to the selection chamber and its degree of variability in the circumferential direction.

Для этого в камере отбора паровой турбины, образованной проемом между корпусом турбины и обоймами диафрагм и сообщенной с проточной частью за рабочей лопаткой предотборной ступени кольцевым каналом, последний выполнен уменьшающимся в окружном направлении и имеет минимальное значение со стороны патрубков отбора, диффузорный участок канала выполнен со средней радиальностью

Figure 00000002
1,15 <
Figure 00000003
=
Figure 00000004
< 1,25 и углом раскрытия 2о ≅ γ ≅ 7о, где D2ср средний выходной диаметр диффузора, при этом входной участок кольцевого канала имеет пережим с относительной шириной
Figure 00000005
Figure 00000006
0,03-0,35, где S ширина пережима входного участка кольцевого канала; l длина лопатки предотборной ступени, а выходной диаметр диффузора выполнен с эксцентриситетом по отношению к входному участку, относительная величина которого составляет
Figure 00000007
0,04-0,075, где
Figure 00000008
Figure 00000009
.To do this, in the steam turbine’s selection chamber, formed by an aperture between the turbine casing and the diaphragm clips and connected with the flowing part behind the working blade of the pre-selection stage by an annular channel, the latter is made decreasing in the circumferential direction and has a minimum value from the side of the sampling pipes, the diffuser section of the channel is made with an average radiality
Figure 00000002
1.15 <
Figure 00000003
=
Figure 00000004
<1.25 and an angle of opening 2 ≅ γ ≅ 7 a, where D 2Cp average diffuser outlet diameter, the inlet portion of the annular channel has a relatively wide perezhim
Figure 00000005
Figure 00000006
0.03-0.35, where S is the pinch width of the input section of the annular channel; l the length of the blades of the pre-selection stage, and the outlet diameter of the diffuser is made with eccentricity with respect to the inlet section, the relative value of which is
Figure 00000007
0.04-0.075, where
Figure 00000008
Figure 00000009
.

На фиг. 1 представлен фрагмент проточной части турбины с камерой отбора; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1. In FIG. 1 shows a fragment of the flow part of the turbine with a selection chamber; in FIG. 2, section AA in FIG. 1.

Камера 1 отбора образована проемом между внешним корпусом 2 турбины и обоймами 3 диафрагм 4, установленными с образованием кольцевого канала 5, сообщающего полость камеры 1 с проточной частью 6 турбины. Кольцевой канала 5 имеет диффузорный участок 7, радиальный размер которого выполнен уменьшающимся в окружном направлении, и имеет минимальное значение со стороны патрубков 8 отбора. Диффузорный участок 7 выполнен со средним относительным диаметром 1,15 ≅

Figure 00000010
=
Figure 00000011
≅ 1,25 и углом раскрытия 2о ≅ γ ≅ 7о, где D2ср средний диаметр выходного сечения диффузора, равный полусумме максимального D2max и минимального D2min диаметра выходного сечения диффузора; D1 входной диаметр диффузора, и имеет за входным участком 9 кольцевого канала 5 пережим 10 с относительной шириной
Figure 00000012
Figure 00000013
0,03-0,35, где S ширина пережима 10 кольцевого канала 5; l длина лопаток 11 предотборной ступени. Относительная величина эксцентриситета выходного сечения диффузора определяется как
Figure 00000014
Figure 00000015
и находится в диапазоне
Figure 00000016
0,04-0,075.The selection chamber 1 is formed by an aperture between the outer casing 2 of the turbine and the clips 3 of the diaphragms 4 mounted to form an annular channel 5 communicating the cavity of the chamber 1 with the turbine flow part 6. The annular channel 5 has a diffuser section 7, the radial size of which is made decreasing in the circumferential direction, and has a minimum value from the side of the nozzles 8 selection. The diffuser section 7 is made with an average relative diameter of 1.15 ≅
Figure 00000010
=
Figure 00000011
≅ 1,25 and the angle of the opening 2 ≅ γ ≅ 7 a, where D 2Cp average diameter of the outlet section of the diffuser is equal to half the sum of the maximum and minimum D 2max D 2min diameter of the outlet section of the diffuser; D 1 the input diameter of the diffuser, and has an input 10 with a relative width beyond the input section 9 of the annular channel 5
Figure 00000012
Figure 00000013
0.03-0.35, where S is the pinch width 10 of the annular channel 5; l the length of the blades 11 of the pre-selection stage. The relative value of the eccentricity of the outlet cross section of the diffuser is defined as
Figure 00000014
Figure 00000015
and is in the range
Figure 00000016
0.04-0.075.

Камера отбора работает следующим образом. The selection camera works as follows.

Рабочее тело из проточной части 6 поступает во входной участок 9 с пережимом 10 кольцевого канала 5. Здесь поток ускоряется, при этом профиль скорости в канале 5 выравнивается. Далее на диффузорном участке 7 поток замедляется, причем из-за переменности в окружном направлении входного диаметра диффузора его восстановительная способность минимальна со стороны расположения патрубков 8 отбора и максимальна с противоположной стороны. Вследствие этого давление во входном участке 9 в зоне патрубков 8 отбора повышается (в сравнении с вариантом с

Figure 00000017
0), а в противоположной от них зоне снижается, что приводит к уменьшению окружной неравномерности давления в проточной части 6, а следовательно, и переменных аэродинамических сил, действующих на лопаточный аппарат околоотборного отсека и снижающих его надежность.The working fluid from the flow part 6 enters the inlet section 9 with pinch 10 of the annular channel 5. Here, the flow is accelerated, while the velocity profile in the channel 5 is leveled. Further, in the diffuser section 7, the flow slows down, and due to the variability in the circumferential direction of the inlet diameter of the diffuser, its regenerative ability is minimal from the location of the branch pipes 8 and maximum from the opposite side. As a result, the pressure in the inlet section 9 in the area of the nozzles 8 of the selection increases (in comparison with option
Figure 00000017
0), and in the area opposite to them, it decreases, which leads to a decrease in the circumferential pressure unevenness in the flow part 6, and, consequently, of the variable aerodynamic forces acting on the blade apparatus of the near-selection compartment and reducing its reliability.

Кроме того, данный профиль кольцевого канала 5 позволяет повысить экономичность турбоустановки за счет оптимизации геометрических параметров диффузорного участка 7, а следовательно, повышения давления в камере 1 отбора вследствие более полного восстановления давления кольцевом канале 5. In addition, this profile of the annular channel 5 allows you to increase the efficiency of the turbine by optimizing the geometric parameters of the diffuser section 7, and therefore, increasing the pressure in the selection chamber 1 due to a more complete pressure recovery of the annular channel 5.

Claims (1)

КАМЕРА ОТБОРА ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ с патрубками отбора, образованная проемом между корпусом турбины и обоймами диафрагм и сообщенная с проточкой частью за рабочей лопаткой предотборной ступени кольцевым каналом, имеющим входной и выходной диффузорный участки с пережимом между ними, отличающаяся тем, что кольцевой канал выполнен на выходе с уменьшающимся в окружном направлении радиальным размером, имеющим минимальное значение со стороны патрубков отбора, а диффузорный участок канала выполнен со средним относительным диаметром 1,15 1,25, углом раскрытия 2 7o, относительным эксцентриситетом 0,04 - 0,075, относительным пережимом 0,03 0,35, определяемыми по формулам
Figure 00000018

Figure 00000019

Figure 00000020

где
Figure 00000021
средний относительный диаметр диффузорного участка;
D2 с р, D2 m a x, D2 m i n соответственно средний, максимальный и минимальный диаметры выходного сечения диффузорного участка;
D1 диаметр входного сечения диффузорного участка в месте пережима;
Figure 00000022
относительный эксцентриситет;
Figure 00000023
относительный пережим;
S ширина пережима;
l длина рабочей лопатки предотборной ступени.
STEAM TURBINE SELECTION CAMERA with sampling pipes, formed by an opening between the turbine housing and the clips of the diaphragms and communicated with the groove part behind the working blade of the pre-selection stage by an annular channel having an inlet and outlet diffuser sections with a pinch between them, characterized in that the annular channel is made at the outlet with the radial size decreasing in the circumferential direction, having a minimum value from the side of the sampling pipes, and the diffuser section of the channel is made with an average relative diameter of 1.15 1.25, angle disclosure 2 7 o , the relative eccentricity of 0.04 - 0.075, the relative clamping 0.03 0.35, determined by the formulas
Figure 00000018

Figure 00000019

Figure 00000020

Where
Figure 00000021
average relative diameter of the diffuser section;
D 2 with p , D 2 m a x , D 2 m i n respectively the average, maximum and minimum diameters of the output section of the diffuser section;
D 1 the diameter of the input section of the diffuser section at the pinch point;
Figure 00000022
relative eccentricity;
Figure 00000023
relative pinch;
S pinch width;
l the length of the working blade of the pre-selection stage.
SU4924295 1991-04-03 1991-04-03 Take-off chamber for steam turbine RU2046961C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4924295 RU2046961C1 (en) 1991-04-03 1991-04-03 Take-off chamber for steam turbine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4924295 RU2046961C1 (en) 1991-04-03 1991-04-03 Take-off chamber for steam turbine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2046961C1 true RU2046961C1 (en) 1995-10-27

Family

ID=21567962

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4924295 RU2046961C1 (en) 1991-04-03 1991-04-03 Take-off chamber for steam turbine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2046961C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2630951C1 (en) * 2016-11-10 2017-09-14 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") Steam turbine post-separation stage

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство СССР N 343066, кл. F 01D 25/30, 1972. *
2. Авторское свидетельство СССР N 1082974, кл. F 01D 25/30, 1984. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2630951C1 (en) * 2016-11-10 2017-09-14 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") Steam turbine post-separation stage

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3824029A (en) Centrifugal supersonic compressor
US5188510A (en) Method and apparatus for enhancing gas turbo machinery flow
RU2357088C2 (en) Diffuser having possibility of jet executive control
US3694102A (en) Guide blades of axial compressors
US3964837A (en) Eccentric passage pipe diffuser
JPH05195991A (en) Centrifugal compressor
US3832089A (en) Turbomachinery and method of manufacturing diffusers therefor
US4431374A (en) Vortex controlled radial diffuser for centrifugal compressor
RU99111740A (en) COOLING DEVICE FOR PROFILE PART OF GAS-TURBINE ENGINE BLADE
CN101680305A (en) Diffuser arrangement
JPS6115286B2 (en)
Montazerin et al. Inlet induced flow in squirrel-cage fans
US3958966A (en) Separator member for separating solids from gaseous media
RU2046961C1 (en) Take-off chamber for steam turbine
EP0108523B1 (en) Compressor diffuser
IT8224876A1 (en) CENTRIFUGAL COMPRESSOR WITH VAPORISABLE LIQUID INJECTION
US6231304B1 (en) Outlet device for a flow machine
JP4791691B2 (en) Gas outlet unit for large blower assembly
SU1386719A1 (en) Stator vanes of axial-flow turbine
SU1082974A1 (en) Steam turbine extraction chamber
RU2246045C1 (en) Method of control of air flow rate of centrifugal compressor and device for realization of this method
JPH0355839Y2 (en)
JPS61229904A (en) Partial injection step structure for turbine
RU2173796C1 (en) Gas-turbine engine compressor
RU2036333C1 (en) Stator for axial compressor of gas-turbine engine