RU2117774C1 - Steam-turbine exhaust pipe - Google Patents
Steam-turbine exhaust pipe Download PDFInfo
- Publication number
- RU2117774C1 RU2117774C1 RU97116795A RU97116795A RU2117774C1 RU 2117774 C1 RU2117774 C1 RU 2117774C1 RU 97116795 A RU97116795 A RU 97116795A RU 97116795 A RU97116795 A RU 97116795A RU 2117774 C1 RU2117774 C1 RU 2117774C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- exhaust
- vortex
- steam
- length
- exhaust pipe
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к энергетическому машиностроению и может быть использовано при конструировании и модернизации выхлопных патрубков паровых турбин. The invention relates to power engineering and can be used in the design and modernization of exhaust pipes of steam turbines.
Известны выхлопные патрубки паровой турбины, содержащие корпус, имеющий горизонтальный разъем, делящий корпус на две части: верхнюю и нижнюю, и размещаемое в нем рабочее колесо последней ступени паровой турбины (авт. св., SU, 1605003). Exhaust pipes of a steam turbine are known, comprising a housing having a horizontal connector dividing the housing into two parts: an upper and a lower one, and an impeller of the last stage of the steam turbine placed therein (ed. St., SU, 1605003).
Общим недостатком таких патрубков является то, что при одностороннем выхлопе в подвальный конденсатор поток, совершая разворот на 180o в верхней половине патрубка, сворачивается в два мощных вихревых шнура. Эти вихревые шнуры перекрывают значительную часть проходной площади нижней части корпуса патрубка и создают большую неравномерность поля скоростей на входе в конденсатор. В результате резко растут динамические нагрузки как на конструктивные элементы турбин, так и на патрубки конденсатора. Кроме того, выходная неравномерность потока приводит к снижению интенсивности отвода тепла от пара к охлаждающей воде.A common drawback of such nozzles is that with a one-way exhaust into the basement condenser, the stream, turning 180 o in the upper half of the nozzle, is folded into two powerful vortex cords. These vortex cords overlap a significant part of the passage area of the lower part of the pipe body and create a large unevenness of the velocity field at the inlet to the condenser. As a result, dynamic loads sharply increase both on the structural elements of the turbines and on the condenser pipes. In addition, the output flow irregularity leads to a decrease in the intensity of heat removal from the steam to the cooling water.
Известен выхлопной парубок паровой турбины (авт. св. 169946), в котором корпус выполнен с горизонтальным разъемом и снабжен системой разделительных ребер. Основным недостатком данного технического решения является то, что сложная система криволинейных ребер приводит к возникновению интенсивности вторичных течений и вихревых шнуров в каждом криволинейном канале, в результате происходит интенсивный рост потерь даже при сравнительно малых безразмерных скоростях М на входе в патрубок. Кроме того, несмотря на значительное увеличение жесткости корпуса патрубка, используемая система ребер из-за плохой аэродинамики потока не приводит к заметному снижению вибрации на встроенных в корпус патрубка подшипниках турбины. Known exhaust couple of a steam turbine (ed. St. 169946), in which the housing is made with a horizontal connector and is equipped with a system of dividing ribs. The main disadvantage of this technical solution is that a complex system of curved ribs leads to the emergence of the intensity of secondary flows and vortex cords in each curved channel, resulting in an intensive increase in losses even at relatively small dimensionless velocities M at the inlet to the nozzle. In addition, despite a significant increase in stiffness of the nozzle body, the used rib system due to poor flow aerodynamics does not lead to a noticeable reduction in vibration on the turbine bearings built into the nozzle body.
Прототипом предлагаемого устройства является известный выхлопной патрубок паровой турбины (авт. св. SU, 1605003). The prototype of the proposed device is a known exhaust pipe of a steam turbine (ed. St. SU, 1605003).
Предлагаемое изобретение направлено на решение задачи, относящейся к повышению надежности и экономичности выхлопных патрубков паровых турбин при снижении потерь энергии и одновременном снижении вибрации всей конструкции выхлопного патрубка паровой турбины. Решается эта задача за счет обеспечения снижения неравномерности поля скоростей в выходном сечении патрубка, что и является техническим результатом, который может быть получен при осуществлении предлагаемого изобретения. The present invention is aimed at solving the problem related to improving the reliability and efficiency of the exhaust pipes of steam turbines while reducing energy loss and at the same time reducing vibration of the entire structure of the exhaust pipe of a steam turbine. This problem is solved by ensuring a reduction in the non-uniformity of the velocity field in the outlet section of the nozzle, which is the technical result that can be obtained by implementing the present invention.
Получение указанного технического результата обеспечивается за счет того, что корпус выхлопного патрубка паровой турбины выполняется с элементами жесткости и включает две разъемные части (верхнюю и нижнюю) с горизонтальной плоскостью разъема, в нижней части корпуса размещены два противовихревые устройства, расположенные симметрично относительно продольной оси патрубка, расстояние между ними составляет 1-1,2 диаметра рабочего колеса последней ступени каждое из противовихревых устройств выполнено в виде решетки из перекрещивающихся пластин, длина каждой из которых составляет 45-60% от длины рабочей лопатки последней ступени, перекрещивающиеся пластины образуют в поперечном сечении ячейки прямоугольной формы, расстояние между противоположными сторонами которых составляет 30-40% от длины рабочей лопатки последней ступени, при этом каждое противовихревое устройство жестко прикреплено к боковым стенкам нижней разъемной части корпуса таким образом, что верхняя часть перекрещивающихся пластин совпадает с горизонтальной плоскостью разъема, а плоскости поперечных сечений ячеек прямоугольной формы параллельны ему. The technical result is obtained due to the fact that the exhaust pipe body of the steam turbine is made with stiffeners and includes two detachable parts (upper and lower) with a horizontal plane of the connector, two anti-vortex devices located symmetrically relative to the longitudinal axis of the pipe, are located in the lower part of the housing, the distance between them is 1-1.2 of the diameter of the impeller of the last stage, each of the anti-vortex devices is made in the form of a lattice of intersecting astin, the length of each of which is 45-60% of the length of the working blade of the last stage, the crossed plates form in the cross section cells of a rectangular shape, the distance between the opposite sides of which is 30-40% of the length of the working blade of the last stage, with each anti-vortex device rigidly attached to the side walls of the lower detachable part of the housing so that the upper part of the intersecting plates coincides with the horizontal plane of the connector, and the plane of the cross sections rectangular cells parallel to it.
Наличие указанной совокупности существенных признаков в выхлопном патрубке паровой турбины обеспечивает при его использовании дробление вихревых шнуров, образующихся в верхней части корпуса патрубка, выравнивание поля скоростей в выходном сечении патрубка, снижение гидравлического сопротивления патрубка и его вибрации. The presence of this set of essential features in the exhaust pipe of a steam turbine ensures, when used, the crushing of the vortex cords formed in the upper part of the pipe body, the alignment of the velocity field in the output section of the pipe, and the decrease in the hydraulic resistance of the pipe and its vibration.
На фиг.1 показана нижняя часть выхлопного патрубка паровой турбины, продольный разрез; на фиг.2 - выхлопной патрубок. Figure 1 shows the lower part of the exhaust pipe of a steam turbine, a longitudinal section; figure 2 - exhaust pipe.
На фиг.1, 2 применены следующие обозначения: 1 - корпус (элементы жесткости на фиг. 1 не показаны); 2 - верхняя часть корпуса 1; 3 - нижняя часть корпуса 1; 4 - горизонтальная плоскость разъема верхней 2 и нижней 3 частей корпуса 1; 5 - противовихревое устройство, выполненное в виде решетки из перекрещивающихся пластин 6; 7 - ячейки прямоугольной формы; 8 - боковые стенки нижней части 3 корпуса 1. In figure 1, 2 the following notation is used: 1 - body (stiffeners in Fig. 1 are not shown); 2 - the upper part of the housing 1; 3 - the lower part of the housing 1; 4 - horizontal plane of the connector of the upper 2 and lower 3 parts of the housing 1; 5 - anti-vortex device, made in the form of a lattice of intersecting plates 6; 7 - cells of a rectangular shape; 8 - side walls of the
В нижней разъемной части 3 корпуса 1 симметрично относительно продольной оси О патрубка установлены два противовихревые устройства 5, расстояние L между ними составляет 1-1,2 диаметра Дп рабочего колеса последней ступени. Каждое из противовихревых устройств 5 выполнено в виде решетки из перекрещивающихся пластин 6, длина каждой из которых составляет 45-60% от длины рабочей лопатки последней ступени, и образующих в поперечном сечении ячейки 7 прямоугольной формы, расстояние между противоположными сторонами которых составляет 30-40% от длины рабочей лопатки последней ступени. Каждое противовихревое устройство 5 жестко прикреплено к боковым стенкам 8 нижней разъемной части 3 корпуса 1 таким образом, что верхняя часть перекрещивающихся пластин 6 совпадает с горизонтальной плоскостью 4 разъема верхней 2 и нижней 3 частей корпуса 1, а плоскости поперечных сечений ячеек 7 прямоугольной формы параллельны ему.In the lower
Предлагаемый выхлопной патрубок паровой турбины работает следующим образом. The proposed exhaust pipe of a steam turbine operates as follows.
Пар из рабочего колеса последней ступени поступает в корпус 1 патрубка паровой турбины. В верхней части 2 корпуса 1 патрубка поток пара совершает разворот на 180o, в результате чего сворачивается в два мощных вихревых шнура, которые быстро растут и, достигая выходного сечения корпуса патрубка, занимают большую часть его площади, в результате не только значительно растет гидравлическое сопротивление патрубка, особенно при значительных значениях безразмерной скорости М1 на входе в патрубок, но и, учитывая нестабильность вихревого течения, вызывает весьма большую низкочастотную вибрацию корпуса 1 патрубка и связанных с ним элементов турбомашины. Однако, предлагаемое указанное выше выполнение противовихревых устройств 5 и их расположение в корпусе выхлопного патрубка позволяет разбить парные вихри в зоне, где начинается наиболее бурный рост их интенсивности. Продольное расположение пластин 6 позволяет при этом беспрепятственно растекаться потоку пара по всей ширине корпуса патрубка, обеспечивая тем самым более полное заполнение потоком пара выходного сечения.Steam from the impeller of the last stage enters the housing 1 of the pipe of the steam turbine. In the
Также два блока решеток из перекрещивающихся пластин 6 (противовихревые устройства 5), установленных в нижней части 3 корпуса патрубка непосредственно от горизонтального разъема, повышают жесткость конструкции и приводят к резкому снижению ее вибрации. Also, two blocks of gratings from intersecting plates 6 (anti-vortex devices 5) installed in the
При оценке размеров используемых пластин 6 и образуемых ими решеток следует исходить из следующих соображений. Расстояние между соседними пластинами напрямую влияет на эффективность дробления вихревых шнуров. Чем оно меньше, тем лучше дробление вихревых шнуров, но одновременно и больше гидравлическое сопротивление. За базовые размеры, относительно которых выбираются оптимальные размеры пластин 6 и образуемых ими решеток, принимаются диаметр рабочего колеса и высота рабочей лопатки последней ступени. When assessing the size of the used plates 6 and the lattices formed by them, one should proceed from the following considerations. The distance between adjacent plates directly affects the efficiency of crushing vortex cords. The smaller it is, the better the crushing of the vortex cords, but also the greater the hydraulic resistance. For the basic dimensions, relative to which the optimal sizes of the plates 6 and the grids formed by them are selected, the diameter of the impeller and the height of the impeller of the last stage are taken.
Соединение пластин 6 между собой и с корпусом патрубка целесообразно обеспечивать с помощью силовых элементов, выполненных, например, в виде стержней круглого сечения, которые невосприимчивы к изменению углов натекания потока, что, учитывая сложный, пространственный характер течения пара в корпусе патрубка, очень велико. It is advisable to connect the plates 6 to each other and to the pipe body with the help of power elements made, for example, in the form of rods of circular cross section, which are immune to changes in flow angles, which, given the complex, spatial nature of the vapor flow in the pipe body, is very large.
Claims (1)
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97116795A RU2117774C1 (en) | 1997-10-17 | 1997-10-17 | Steam-turbine exhaust pipe |
AU11811/99A AU1181199A (en) | 1997-10-17 | 1998-10-19 | Exhaust duct for a steam turbine |
PCT/RU1998/000329 WO1999020874A1 (en) | 1997-10-17 | 1998-10-19 | Exhaust duct for a steam turbine |
CN98810253A CN1089136C (en) | 1997-10-17 | 1998-10-19 | Exhaust duct for steam turbine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97116795A RU2117774C1 (en) | 1997-10-17 | 1997-10-17 | Steam-turbine exhaust pipe |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2117774C1 true RU2117774C1 (en) | 1998-08-20 |
RU97116795A RU97116795A (en) | 1999-01-20 |
Family
ID=20197906
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU97116795A RU2117774C1 (en) | 1997-10-17 | 1997-10-17 | Steam-turbine exhaust pipe |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2117774C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2553582C2 (en) * | 2009-12-16 | 2015-06-20 | Дженерал Электрик Компани | Low-pressure steam turbine |
RU2554170C2 (en) * | 2009-04-07 | 2015-06-27 | Дженерал Электрик Компани | Outlet branch pipe for steam turbine and method to reduce output losses in outlet branch pipe of steam turbine |
-
1997
- 1997-10-17 RU RU97116795A patent/RU2117774C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2554170C2 (en) * | 2009-04-07 | 2015-06-27 | Дженерал Электрик Компани | Outlet branch pipe for steam turbine and method to reduce output losses in outlet branch pipe of steam turbine |
RU2553582C2 (en) * | 2009-12-16 | 2015-06-20 | Дженерал Электрик Компани | Low-pressure steam turbine |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3739872A (en) | Gas turbine exhaust system | |
RU2117774C1 (en) | Steam-turbine exhaust pipe | |
Li et al. | Numerical simulation of the influence of flue gas discharge patterns on a natural draft wet cooling tower with flue gas injection | |
RU2117773C1 (en) | Steam-turbine exhaust pipe | |
CA1051300A (en) | Moisture separator and reheater | |
CN105928378A (en) | Air cooling element, provided with horizontal wind preventing flow-guiding device, of direct air cooling unit | |
Hassanli et al. | Flow enhancement in tall buildings for wind energy generation | |
CA1049864A (en) | Moisture separator for a nuclear steam turbine | |
RU2285149C2 (en) | Vortex wind-power plant | |
RU2016103275A (en) | WIND TOWER | |
RU167091U1 (en) | SEPARATOR-STEAM HEATER | |
TWI836722B (en) | A wind power apparatus | |
CN216282876U (en) | Circulation cover net device for mechanical ventilation cooling tower | |
RU2626498C1 (en) | Wind power station | |
RU2455523C2 (en) | Stepanchuk wind-driven motor | |
CN113027554B (en) | Inlet structure of drainage cooling section of dual-channel heater and design method | |
TW202419740A (en) | A wind power apparatus | |
RU2555090C2 (en) | Power plant | |
SU7658A1 (en) | Grid made of plates with a flow profile for straightening the flow in a wind tunnel | |
RU68064U1 (en) | SILENCER-EXHAUSTER FOR GAS-TURBINE INSTALLATION | |
RU2249723C2 (en) | Method of and device for converting energy of wind | |
RU2707240C1 (en) | Vapor superheater | |
SU646178A1 (en) | Cooling tower | |
Nagpure et al. | Effect of Artificial roughness in solar air heatera review | |
Hantoro et al. | Numerical and experimental study on side-by-side darrieus cascade turbines array |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20100210 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20131018 |