RU2133834C1

RU2133834C1 - Steam turbine

Info

Publication number: RU2133834C1
Application number: RU97121954A
Authority: RU
Inventors: Е.П. Ковалев
Original assignee: Ковалев Евгений Павлович
Priority date: 1997-12-16
Filing date: 1997-12-16
Publication date: 1999-07-27

Abstract

FIELD: thermal power stations. SUBSTANCE: steam turbine has multi-stage rotor with discs provided with discharge holes and working blades. Turbine also has diaphragms with solid nozzle blades positioned on rims and forming nozzle channels. Diaphragms are fitted with labyrinth seals in their central holes and with channels coupling labyrinth seals with nozzle channels. The latter made in diaphragms run from zones located in front of labyrinth seals into nozzle blades for their entire length. Auxiliary channels run from those channels. They are distributed uniformly according to height of nozzle blades. Auxiliary channels run through convex surfaces of blades to nozzle channels in direction of steam passage. It ensures suction of steam passing through labyrinth seals at maximum pressure differential between zones located in front of labyrinth seals and steam outlet from nozzle channels with corresponding maximum of its amount. EFFECT: improved design. 1 dwg

Description

Изобретение может быть использовано в теплоэнергетике. The invention can be used in power engineering.

Паровая турбина содержит многоступенчатый ротор с дисками, снабженными разгрузочными отверстиями и рабочими лопатками, диафрагмы с сопловыми лопатками на ободе, образующими сопловые каналы, с лабиринтовыми уплотнениями в их центральных отверстиях и каналами, сообщающимися с сопловыми каналами. В диафрагмах выполнены от лабиринтовых уплотнений каналы в цельные сопловые лопатки на всю их длину, а участки, находящиеся внутри сопловых лопаток, сообщены равномерно распределенными по длине лопаток дополнительными каналами с сопловыми каналами по ходу пара через их выпуклые поверхности. The steam turbine contains a multi-stage rotor with disks provided with discharge openings and rotor blades, diaphragms with nozzle blades on the rim forming nozzle channels, with labyrinth seals in their central holes and channels communicating with nozzle channels. In the diaphragms, channels are made from the labyrinth seals to the entire nozzle vanes along their entire length, and the sections inside the nozzle vanes are communicated by additional channels uniformly distributed along the length of the vanes with nozzle channels along the vapor through their convex surfaces.

Изобретение позволяет снизить утечки пара от лабиринтовых уплотнений диафрагм и повысить экономичность турбины. The invention allows to reduce steam leakage from the labyrinth seals of the diaphragms and increase the efficiency of the turbine.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано на паровых турбинах. The invention relates to a power system and can be used on steam turbines.

Известна паровая турбина по патенту RU N 2073095 F 01 D 1/10 от 10.06.1994 г. , содержащая многоступенчатый ротор с дисками, снабженными разгрузочными отверстиями и рабочими лопатками, диафрагмами с сопловыми каналами на ободе, в которой для повышения экономичности в диафрагмах выполнены отверстия от зон разгрузочных отверстий дисков ротора предыдущей ступени в сопловые каналы диафрагм. Known steam turbine according to patent RU N 2073095 F 01 D 1/10 dated 06/10/1994, containing a multi-stage rotor with disks equipped with discharge holes and rotor blades, diaphragms with nozzle channels on the rim, in which holes are made to increase efficiency in the diaphragms from the zones of the discharge openings of the rotor disks of the previous stage to the nozzle channels of the diaphragms.

Наряду с достоинствами этой паровой турбине присущ недостаток, заключающийся в том, что не используются протечки пара через лабиринтовые уплотнения в центральных отверстиях диафрагм по валу ротора. Along with the advantages of this steam turbine, there is a disadvantage in that steam leaks through the labyrinth seals in the central holes of the diaphragms along the rotor shaft are not used.

Целью изобретения является повышение экономичности паровой турбины путем использования пара протечек через лабиринтовые уплотнения по валу ротора для совершения полезной работы. The aim of the invention is to increase the efficiency of a steam turbine by using a pair of leaks through labyrinth seals along the rotor shaft to perform useful work.

Эта цель достигается тем, что на паровой турбине, содержащей многоступенчатый ротор с дисками, снабженными разгрузочными отверстиями и рабочими лопатками, диафрагмы с сопловыми лопатками на ободе, образующими сопловые каналы, с лабиринтными уплотнениями в их центральных отверстиях, в диафрагмах от лабиринтовых уплотнений выполнены каналы в цельные сопловые лопатки на всю их длину, а участки, находящиеся внутри сопловых лопаток сообщены равномерно распределенными по длине лопаток дополнительными каналами с сопловыми каналами по ходу пара через их выпуклые поверхности. This goal is achieved by the fact that on a steam turbine containing a multi-stage rotor with disks equipped with discharge holes and rotor blades, diaphragms with nozzle blades on the rim forming nozzle channels, labyrinth seals in their central holes, and channels in the diaphragms from labyrinth seals are made in whole nozzle vanes along their entire length, and the sections located inside the nozzle vanes are communicated with additional channels evenly distributed along the length of the vanes with nozzle channels along the macaw through their convex surfaces.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором показана многоступенчатая паровая турбина (ее фрагмент из 2-х ступеней, т.к. остальные ступени по технологии аналогичны). Паровая турбина содержит корпус 1, ротор 2 с дисками 3 с их разгрузочными отверстиями 4 и рабочими лопатками 5, на ободе которых установлены бандажи 6 с гребнями 7, образующими надбандажные уплотнения. В корпусе 1 установлены диафрагмы 8, разделяющие паровую турбину на отдельные ступени, с сопловыми каналами 9 (разрез А-А), образуемыми сопловыми лопатками 10, сегменты 11 лабиринтовых уплотнений с гребнями 12, входящими в пазы 13 на валу ротора 2. Сегменты 11 устанавливаются в пазах 15 центральных отверстий диафрагм и прижимаются пружинами 16. От зон 17 перед лабиринтовыми уплотнениями в диафрагмах выполняются каналы 18 в сопловые лопатки 10 на всю их длину и от участков, находящихся внутри сопловых лопаток 10 также выполняются равномерно распределенные по их длине дополнительные каналы 19, которые через выпуклые поверхности сопловых лопаток 10 выходят в сопловые каналы 9 по ходу пара. The invention is illustrated by the drawing, which shows a multi-stage steam turbine (a fragment of 2 stages, because the remaining stages are similar in technology). The steam turbine comprises a housing 1, a rotor 2 with disks 3 with their discharge openings 4 and rotor blades 5, on the rim of which there are installed bandages 6 with ridges 7, forming over-band seals. A diaphragm 8 is installed in the housing 1, dividing the steam turbine into separate stages, with nozzle channels 9 (section A-A) formed by nozzle blades 10, segments of the labyrinth seals with ridges 12 included in the grooves 13 on the rotor shaft 2. Segments 11 are installed in the grooves 15 of the Central holes of the diaphragms and are pressed by the springs 16. From the zones 17 in front of the labyrinth seals in the diaphragms channels 18 are made into the nozzle blades 10 along their entire length and from the areas inside the nozzle blades 10 are also uniformly distributed f along their length are additional channels 19, through which the convex surface of nozzle vanes 10 are located in nozzle channels 9 during the steam.

Работа паровой турбины по изобретению осуществляется следующим образом. Подводимый к сопловым каналам 9 пар ускоряется с преобразованием потенциальной энергии в кинетическую со снижением при расширении его давления и поступает на рабочие лопатки 5 ротора 2, приводя его во вращение с совершением механической работы по известному технологическому процессу, подробно описываемому в источниках по паровым турбинам. Выходящий отработанный в ступени пар поступает с некоторой выходной скоростью в сопловые каналы последующей ступени, и так от ступени к ступени процесс аналогичен. В процессе совершения механической работы вращающимся ротором происходят протечки пара через надбандажные уплотнения 7 по ободу дисков 3 и в пространство между дисками 3 ротора 2 и диафрагм 8, из которого через разгрузочные отверстия 4 пар поступает к лабиринтным уплотнениям 12, 13, а некоторая часть, соответственно, к сопловым каналам 9. The operation of the steam turbine according to the invention is as follows. The steam supplied to the nozzle channels 9 accelerates with the conversion of potential energy into kinetic energy with a decrease when its pressure expands and enters the working blades 5 of the rotor 2, bringing it into rotation with the completion of mechanical work according to the known technological process, described in detail in the sources for steam turbines. The steam that is exhausted in the stage enters with nozzle channels at a subsequent stage at a certain output speed, and so the process is similar from stage to stage. In the process of performing mechanical work by the rotating rotor, steam leaks through the over-retaining seals 7 along the rim of the disks 3 and into the space between the disks 3 of the rotor 2 and the diaphragms 8, from which through the discharge holes 4 the steam enters the labyrinth seals 12, 13, and some part, respectively to nozzle channels 9.

Из зон 17 перед лабиринтовыми уплотнениями 12, 13 по каналам 18, 19 отсасывается пар через выпуклые поверхности сопловых лопаток 10, как указано стрелками на чертеже и разрез по А-А, в сопловые каналы 9, заполняя при этом в них отрывные зоны в струе выходящего пара, возникающие у выходных кромок, с улучшением газодинамики потока с соответствующим снижением профильных потерь и полезно используется при работе паровой турбины, повышая ее экономичность. From the zones 17 in front of the labyrinth seals 12, 13 through the channels 18, 19, steam is sucked out through the convex surfaces of the nozzle blades 10, as indicated by the arrows in the drawing and the section along A-A, into the nozzle channels 9, filling in these tear zones in the outlet the steam arising at the outlet edges, with an improvement in the gas dynamics of the flow with a corresponding reduction in profile losses, is useful when operating a steam turbine, increasing its efficiency.

Claims

A steam turbine containing a multi-stage rotor with disks provided with discharge openings and blades, diaphragms with nozzle blades on the rim forming nozzle channels with labyrinth seals in their central holes and channels communicating with nozzle channels, characterized in that the nozzle blades are made whole, the channels in the diaphragms to the nozzle vanes are made from labyrinth seals to their entire length, and the sections inside the nozzle vanes are communicated evenly distributed over not vanes additional channels with nozzle channels during the steam through their convex surfaces.