RU2287063C1 - Steam turbine labyrinth seal - Google Patents
Steam turbine labyrinth seal Download PDFInfo
- Publication number
- RU2287063C1 RU2287063C1 RU2005110384/06A RU2005110384A RU2287063C1 RU 2287063 C1 RU2287063 C1 RU 2287063C1 RU 2005110384/06 A RU2005110384/06 A RU 2005110384/06A RU 2005110384 A RU2005110384 A RU 2005110384A RU 2287063 C1 RU2287063 C1 RU 2287063C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- turbine
- holder
- slot
- cylindrical surface
- diameter
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Изобретение относится к средствам повышения эффективности паровых турбин, ограничивающим перетекание пара через зазоры между бандажом рабочих лопаток и статором турбины.The invention relates to a means of increasing the efficiency of steam turbines, limiting the flow of steam through the gaps between the bandage of the blades and the turbine stator.
Уровень техникиState of the art
В паровых турбинах для уплотнения зазоров между бандажом рабочих лопаток и статорными деталями корпуса турбины нашли применение различные типы надбандажных уплотнений (Тепловые и атомные электрические станции, Справочник под общей редакцией В.А.Григорьева и В.М.Зорина, 2-е издание, книга 3, М.: Энергоатомиздат, с.206...208). Для таких уплотнений радиальные зазоры назначаются таким образом, чтобы исключить касание уплотнительных гребешков с острыми кромками об ответную твердую уплотняющую поверхность. Опыт эксплуатации показывает, что избежать касаний при всех эксплуатационных и аварийных режимах за межремонтный период, как правило, не удается. Острые кромки гребешков притупляются и эффективность уплотнения падает.In steam turbines, for the sealing of gaps between the bandage of rotor blades and the stator parts of the turbine housing, various types of over-band seals have been used (Thermal and nuclear power plants, Handbook edited by V.A. Grigoryev and V.M. Zorin, 2nd edition, book 3, M .: Energoatomizdat, p.206 ... 208). For such seals, radial clearances are assigned in such a way as to prevent contact of the sealing combs with sharp edges against the mating solid sealing surface. Operating experience shows that, as a rule, it is not possible to avoid touching during all operating and emergency conditions during the overhaul period. The sharp edges of the combs become dull and the compaction efficiency decreases.
Нашли применение надбандажные уплотнения с сотовыми вставками, например, описанные в патенте РФ №2150627. В этих уплотнениях радиальный зазор выбирается столь малым, что при некоторых режимах работы турбины касание гребешков бандажей лопаток о сотовые вставки неизбежно. Сотовые вставки, состоящие из сотовых ячеек, выполнены из жаропрочного листового материала толщиной всего 0,05 мм. Касание гребешков приводит к прорезанию канавки по поверхности сотовой вставки без притупления острой кромки гребешка. Фиксация каждой сотовой вставки в осевом и окружном направлениях осуществляется пальцем-фиксатором, в случае разрушения которого, а исключить подобное за длительный период эксплуатации невозможно, происходит смещение сотовой вставки назад по ходу пара и выпадение ее в проточную часть. Это приводит к серьезной аварии.Over-band seals with honeycomb inserts have been used, for example, described in RF patent No. 2150627. In these seals, the radial clearance is chosen so small that in some turbine operating modes, touching the combs of the bandages of the blades on the honeycomb inserts is inevitable. Cell inserts consisting of cells are made of heat-resistant sheet material with a thickness of only 0.05 mm. Touching the scallops leads to the cutting of the grooves on the surface of the honeycomb insert without blunting the sharp edge of the scallop. The fixation of each honeycomb insert in the axial and circumferential directions is carried out by a finger-retainer, in the case of destruction of which, and it is impossible to exclude it for a long period of operation, the honeycomb insert is shifted back along the steam and it falls into the flowing part. This leads to a serious accident.
Обычно крепление с Т-образным кольцевым пазом (Тепловые и атомные электрические станции, Справочник под общей редакцией В.А.Григорьева и В.М.Зорина, 2-е издание, книга 3, М.: Энергоатомиздат, с.206...208, Паровые и газовые турбины. Атлас конструкций, под редакцией проф. С.А.Кантора, М.: Машиностроение, 1970, с.27...30) находит применение в концевых и диафрагменных уплотнениях. Эти уплотнения состоят из 4 или 6 сегментов, зафиксированных от проворота в окружном направлении 2 шпонками, установленными в разъеме турбины. В радиальном направлении сегменты поджимаются к выступу Т-образного кольцевого паза. Сегменты концевых и диафрагменных уплотнений с Т-образным кольцевым пазом изготовлены таким образом, чтобы базируемые диаметры в пазу обоймы и на сегменте имели одинаковый размер. При разрезке кольца концевого уплотнения на сегменты из-за толщины реза невозможно изготовить 4 или 6 готовых сегментов из одной заготовки, и каждое кольцо уплотнительное дополняется одним сегментом из дополнительной заготовки, что приводит к удорожанию изготовления турбины.Usually a mount with a T-shaped ring groove (Thermal and nuclear power plants, Handbook edited by V.A. Grigoriev and V.M. Zorin, 2nd edition, book 3, Moscow: Energoatomizdat, p.206 ... 208, Steam and gas turbines. Atlas of structures, edited by Prof. S. A. Kantora, M .: Mashinostroenie, 1970, pp. 27 ... 30) is used in end and diaphragm seals. These seals consist of 4 or 6 segments, secured against rotation in the circumferential direction by 2 keys installed in the turbine connector. In the radial direction, the segments are pressed against the protrusion of the T-shaped annular groove. The segments of the end and diaphragm seals with a T-shaped annular groove are made so that the based diameters in the groove of the cage and on the segment have the same size. When cutting the end seal ring into segments, because of the cut thickness, it is impossible to produce 4 or 6 finished segments from one workpiece, and each sealing ring is supplemented by one segment from an additional workpiece, which makes the turbine manufacture more expensive.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Изобретение решает задачу повышения надежности уплотнения при уменьшении стоимости его изготовления.The invention solves the problem of increasing the reliability of the seal while reducing the cost of its manufacture.
Лабиринтное уплотнение для паровой турбины содержит по меньшей мере один, уплотнительный кольцевой гребешок, выполненный или установленный на бандаже лопаток ступени ротора турбины. С радиальным зазором относительно кольцевого гребешка бандажа лопаток ступени ротора установлены мелкоячеистые сотовые блоки. Для крепления одного или нескольких мелкоячеистых сотовых блоков служит каждый из держателей.The labyrinth seal for a steam turbine comprises at least one sealing ring scallop made or mounted on the bandage of the blades of the turbine rotor stage. With a radial clearance relative to the annular scallop bandage of the rotor stage vanes, fine-mesh cellular blocks are installed. Each of the holders is used to attach one or more small-cell honeycomb blocks.
Каждый из держателей мелкоячеистых сотовых блоков в обойме статора турбины выполнен с кольцевым сектором Т-образного в продольном сечении турбины хвостовика. Каждый из хвостовиков установлен в кольцевом пазу обоймы статора турбины. Паз обоймы имеет Т-образную в продольном сечении турбины форму.Each of the holders of small-cell honeycomb blocks in the holder of the turbine stator is made with an annular sector of a T-shaped in a longitudinal section of the liner turbine. Each of the shanks is installed in the annular groove of the turbine stator holder. The groove in the cage has a T-shape in the longitudinal section of the turbine.
Согласно изобретению, кольцевой сектор хвостовика каждого держателя мелкоячеистых сотовых блоков выполнен с диаметром цилиндрической поверхности, охватывающей цилиндрическую поверхность обоймы статора со стороны ее кольцевого паза, превышающим диаметр охватываемой цилиндрической поверхности паза с возможностью упругой деформации краев кольцевого сектора при перемещении его в кольцевом пазу обоймы в процессе монтажа уплотнения.According to the invention, the annular sector of the shank of each holder of small-mesh honeycomb blocks is made with a diameter of a cylindrical surface covering the cylindrical surface of the stator holder from the side of its annular groove, exceeding the diameter of the covered cylindrical surface of the groove with the possibility of elastic deformation of the edges of the annular sector when moving it in the annular groove of the holder in the process mounting seals.
Вследствие указанных отличий, каждая вставка зафиксирована в радиальном направлении минимальной (не более 0,4 мм) посадкой с зазором между канавкой в хвостовике вставки и выступом кольцевого паза обоймы. При этом каждая вставка поджата к выступу паза из-за разности кривизны дуг вставки и обоймы по базируемому диаметру.Due to these differences, each insert is fixed in the radial direction with a minimum (no more than 0.4 mm) fit with a gap between the groove in the insert shank and the protrusion of the ring groove of the cage. Moreover, each insert is pressed against the protrusion of the groove due to the difference in the curvature of the arcs of the insert and the holder based on the diameter.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
В дальнейшем изобретение поясняется конкретным примером его реализации со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображены:The invention is further illustrated by a specific example of its implementation with reference to the accompanying drawings, which depict:
Фигура 1 - патентуемое уплотнение, продольное сечение.Figure 1 - patented seal, longitudinal section.
Фигура 2 - сечение А-А фигуры 1.Figure 2 - section aa of figure 1.
Фигура 3 - сечение Б-Б фигуры 1.Figure 3 - section BB of figure 1.
Фигура 4 - продольное сечение по держателю.Figure 4 is a longitudinal section through the holder.
Фигура 5 - продольный разрез по обойме на участке паза.Figure 5 is a longitudinal section along the cage in the area of the groove.
Толщина краев кольцевых секторов на фигурах 1, 2 и 4 показана без соблюдения масштаба - большей толщины, чем это необходимо для обеспечения их упругости при перемещении держателя в кольцевом пазу обоймы в процессе монтажа уплотнения.The thickness of the edges of the annular sectors in figures 1, 2 and 4 is shown without observing the scale - a greater thickness than is necessary to ensure their elasticity when moving the holder in the annular groove of the holder during installation of the seal.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Лабиринтное уплотнение для паровой турбины содержит уплотнительные кольцевые гребешки 1. Гребешок 1 выполнен или установлен на бандаже 2 лопаток 3 ступени ротора 4 турбины. С уплотняющим радиальным зазором 5 относительно гребешка 1 установлены мелкоячеистые сотовые блоки 6. Каждый из держателей 7 мелкоячеистых сотовых блоков 6 в обойме 8 статора 9 турбины выполнен с кольцевым сектором 10. Сектор 10 является частью Т-образного в продольном сечении турбины хвостовика 11 держателя 7. Сектор 10 установлен в кольцевом пазу 12 обоймы 8. Паз 12 имеет Т-образную в продольном сечении турбины форму.The labyrinth seal for a steam turbine contains sealing ring combs 1. The comb 1 is made or installed on the band 2 of the blades 3 of the rotor stage 4 of the turbine. With a radial sealing gap 5 relative to the scallop 1, fine-meshed
Кольцевой сектор 10 хвостовика 11 каждого держателя 7 выполнен с диаметром цилиндрической поверхности 13, охватывающей цилиндрическую поверхность 14 обоймы 8 со стороны ее паза 12, превышающим диаметр охватываемой цилиндрической поверхности 14 паза с возможностью упругой деформации краев кольцевого сектора 10 при перемещении его в кольцевом пазу 12 обоймы в процессе монтажа уплотнения.The
Держатель 7 зафиксирован в окружном направлении штифтом 15. Чтобы штифт 15 не выпадал, выполнена зачеканка 16. На фигуре 2 показано (без соблюдения масштаба), что из-за разности диаметров поверхностей 13 и 14 держатель 7 в местах 17, 18 и 19 упирается в кольцевой выступ 20 обоймы 8. В середине возникает зазор не более 0,1 мм. Держатель 7 за счет упругой деформации краев кольцевого сектора 10 постоянно поджимается к выступу 20. Трение от прижима держателя небольшое. Это позволяет проталкивать его вдоль паза обоймы 8 с небольшим усилием.The
Из-за разности ширины канавки 21 и ширины выступа 20 в соединении имеется зазор не более 0,4 мм, что также позволяет собирать уплотнение методом проталкивания держателя 7 вдоль паза обоймы 8 и в то же время не позволяет держателю 7 иметь значительные осевые перемещения.Due to the difference in the width of the
При вращении ротора турбины гребешки 1, уплотняющие зазор, по которому перетекает пар, могут касаться о сотовые блоки 6. Острая кромка гребешка 1 прорезает канавку в сотовом блоке 6 без притупления своей острой кромки, т.е. сотовые блоки позволяют автоматически установить минимально возможные радиальные зазоры уплотнения. При этом создается дополнительная камера, в которой происходит расширение и турбулизация потока перетекающего пара, вследствие чего увеличивается гидравлическое сопротивление перетеканию. В результате повышается КПД турбины.When the turbine rotor rotates, the scallops 1, sealing the gap along which the steam flows, can touch the honeycomb blocks 6. The sharp edge of the scallop 1 cuts a groove in the
Держатели 7 мелкоячеистых сотовых блоков 6 для одной ступени турбины изготавливаются из одной заготовки. Это приводит к снижению себестоимости. Крепление держателей в пазу обоймы исключает их выпадение в проточную часть в случае поломки штифта. Крепление каждого держателя штифтом, вместо двух шпонок по разъему турбины, исключает образование увеличенного зазора по торцам в двух местах по разъему турбины.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005110384/06A RU2287063C1 (en) | 2005-04-12 | 2005-04-12 | Steam turbine labyrinth seal |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005110384/06A RU2287063C1 (en) | 2005-04-12 | 2005-04-12 | Steam turbine labyrinth seal |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2287063C1 true RU2287063C1 (en) | 2006-11-10 |
Family
ID=37500824
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005110384/06A RU2287063C1 (en) | 2005-04-12 | 2005-04-12 | Steam turbine labyrinth seal |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2287063C1 (en) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010021566A1 (en) * | 2008-08-06 | 2010-02-25 | Lisyanskiy Aleksandr Stepanovi | Labyrinth shroud seal for a steam turbine |
RU2447294C2 (en) * | 2010-02-02 | 2012-04-10 | Сергей Владимирович Ушинин | Insert of honeycomb shroud ring of steam turbine and method to install inserts of honeycomb shroud ring |
RU2457070C1 (en) * | 2011-05-03 | 2012-07-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие Вакууммаш" | Method of fabricating element of turbine run-in seal |
RU2499144C2 (en) * | 2011-12-01 | 2013-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие Вакууммаш" | Labyrinth shroud seal for steam turbine |
RU2499143C2 (en) * | 2012-02-29 | 2013-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие Вакууммаш" | Run-in shroud seal for steam turbine |
RU2509896C1 (en) * | 2012-08-01 | 2014-03-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие Вакууммаш" | Above-shroud labyrinth seal for steam turbine |
CN104481595A (en) * | 2014-11-12 | 2015-04-01 | 上海发电设备成套设计研究院 | Steam turbine honeycomb opposite tooth steam seal device |
CN105114629A (en) * | 2015-09-14 | 2015-12-02 | 沈阳航空航天大学 | Novel honeycomb seal rotor structure |
CN105134954A (en) * | 2015-09-14 | 2015-12-09 | 沈阳航空航天大学 | Novel hole type sealing structure capable of improving sealing characteristic and damping characteristic |
CN105179696A (en) * | 2015-09-14 | 2015-12-23 | 沈阳航空航天大学 | Novel rotor structure for hole-pattern seal |
RU2703669C1 (en) * | 2018-10-16 | 2019-10-21 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-технический центр "Уралавиаспецтехнология" | Abradable insert of turbine seal |
-
2005
- 2005-04-12 RU RU2005110384/06A patent/RU2287063C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010021566A1 (en) * | 2008-08-06 | 2010-02-25 | Lisyanskiy Aleksandr Stepanovi | Labyrinth shroud seal for a steam turbine |
RU2447294C2 (en) * | 2010-02-02 | 2012-04-10 | Сергей Владимирович Ушинин | Insert of honeycomb shroud ring of steam turbine and method to install inserts of honeycomb shroud ring |
RU2457070C1 (en) * | 2011-05-03 | 2012-07-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие Вакууммаш" | Method of fabricating element of turbine run-in seal |
RU2499144C2 (en) * | 2011-12-01 | 2013-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие Вакууммаш" | Labyrinth shroud seal for steam turbine |
RU2499143C2 (en) * | 2012-02-29 | 2013-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие Вакууммаш" | Run-in shroud seal for steam turbine |
RU2509896C1 (en) * | 2012-08-01 | 2014-03-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие Вакууммаш" | Above-shroud labyrinth seal for steam turbine |
CN104481595A (en) * | 2014-11-12 | 2015-04-01 | 上海发电设备成套设计研究院 | Steam turbine honeycomb opposite tooth steam seal device |
CN105114629A (en) * | 2015-09-14 | 2015-12-02 | 沈阳航空航天大学 | Novel honeycomb seal rotor structure |
CN105134954A (en) * | 2015-09-14 | 2015-12-09 | 沈阳航空航天大学 | Novel hole type sealing structure capable of improving sealing characteristic and damping characteristic |
CN105179696A (en) * | 2015-09-14 | 2015-12-23 | 沈阳航空航天大学 | Novel rotor structure for hole-pattern seal |
RU2703669C1 (en) * | 2018-10-16 | 2019-10-21 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-технический центр "Уралавиаспецтехнология" | Abradable insert of turbine seal |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2287063C1 (en) | Steam turbine labyrinth seal | |
US4349313A (en) | Abradable rub strip | |
CA2483391C (en) | Attachment of a ceramic shroud in a metal housing | |
US4326835A (en) | Blade platform seal for ceramic/metal rotor assembly | |
US3836279A (en) | Seal means for blade and shroud | |
US6884028B2 (en) | Turbomachinery blade retention system | |
US7435049B2 (en) | Sealing device and method for turbomachinery | |
CA2775145C (en) | Seal arrangement for segmented gas turbine engine components | |
US9009965B2 (en) | Method to center locate cutter teeth on shrouded turbine blades | |
RU2362887C1 (en) | Labyrinth over-strip sealing for steam turbine | |
RU2677021C1 (en) | Turbine | |
EP0134186A1 (en) | Turbine stator assembly | |
EP2233800B1 (en) | Seal member, assembly and method | |
EP2568121B1 (en) | Stepped conical honeycomb seal carrier and corresponding annular seal | |
US4177011A (en) | Bar for sealing the gap between adjacent shroud plates in liquid-cooled gas turbine | |
US10655481B2 (en) | Cover plate for rotor assembly of a gas turbine engine | |
US10472980B2 (en) | Gas turbine seals | |
US10184345B2 (en) | Cover plate assembly for a gas turbine engine | |
JP2004353673A (en) | Nozzle interstage seal for steam turbine | |
AU2011250790B2 (en) | Gas turbine of the axial flow type | |
US20180106161A1 (en) | Turbine shroud segment | |
RU50621U1 (en) | LABYRINTH SEAL FOR STEAM TURBINE | |
RU2509896C1 (en) | Above-shroud labyrinth seal for steam turbine | |
US11085302B2 (en) | Blade tip for ceramic matrix composite blade | |
CN109690025B (en) | Sealing segment of a turbomachine, device for externally defining a flow path of a turbomachine, and stator-rotor sealing device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160413 |