RU2630817C1 - Two-level stage of two-level low pressure cylinder - Google Patents
Two-level stage of two-level low pressure cylinder Download PDFInfo
- Publication number
- RU2630817C1 RU2630817C1 RU2016145454A RU2016145454A RU2630817C1 RU 2630817 C1 RU2630817 C1 RU 2630817C1 RU 2016145454 A RU2016145454 A RU 2016145454A RU 2016145454 A RU2016145454 A RU 2016145454A RU 2630817 C1 RU2630817 C1 RU 2630817C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tier
- blades
- level
- nozzle
- stage
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
- F01D5/022—Blade-carrying members, e.g. rotors with concentric rows of axial blades
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/12—Blades
- F01D5/14—Form or construction
- F01D5/141—Shape, i.e. outer, aerodynamic form
- F01D5/146—Shape, i.e. outer, aerodynamic form of blades with tandem configuration, split blades or slotted blades
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D9/00—Stators
- F01D9/02—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
- F01D9/04—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector
Landscapes
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области энергетического машиностроения и связано с созданием нового двухъярусного цилиндра низкого давления с повышенным предельным пропуском пара в конденсатор, позволяющим увеличить мощность быстроходной конденсационной паровой турбины без увеличения длин рабочих лопаток последних ступеней.The invention relates to the field of power engineering and is associated with the creation of a new two-tier low-pressure cylinder with an increased maximum passage of steam into the condenser, which allows to increase the power of a high-speed condensing steam turbine without increasing the length of the working blades of the last stages.
Известна двухъярусная ступень осевой турбомашины A.M. Репина [Патент RU №2072428, опубл. 27.01.1997, МПК F01D 1/04], содержащая диафрагму с двухъярусным сопловым аппаратом и двухъярусное рабочее колесо, облопачивание которого выполнено в два радиальных ряда с промежуточным цельным кольцом между рядами, лопатки внутреннего ряда с помощью усиленных полок-фланцев соединены сваркой с промежуточным кольцом, а лопатки внешнего ряда, выполненные из прочных легких материалов, установлены на промежуточном кольце.Known two-tier stage axial turbomachine A.M. Repin [Patent RU No. 2072428, publ. 01/27/1997, IPC F01D 1/04], containing a diaphragm with a two-tier nozzle apparatus and a two-tier impeller, the blading of which is made in two radial rows with an intermediate integral ring between the rows, the blades of the inner row are connected by welding with reinforced flange-flanges to the intermediate ring and the outer row blades made of durable lightweight materials are mounted on the intermediate ring.
Основной недостаток данного технического решения заключается в сложности изготовления рабочих лопаток предлагаемой двухъярусной ступени и низких прочностных характеристиках, поскольку единый толстый промежуточный бандаж с глубокими пазами для хвостовиков лопаток верхнего яруса трудно (почти невозможно) скрепить с лопатками нижнего яруса.The main disadvantage of this technical solution lies in the complexity of manufacturing the working blades of the proposed two-tier stage and low strength characteristics, since it is difficult (almost impossible) to fasten the lower tier blades with a single thick intermediate brace with deep grooves for the shanks of the upper tier blades.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому изобретению является двухъярусная ступень двухъярусного цилиндра низкого давления паровой турбины [Заявка RU №2008111360, опубл. 10.10.2009, МПК F01D 5/00], содержащая двухъярусный сопловой аппарат и двухъярусное рабочее колесо, выполненное из соединенных между собой разъемным шлицевым соединением рабочего колеса верхнего яруса и рабочего колеса нижнего яруса, периферийный обвод нижнего яруса, а также корневой и периферийный обводы верхнего яруса.Closest to the technical nature of the claimed invention is a two-tier step two-tier cylinder low pressure steam turbine [Application RU No. 2008111360, publ. 10.10.2009, IPC F01D 5/00], comprising a two-tier nozzle apparatus and a two-tier impeller made of interconnected detachable spline connection of the upper tier impeller and the lower tier impeller, the peripheral contour of the lower tier, and also the root and peripheral contours of the upper tier.
Основной недостаток рассматриваемого прототипа состоит в том, что при выделении с помощью кольцевых перегородок лопаточных аппаратов ступени при сохранении больших значений хорд профилей сопловых и рабочих лопаток происходит снижение абсолютных и относительных длин сопловых и рабочих лопаток , как в нижнем, так и в верхних ярусах двухъярусной ступени ( - высота лопаток нижнего яруса, bI - хорда лопаток нижнего яруса, , bII - высота и хорда лопаток верхнего яруса соответственно). Поскольку концевые потери в лопаточных аппаратах обратно пропорциональны относительным высотам лопаток [А.Е. Зарянкин Механика несжимаемых и сжимаемых жидкостей. Издательский дом МЭИ. 2014. С. 502-511], то в верхнем ярусе двухъярусной ступени происходит рост концевых потерь энергии в каналах сопловых и рабочих решеток, что приводит соответственно к уменьшению кпд ступени верхнего яруса. Снизить концевые потери энергии в лопаточных аппаратах верхнего яруса возможно за счет сокращения хорд этих профилей, однако в конструктивном плане это ведет к сильному увеличению осевого зазора между сопловым аппаратом и рабочим колесом верхнего яруса двухъярусной ступени, что станет причиной увеличения потерь кинетической энергии с выходной скоростью из соплового аппарата. Кроме этого к недостатку прототипа необходимо отнести низкие прочностные характеристики двухъярусной рабочей лопатки, поскольку шлицевое соединение не позволяет обеспечить надежное крепление верхнего и нижнего яруса лопаток между собой.The main disadvantage of the prototype under consideration is that when you select steps using the annular partitions of the blades, while maintaining large values of the chord profiles of the nozzle and rotor blades, the absolute and relative lengths of the nozzle and rotor blades decrease , both in the lower and upper tiers of the two-tier step ( - the height of the blades of the lower tier, b I - the chord of the blades of the lower tier, , b II - the height and chord of the blades of the upper tier, respectively). Since the end losses in the blades are inversely proportional to the relative heights of the blades [A.E. Zaryankin Mechanics of incompressible and compressible fluids. Publishing House MPEI. 2014. P. 502-511], then in the upper tier of the two-tier stage, the end energy loss in the channels of the nozzle and working gratings increases, which leads to a decrease in the efficiency of the upper tier step. It is possible to reduce the end energy loss in the upper level vanes due to the reduction of the chords of these profiles, however, structurally, this leads to a strong increase in the axial clearance between the nozzle device and the impeller of the upper tier of the two-tier stage, which will cause an increase in the kinetic energy loss with an output speed of nozzle apparatus. In addition, the disadvantage of the prototype must be attributed to the low strength characteristics of the two-tier working blades, since the spline connection does not allow for reliable fastening of the upper and lower tiers of the blades.
Таким образом, техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в уменьшении осевого зазора между сопловым аппаратом и рабочим колесом верхнего яруса двухъярусной ступени и соответственно уменьшении потерь кинетической энергии с выходной скоростью из соплового аппарата; в сохранении прочностных характеристик диафрагмы; в выравнивании неравномерного поля скоростей, гашении пульсаций скорости перед сопловым аппаратом второго яруса ступени на переменных нагрузках паровой турбины, а так же в увеличении запаса прочности двухъярусной рабочей лопатки.Thus, the technical problem solved by the invention is to reduce the axial clearance between the nozzle apparatus and the impeller of the upper tier of the two-tier stage and, accordingly, to reduce the loss of kinetic energy with the output speed from the nozzle apparatus; in maintaining the strength characteristics of the diaphragm; in equalizing the uneven velocity field, damping the velocity pulsations in front of the nozzle apparatus of the second tier of the stage at variable loads of the steam turbine, as well as in increasing the safety factor of the two-tier working blade.
Технический результат заключается в повышении эффективности и надежности двухъярусных ступеней перспективного двухъярусного ЦНД и достигается тем, что известная двухъярусная ступень двухъярусного цилиндра низкого давления, содержащая двухъярусный сопловой аппарат и двухъярусное рабочее колесо, выполненное из соединенных между собой разъемным шлицевым соединением рабочего колеса верхнего яруса и рабочего колеса нижнего яруса, периферийный обвод нижнего яруса, а также корневой и периферийный обводы верхнего яруса, содержит сопловой аппарат, выполненный в виде единой неразборной конструкции с цилиндрической и конической перегородкой, разделяющей сопловые лопатки верхнего яруса от сопловых лопаток нижнего яруса, причем хорды профилей лопаток в корневых сечениях верхнего яруса выполняются по меньшей мере на 30% меньше, чем хорды профилей в периферийных сечениях нижнего яруса, при этом лопатки соплового аппарата верхнего яруса смещены относительно лопаток соплового аппарата нижнего яруса в сторону рабочего колеса двухъярусной ступени, кроме этого перед сопловым аппаратом верхнего яруса имеется аэродинамический фильтр, состоящий из плоских радиально установленных перфорированных пластин, непрерывно расположенных с угловым шагом, не превышающим 5°, а рабочее колесо ступени изготавливается из двухъярусных рабочих лопаток, представляющей собой единую неразборную конструкцию.The technical result consists in increasing the efficiency and reliability of the two-tier steps of a promising two-tier low-pressure cylinder and is achieved by the fact that the known two-tier step of a two-tier low-pressure cylinder containing a two-tier nozzle apparatus and a two-tier impeller made of interconnected detachable spline connection of the upper tier and the impeller the lower tier, the peripheral contour of the lower tier, as well as the root and peripheral contours of the upper tier, contains a nozzle the first apparatus, made in the form of a single, non-separable design with a cylindrical and conical partition separating the nozzle blades of the upper tier from the nozzle blades of the lower tier, and the chords of the profiles of the blades in the root sections of the upper tier are performed at least 30% less than the chords of the profiles in the peripheral sections the lower tier, while the blades of the nozzle apparatus of the upper tier are offset relative to the blades of the nozzle apparatus of the lower tier towards the impeller of the two-tier stage, in addition to the nozzle up The top tier has an aerodynamic filter consisting of flat radially mounted perforated plates continuously located with an angular step not exceeding 5 °, and the impeller of the stage is made of two-tier working blades, which is a single, non-separable structure.
Перечень фигур:List of figures:
На фиг. 1 представлен продольный разрез двухъярусной ступени двухъярусного цилиндра низкого давления.In FIG. 1 is a longitudinal section through a two-tier stage of a two-tier low-pressure cylinder.
На фиг. 2 для справки приведена аксонометрия двухъярусного рабочего колеса, входящего в состав предлагаемой двухъярусной ступени двухъярусного цилиндра низкого давления.In FIG. 2 for reference is a perspective view of a two-tier impeller included in the proposed two-tier stage of the low-pressure two-tier cylinder.
Двухъярусная ступень представлена на фиг. 1 и содержит двухъярусный сопловой аппарат 1 двухъярусное рабочее колесо 2, выполненное из соединенных между собой рабочего колеса верхнего яруса 3, рабочего колеса нижнего яруса 4, периферийный обвод нижнего яруса 5, являющимся также корневым обводом для верхнего яруса 6. Сопловой аппарат двухъярусной ступени представляет собой единую неразборную конструкцию с конической перегородкой 7, разделяющей сопловые лопатки верхнего яруса 8 от сопловых лопаток нижнего яруса 9, причем перед сопловыми лопатками верхнего яруса устанавливается аэродинамический фильтр 10, состоящий из плоских радиально установленных перфорированных пластин, непрерывно расположенных с угловым шагом, не превышающим 5°.A two-tier step is shown in FIG. 1 and comprises a two-tier nozzle apparatus 1 a two-
Двухъярусная ступень паровой турбины работает следующим образом. Пар подводится к сопловым аппаратам верхнего и нижнего ярусов с разными начальными параметрами, где происходит преобразование потенциальной энергии пара в кинетическую энергии, причем в верхнем ярусе пар первоначально взаимодействует с аэродинамическим фильтром, обладающим малым аэродинамическим сопротивлением и не пропускающим крупные дискретные вихревые образования к входному сечению соплового аппарата верхнего яруса. Наличие аэродинамического фильтра оправдана не только с аэродинамической точки зрения, но и с точки зрения сохранения прочностных характеристик диафрагмы. В сопловом аппарате верхнего яруса пар ускоряется до скорости c1в, а в сопловом аппарате нижнего яруса до скорости c1н. При относительных скоростях w1н и w1в пар поступает в рабочие лопатки 7 нижнего яруса и в рабочие лопатки 8 верхнего яруса, где происходит преобразование энергии потока в механическую энергию, воспринимаемую, в конечном счете, ротором электрического генератора.The two-tier stage of a steam turbine operates as follows. The steam is supplied to the nozzle devices of the upper and lower tiers with different initial parameters, where the potential energy of the vapor is converted into kinetic energy, and in the upper tier the steam initially interacts with an aerodynamic filter having a low aerodynamic drag and not letting large discrete vortex formations pass to the input section of the nozzle apparatus of the upper tier. The presence of an aerodynamic filter is justified not only from an aerodynamic point of view, but also from the point of view of maintaining the strength characteristics of the diaphragm. In the nozzle apparatus of the upper tier, steam is accelerated to a speed of c 1c , and in the nozzle apparatus of the lower tier to a speed of c 1n . At relative speeds w 1n and w 1v, steam enters the
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016145454A RU2630817C1 (en) | 2016-11-21 | 2016-11-21 | Two-level stage of two-level low pressure cylinder |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016145454A RU2630817C1 (en) | 2016-11-21 | 2016-11-21 | Two-level stage of two-level low pressure cylinder |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2630817C1 true RU2630817C1 (en) | 2017-09-13 |
Family
ID=59893754
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016145454A RU2630817C1 (en) | 2016-11-21 | 2016-11-21 | Two-level stage of two-level low pressure cylinder |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2630817C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2685162C1 (en) * | 2018-07-30 | 2019-04-16 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Two-level stage with detachable fork blade |
FR3116299A1 (en) * | 2020-11-13 | 2022-05-20 | Safran Helicopter Engines | turbomachine compressor |
RU224739U1 (en) * | 2023-11-23 | 2024-04-02 | Акционерное общество "Силовые машины" - ЗТЛ, ЛМЗ, Электросила, Энергомашэкспорт" (АО "Силовые машины") | Steam turbine double diaphragm |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU819364A1 (en) * | 1975-06-04 | 1981-04-07 | Предприятие П/Я А-3513 | Steam turbine flow-throuth section |
RU2372491C2 (en) * | 2007-10-30 | 2009-11-10 | Закрытое акционерное общество "ЭНТЭК" (ЗАО "ЭНТЭК") | Double-level cylinder of low pressure of condensing steam turbine |
US20130323011A1 (en) * | 2012-06-04 | 2013-12-05 | General Electric Company | Nozzle Diaphragm Inducer |
RU2013112495A (en) * | 2013-03-20 | 2014-09-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ТурбоЗАР" | TWO-TIER WORKING BLADE FOR STEAM TURBINES |
-
2016
- 2016-11-21 RU RU2016145454A patent/RU2630817C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU819364A1 (en) * | 1975-06-04 | 1981-04-07 | Предприятие П/Я А-3513 | Steam turbine flow-throuth section |
RU2372491C2 (en) * | 2007-10-30 | 2009-11-10 | Закрытое акционерное общество "ЭНТЭК" (ЗАО "ЭНТЭК") | Double-level cylinder of low pressure of condensing steam turbine |
US20130323011A1 (en) * | 2012-06-04 | 2013-12-05 | General Electric Company | Nozzle Diaphragm Inducer |
RU2013112495A (en) * | 2013-03-20 | 2014-09-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ТурбоЗАР" | TWO-TIER WORKING BLADE FOR STEAM TURBINES |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2685162C1 (en) * | 2018-07-30 | 2019-04-16 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Two-level stage with detachable fork blade |
FR3116299A1 (en) * | 2020-11-13 | 2022-05-20 | Safran Helicopter Engines | turbomachine compressor |
RU224739U1 (en) * | 2023-11-23 | 2024-04-02 | Акционерное общество "Силовые машины" - ЗТЛ, ЛМЗ, Электросила, Энергомашэкспорт" (АО "Силовые машины") | Steam turbine double diaphragm |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8684698B2 (en) | Compressor airfoil with tip dihedral | |
RU2264541C2 (en) | Method of modification of steam turbine rotor blade, steam turbine rotor blade and multistage steam turbine | |
CN113167120B (en) | Profiled structure for an aircraft or turbine | |
US20160017796A1 (en) | Gas turbine engine having a misturned stage | |
EP2599962A2 (en) | Detuned vane airfoil assembly | |
EP2455585B1 (en) | Assembly for an axial turbo engine and axial turbo engine | |
US8475125B2 (en) | Shroud vortex remover | |
CN105736460B (en) | Axial compressor rotor incorporating non-axisymmetric hub flowpath and splitter blades | |
CA2830119A1 (en) | High camber stator vane | |
RU2630817C1 (en) | Two-level stage of two-level low pressure cylinder | |
EP2743453A1 (en) | Tapered part-span shroud | |
CA2797735A1 (en) | Unidirectional hydro turbine with enhanced duct, blades and generator | |
EP2320030A1 (en) | Rotor and rotor blade for an axial turbomachine | |
US20120020779A1 (en) | Low mass diffuser vane | |
US20180017079A1 (en) | Variable-cycle compressor with a splittered rotor | |
CN104675441A (en) | Turbine airfoil including tip fillet | |
US8251668B2 (en) | Method and apparatus for assembling rotating machines | |
CN105422186A (en) | Axial flow type turbine with small blade structure | |
EP2904260B1 (en) | Turbine with radial inlet and outlet and multi-element guide vanes for oscillating flows | |
US1488582A (en) | Elastic-fluid turbine | |
RU2378516C2 (en) | Steam turbine low-pressure two-row cylinder two-row stage | |
RU2685162C1 (en) | Two-level stage with detachable fork blade | |
EP2912269B1 (en) | Gas turbine engine rotor drain feature | |
US1601614A (en) | Turbine | |
US9121285B2 (en) | Turbine and method for reducing shock losses in a turbine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20191118 Effective date: 20191118 |