SU1719662A1

SU1719662A1 - High fan-effect turbine stage

Info

Publication number: SU1719662A1
Application number: SU894746473A
Authority: SU
Inventors: Иван Иванович Кириллов; Геннадий Григорьевич Шпензер
Original assignee: Ленинградский Политехнический Институт Им.М.И.Калинина
Priority date: 1989-10-05
Filing date: 1989-10-05
Publication date: 1992-03-15

Abstract

Изобретение относитс к турбиностро- ению. Цель: повышение экономичности ступени с большой положительной перекрышей. Сущность изобретени : последн турбинна ступень большой веер- ности содержит после камеры отбора установленные последовательно с межвен- цовым зазором направл ющий аппарат, периферийна решетка профилей которого ограничена обтекателем и имеет на выходе диффузорный канал, и рабочее колесо, периферийные межлопаточные каналы которого на выходе сообщены с диффузором, отделенным кольцевой стенкой от выходного диффузора, а на входе - с периферийной решеткой. Причем вершина, периферийной решетки на выходе расположена выше вершины рабочего колеса, а рабочие лопатки в зоне периферийной решетки выполнены криволинейной формы с образованием к вершине рабочего колеса увеличивающегос межвенцового зазора, ограниченного по периферии выпуклой поверхностью . 4 ил. (/) СThe invention relates to turbine building. Objective: to increase the efficiency of the stage with a large positive overlap. SUMMARY OF THE INVENTION: The last turbine stage of a large fan, after the selection chamber, is installed in series with an interventure gap guide apparatus, the peripheral grating of profiles of which is limited by the fairing and has a diffuser channel at the outlet, and an impeller whose peripheral interscale channels at the outlet communicate with a diffuser, separated by an annular wall from the outlet diffuser, and at the entrance - with a peripheral grid. Moreover, the top, peripheral lattice at the outlet is located above the top of the impeller, and the rotor blades in the peripheral lattice area are curved to form an increasing inter-ripening gap to the top of the impeller, circumferentially bounded by a convex surface. 4 il. (/) WITH

Description

Изобретение относитс к турбиностро- ению и может быть использовано в последних ступен х мощных паровых турбин, имеющих рабочее колесо с большой положительной перекрышей.The invention relates to turbine building and can be used in the last stages of powerful steam turbines having an impeller with a large positive shutoff.

Известен отсек паровой турбины, содержащий последовательно расположенные рабочие колеса и сопловые аппараты, и камеру отбора, сообщенную посредством криволинейного канала, имеющего входной и выходной участки, с проточной частью у периферии лопаток рабочего колеса и соплового аппарата. Причем сопловой аппарат имеет периферийный канал, снабженный направл ющими лопатками, образующими с лопатками соплового аппарата двухъ русный венец, и служащий входным участком криволинейного канала.A known compartment of a steam turbine, containing successively arranged impellers and nozzle apparatuses, and a selection chamber communicated by means of a curved channel having inlet and outlet portions, with a flow part at the periphery of the blades of the impeller and the nozzle apparatus. Moreover, the nozzle apparatus has a peripheral channel, provided with guide vanes, which form a two-ring crown with the blades of the nozzle apparatus, and serves as the entrance section of the curvilinear channel.

В данном устройстве уменьшены гидравлические потери при отборе пара и сокращен осевой габарит отсека. В данной конструкции имеетс перегородка, раздел юща поток в направл ющем аппарате. Однако в этой конструкции концевой поток в последующем за НА рабочем колесе не работает . Устройство не приспособлено дл создани дрстаточного запаса устойчивости в корковой зоне ступени в широком диапазоне режимов ее работы.This device reduces hydraulic losses during steam extraction and reduces the axial size of the compartment. In this construction there is a partition that separates the flow in the guide vane. However, in this design the end flow in the subsequent behind the impeller does not work. The device is not adapted to create a dorsal stability margin in the cortical zone of the stage in a wide range of modes of its operation.

Наиболее близка к предлагаемой турбинна ступень большой веерности, содержаща после камеры отбора установленные последовательно с межвенцовым зазором направл ющий аппарат, периферийна решетка профилей которого ограничена обтекателем и имеет на выходе диффузорный канал, и рабочее колесо, периферийныеClosest to the proposed turbine stage of high fanning, after the extraction chamber, there is a guide device installed in series with an inter-rib gap, the peripheral grating of profiles of which is limited by a fairing and has a diffuser channel at the outlet, and an impeller

ОABOUT

о о юoh oh

межлопаточные каналы которого на выходе сообщены с диффузором, отделенным кольцевой стенкой от выходного диффузора, а на входе - с периферийной решеткой.the interscapular channels of which, at the outlet, communicate with the diffuser, which is separated by an annular wall from the outlet diffuser, and at the entrance - with a peripheral grid.

Данное устройство не обеспечивает со- здани достаточного запаса устойчивости при работе последней ступени мощной паровой турбины в широких диапазонах режимов .This device does not ensure the creation of a sufficient stability margin when the last stage of a powerful steam turbine is operating in wide ranges of modes.

Цель изобретени - повышение эконо- мичности путем повышени устойчивости основного потока в корневой зоне последней турбинной ступени большой веерности.The purpose of the invention is to increase the economy by increasing the stability of the main flow in the root zone of the last turbine stage of high fanning.

Дл достижени этой цели в известном устройстве, содержащем после камеры отбора установленные последовательно с межвенцовым зазором направл ющий аппарат , периферийна решетка профилей которого ограничена обтекателем и имеет на входе диффузорный канал, и рабочее колесо , периферийные межлопаточные каналы которого на выходе сообщены с диффузором , отделенным кольцевой стенкой от выходного диффузора, а на входе - с периферийной решеткой, вершина периферийной решетки дл поджати потока к корневым сечени м рабочего колеса ступени расположена выше вершины рабочего колеса , рабочие лопатки которого дл уменьше- ни эрозии выполнены криволинейной формы с образованием к вершине рабочего колеса, увеличивающегос межвенцового зазора, ограниченного по периферии дл поджати потока к корню ступени выпуклой поверхностью.To achieve this goal, in a known device which, after the selection chamber, has a guide device installed in series with an inter-ring gap, the peripheral grating of profiles is limited by the fairing and has a diffuser channel at the inlet, and an impeller whose peripheral inter-blade channels communicate with the diffuser separated by an annular the wall from the outlet diffuser, and at the entrance with a peripheral grid, the top of the peripheral grid to pressurize the flow to the root sections of the impeller olozhena above impeller vertices, for which the rotor blades nor decrease erosion performed to form a curved shape to the impeller top uvelichivayuschegos mezhventsovogo gap bounded by the periphery to urge flow to the top stage of the convex surface.

Ответвл емый поток представл ет собой паровод ную смесь. Дл удалени влаги поддерживаетс мала особа скорость во всей периферийной зоне, а сепарационна камера, расположенна между периферийной решеткой и рабочим колесом, служит дл отвода с выпуклой поверхности по периферии капель и пленки влаги.The branch stream is a steam / water mixture. In order to remove moisture, a special speed is maintained in the entire peripheral zone, and a separation chamber located between the peripheral grid and the impeller serves to drain the droplets and moisture film from the convex surface along the periphery.

На фиг.1 изображено предлагаемое ус- тройство, общий вид, разрез; на фиг.2 - рабочие лопатки, сечение; на фиг.З - периферийна решетка, сечение; на фиг.4 - сопловые лопатки, сечение.Figure 1 shows the proposed device, general view, section; figure 2 - working blades, cross section; fig. 3 — peripheral lattice, section; figure 4 - nozzle blades, section.

Последн турбинна ступень большой веерности состоит из направл ющего аппарата 1 с сопловыми лопатками 2, рабочего колеса 3 с большой положительной перекрышей 4, рабочих лопаток 5, межлопаточ- ных каналов 6 рабочего колеса, межвенцового зазора 7, основного диффузора 8, обтекател 9, периферийной решетки 10, диффузорного канала 11, сепарационной камеры 12. ограниченной выпуклой поверхностью 13, дополнительного диффузора 14. Рабочие лопатки в зоне периферийной решетки имеют криволинейную (саблевидную) форму 15, при которой увеличиваетс к вершине рабочего колеса межвенцовый зазор; I - выходное сечение периферийной решетки; II - входные кромки рабочих лопаток; III - выходные кромки сопловых лопаток; а - вход в надстройку, б - вершина сепарационной камеры; в - вершина рабочего колеса, г - входна кромка нижней стенки дополнительного диффузора; д - вход в периферийную решетку; е - вершина периферийной решетки; ж - камера отбора.The last high-turbine stage consists of a guide device 1 with nozzle vanes 2, impeller 3 with a large positive overlap 4, working blades 5, inter-blade channels 6 of the impeller, inter-blade gap 7, main diffuser 8, fairing 9, peripheral grille 10, the diffuser channel 11, the separation chamber 12. bounded by the convex surface 13, the additional diffuser 14. The blades in the peripheral lattice zone have a curvilinear (saber) shape 15, which increases towards the vertices Impeller mezhventsovogo gap; I - output section of the peripheral lattice; II - input edges of the working blades; III — exit edges of nozzle vanes; a - the entrance to the superstructure, b - the top of the separation chamber; (c) the top of the impeller; (d) the entrance edge of the lower wall of the additional diffuser; d - the entrance to the peripheral grid; e is the vertex of the peripheral lattice; g - camera selection.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Ответвл емый периферийный поток поступает в периферийную решетку 10, ограниченную снизу обтекателем 9, ниже которого в направл ющем аппарате 1 протекает основной поток. Периферийный поток направл етс в диффузор 14, периферийную решетку 10,сепарационную камеру 12 и в рабочее колесо 3 с большой положительной перекрышей 4, над направл ющим аппаратом 1. Проход сквозь межлопаточные каналы 5 рабочего колеса 3, поток совершает работу и за рабочим колесом 3 поступает в выходной дополнительный диффузор 14 дл использовани выходной кинетической энергии потока. Кроме того, организаци периферийного потока за счет превышени вершины (точка е) периферийной решетки 10 над вершиной (точка в) рабочего колеса 3 повышает устойчивость основного потока в корневой зоне, так как при этом повышаетс степень реактивности в корневом сечении и устран ютс радиальные перетекани .The branched peripheral flow enters the peripheral grid 10, which is bounded below by the fairing 9, below which the main flow flows in the guide device 1. The peripheral flow is directed to the diffuser 14, the peripheral grid 10, the separation chamber 12 and the impeller 3 with a large positive overlap 4, above the guiding device 1. The passage through the interscapular channels 5 of the impeller 3, the flow does the work and behind the impeller 3 enters to an additional output diffuser 14 for utilizing the kinetic energy output of the flow. In addition, the organization of the peripheral flow by exceeding the apex (point e) of the peripheral lattice 10 above the top (point b) of the impeller 3 increases the stability of the main flow in the root zone, since this increases the degree of reactivity in the root section and eliminates radial overflows.

Ответвл емый поток представл ет собой паровод ную смесь. Поэтому необходимо прин ть радикальные меры дл уменьшени эрозии рабочих лопаток. Дл этого по всей проточной части в периферийной зоне поддерживаетс мала составл юща скорости , при выходе из решетки 10 вершина б сепарационной камеры превосходит по высоте вершину в рабочего канала 3, а углы а , выхода потока делаютс предельно малыми (например, «1 4°). При значении угла а 4° получаетс наибольша высота периферийной решетки, а следовательно, максимально уменьшаютс концевые потери энергии.The branch stream is a steam / water mixture. Therefore, it is necessary to take drastic measures to reduce the erosion of the rotor blades. For this, a small velocity component is maintained throughout the flow path in the peripheral zone, when exiting the grill 10, the apex b of the separation chamber exceeds the height of the working channel 3 in height, and the angles a and the outlet of the stream are made extremely small (e.g. . With an angle of 4 °, the maximum height of the peripheral grid is obtained, and therefore the end loss of energy is minimized.

Сепарационна камера 12 служит дл отвода крупных капель и пленки, от вершины лопаток при выходе из решетки 10 до осевой линии рабочего колеса 3 имеетс вогнута стенка (ограничивающа поверхность ) 13, на которой образуетс пленка, сбрасываема в конденсатор, Вершина рабочих лопаток 5 имеет криволинейную°(саб- левидную) входную кромку дл увеличени межвенцового осевого зазора 7 у вершины лопаток 5, где имеетс наибольшее скопление влаги. Тем самым достигаетс увеличение разгона капель и снижение эрозии лопаток. Разгон капель также может быть увеличен посредством сдвига решетки 10 в направлении, обратном движению пара на величину Дот выходных сечений сопловых лопаток 2 направл ющего аппарата 1. Снизу сепарационна камера ограничена обтекателем 9, с которого необходимо снимать пленочную влагу.The separation chamber 12 serves to drain large droplets and a film. From the top of the blades, at the exit of the grid 10 to the centerline of the impeller 3 there is a concave wall (bounding surface) 13, on which a film is formed, discharged into the condenser. The top of the working blades 5 has a curvilinear ° (saber-shaped) input edge to increase the inter-ridge axial gap 7 at the apex of the blades 5, where there is the greatest accumulation of moisture. Thereby, an increase in the acceleration of droplets and a decrease in the erosion of the blades is achieved. The acceleration of the droplets can also be increased by shifting the lattice 10 in the direction opposite to the steam movement by the Dot value of the output sections of the nozzle vanes 2 of the guiding apparatus 1. From the bottom, the separation chamber is limited by the fairing 9, from which moisture film must be removed.

По сравнению с прототипом предлагаема конструкци за счет лучшего использовани энергии периферийного потока и повышени устойчивости основного потока в корневой зоне ступени с большой положительной перекрышей приведет к увеличению экономичности последней ступени мощных паровых турбин.Compared with the prototype, the proposed design, due to better utilization of the peripheral flow energy and increasing the stability of the main flow in the root zone of the stage with a large positive overlap, will lead to an increase in the efficiency of the last stage of powerful steam turbines.

Claims

Claims of the invention Last turbine stage of high fanning, after the extraction chamber, a guide device installed in series with an inter-rib gap, the peripheral grating of profiles of which is limited by the fairing and has a diffuser channel at the inlet, and an impeller whose peripheral inter-blade channels at the outlet communicate with a diffuser separated by a circular wall from the outlet diffuser, and at the entrance with a peripheral grating, characterized in that, in order to increase efficiency by increasing stability STI main flow in the root zone, the apex of the periphery of the lattice at the outlet is located above the vertices which impeller blades which in the peripheral area of the lattice made of curved shape to form a top impeller uvelichivayuschegos mezhventsovogo gap bounded by the periphery of the convex surface.

KQftt / u omhfa, pfr figure 4