SU861664A1

SU861664A1 - Выхлопной патрубок турбины

Info

Publication number: SU861664A1
Application number: SU782684832A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Викторович Гаркуша; Владимир Евгеньевич Добрынин
Original assignee: Харьковский Ордена Ленина Политехнический Институт Им. В.И. Ленина
Priority date: 1978-11-10
Filing date: 1978-11-10
Publication date: 1981-09-07
Also published as: US4398865A; DE2953300C1; CH652170A5; JPS55500875A; DE2953300A1; WO1980000989A1

Description

(54) ВЫХЛОПНОЙ ПАТРУБОК ТУРБИНЫ

1

Изобретение относитс к турбрстроению и может &лть использовано при из зтотовлении и реконструкции выхлопных патрубков паровых и га овых турбин..

Известен выхлопной патрубок, который содержит в корневой зоне радиальные заслонки дл защиты рабо-. чих лопаток от капель конденсата, выносиьшх циркул ционными теченййми из конденсатора при малых pacxof x пара через последнюю ступень til

Такой патрубок выключает из работы значительную плс цадь проходного сечени ступени и вл етс эффективным линь в режимах, близких к холост 1у ходу, когда последн ступень потребл ет энергию.

Известен выхлопной патрувок турбины , содержащий установле имй симметрично продольной оси статора турбины над рабочим колесом последней ступени кольцевой козирек с плавноизмен к цейс шириной 12 .

Недостатком такого патрубка вл етс неподвижность коэьфька, ограничивающа диапазон режимов, в котором он эффективен, близких к HO Wнгшьному , что снижает надежрость и .экономичность турбины в peMSoTe.

Цель изо етени - повыаение эко .Чр1 ичности и надежности турбины в , широксш диапазоне режимов.

Это достигаетс тем, что выхлопной патрубок сйабжен приводньм механизме со штангой, соединенной с козьфьком дл возможности его перемещени « Ври этом штанга снабжена упорными ЕЕШйбами и расположенню1

to ме сду ними зубчатым колесом, а ifcoзьфек - зубчатЁМ венцом, вход щим с KoiieuOM в зацепление дл возможности перемещени в осевом и радигшь (юм направлени х; козьфек выполнен

15 в виде телескопических обечаек, а штанга соединена с. последней из них по коду потока дл возможности перемещени в осевом направлении; козырек выполнен в виде набранных по

3Q кольцу отдельных элементов, кг1ждый из которых соединен одним концом со статором.

.На фиг.1 изображен продольный разрез выхлопного патрубка, снабженного

25 кольцевшл козцрьком с плавноизмен ющейс шириной; на фиг.2 - то же, с заполнением козьфька в виде телескопических обечаек; на фиг.З - то же, с шлюлнением козырька в виде 36 набранных по кольцу, отдельных элементов7 на фиг.4 - сечение А-А на фиг.З; на фиг.5 - продольное сечение выхлопного патрубка с направл к дими лопаст ми на фиг.б - сечение Б-Б на фиг.З.

Выхлопной патрубок (фиг.1) содержит кольцевой козырек 1 с плавноизмен юдейс шириной, установленный на рабочим колесом 2 последней ступени турбины, и,по крайней мере, три синхронно работающих приводных механизма 3, которые сообщают козырьку 1 вращательное, и поступательное по оси турбины движение I посредством штанг 4, снабженных жестко закрепленными на них зубчатыми колесами 5 и упорными шайбами б. Последние взаимодействуют с зубчатьм венцом 7 козырька 1, благодар чему он может совершать полный оборот вокруг оси турбины и двигатьс параллельно ей по длине посадочной проточки обо№иы.

Вориант выхлопного патрубка (фиг.2) отличаетс телескопической конструкцией козырька. Последний состоит из телескопических обечаек 8, имеющих различную осевую длину в разных местах по окружности, котора по ходу потока (из обечаек 8) соединена со штангой 4. При последовательном выдвижении обечаек 8, в пор дке возрастани их диаметров, максимальна длина козырька в целом смещаетс по окружности без вращени обечаек 8, что приводные механизмы ,3 и штанги 4,

Выхлопной патрубок (фиг.З и 4) содержит козырек, состо щий из прилегающих друг к другу, набранных ио кольцу, пластинчатых отдельных элементов 9, каждый из КОТО1КЛХ шарнирно соединен одним IJOHUC со статском 10. Оси вращени элементов 9 расположены в ПЛОСКОСТИ нормального сечени турбины касательно к окружности с центром на оси турбины. Поперечные сечени элементов 9 спрофилированы таким образом, что при угле установки их, соответствующем номинальному расходу, они прилегают друг к другу внахлестку с мин1 «а ьными зазорами и уступами на внутренней поверхности, близкой к конической . Элементы 9 козырька позворачнваютс посредством осевого пёре «цени кольца 11 от приводных механизмов 3 посредством штанг 4.

I

Вариант конструкции (фиг.5 и 6) отличаетс тел, что дополнительна к козырьку 1 поверхность образуетс за счет поворота направл ющих лопастей 12. Их оси вл ютс образуюсцими одной и той же цилин;ок ической поверхности и креп тс к посто но установленному козьфьку 1 и к торцовой стенке 13 патрубка. Управл ющие поворотом лопастей рычаги 14 наход тс за пределами патрубка. И козырек 1, и направл ющие лопасти

12 могут быть выполнены с переменной длиной в осевом направлении, кроме того, лопасти 12 могут состо ть из двух и более элементов, поворачивающихс одна внутри другой. Такое выполнение обеспечивает достаточный набор форм козырька дл ipa3личных режимов.

Выхлопной патрубок (фиг.1) работает следующим образом.

При пуске и прогреве турбины,как И при других режимах работы с объемным расходе через последнюю ступень , меньшим от номинального, козырек 1 выдвинут полностью. При этом угловое смещение его таково, что максимум осевой длины козырька соответствует максимуму статического давлени и тем самым уменьшает интенсивность прикорневой циркул ции за рабочими лопатками, а также, их вибрацию. По мере увеличени объемного расхода и уменьшени окружной составл ющей скорости козырек 1 за счет поступательного движени штанг 4 и св занных с ними упорных шайб б уменьшает свою осевую длину, измеренную от кромок рабочих лопаток. Поворот козырька 1 осуществл етс благодар вращению Ш1:анг 4 и колес 5, вход щих в зацепление с зубчатым венцом 7, на угол, соответствующий смещению окружной неравномерности потока. При номинальном расходе через последвкж ступень и наличии опасной вибрации рабочих лопаток из-за окружной неравномерностм давлени козьфек 1 устанавливаетс в положение, при котором его максимгшьна длина находитс на вертикали со стороны конденсатора Минимальна длина при этом составл ет от 5 до 20% длины опатки, т.е. величину,прин тую в типичш х конструкци х выхлопных патрубков с цилиндрическю4и козырьками . Соотнесение между максимальной и минимальной дпи ами козырька выбираетс в ссхэтветствии с особенност ми конкретного патрубка из услови выравнивани давлени рабочего тела за ступенью.

Выхлопной патрубок (фиг.2} работает следукпщм образом.

Приводные механизмы 3 сообщают |поступательиое движение штангекм 4, которые жестко св заны с наружным кольцевым эл кентом обечайки 8, и через него передают движение остальным . При этом известна система фиксл- орав обеспечивает последовагельное продвижение телескопических обечаек В: при выдвигании козырька они устанавливаютс , начина от внутреннего подвижного элемента, а при складывании - начина с наружного. Таким образом, устанавливаетс однозначное соответствие ме сцу положеS нием штанг 4 и формой козырька.

измен ющейс ввиду определенной неодинаковости обечаек 8.

При номинальном режиме работы выхлопногопатрубка угол раскрыти конусного козырька определ етс наибольшей экономичностью патрубка. При снижении расхода и возникновени тангенциальной закрутки потока в выхлопном патрубке по вл етс необходимость создани положительного радиального градиента давлени . Этот эффект достигаетс уменьшением угла раскрыти конусного козырька вплоть до определенных отрицательных значений, т.е. возникновени сужающегос конуса. Изменение меридианного угла раскрыти козырька происходит при поступательном перемещении кольца 11, приводимого в движение механизмами 3 через штанги Кольцо II поворачивает шарнирно сочлененные с ним элементы 9 вокруг их осей (все одновременно). Така конструкци позвол ет измен ть уг вое положение элементов 9 в диапазоне около 50, т.е. с достаточной эффективностью вли ть на форму меридианных линий тока в последней ступени . Неравномерность по окружности осевой длины козырька задаетс различной длиной элементов .

При номинальном режиме направл ющие лопасти 12 выхлопного патрубка 1 (фиг.5 и 6) установлены в различие положении (показано сплошнь и лини ми ) . При некотором межуточном режиме с тангенциальной закруткой потока за рабочим колесом лопасти развернуты из услови безотрывного обтекани (см.штриховые линии) . При нерасчетных режимах, когда возникает необходимость удлинени базового козырька 1, прилегающий к нему р д элементов/лопастей Г2 поворачиваетс на своей оси, образу - добавочную цилиндрическую поверхность. Дальнейшее наращивание длины козырька как по всей окружности , так и на некоторой дуге,производите поворотом до совпадени с преда дущим последующего р да элементов направл ющих лопастей 12. Элементы, не включенные в дополнительную поверхность козьфька на некотором режиме, повернуты в соответствии с закруткой потока и оОеспечивают экономичную работу патрубка.

Таким ооразом, применение данного выхлопного патрубка дает возм кность оптимизации работы части низкого давлени мощных турбин по нескольким параметрам одновременно : экономичности последней ступени, а также выхлопного патруока, уровню вибрации рабочих лопаток, интенсивности их эрозионного разрушени . При этом наибольший эффект достигаетс на тех турбоагрегатах, которые длительное врем работают со сниженными пропусками пара в конденсатор,

0 например, теплофикационных, а также полупиковых, наход щихс в моторном режиме. Экономи складываетс из повышени КПД последней ступени и выхлопного патрубка, снижени

5 веро тности аварий из-за поломок раоочих лопаток, уменьшени стоимости ремонтных работ.

изобретени

0

1.Выхлопной патрубок турбины, содержащий установленный симметрично продольной оси статора турбины над рабочим колессм последней ступени кольцевой козырек с плавноизме5 н ющейс ширимой, отличающийс тем, что, с целью повышени экономичности и надежности, патрубок снабжен приводным механизмом со штангой, соединенной с козырьком

0

дл возможности его перемещени .

2,Патрубок ПОП.1, отличают и и с тем, что штанга снабжена упорными шайбами и расположенным между ними зубчатым колесом,

5

акозырек - зубчатым венцом, вход щим с колесом в зацепление дл возможности перемещеки в осевом и рад альгкйл направлени х.

.3. Патрубок ПОП.1, oтличa0 ю isq и и с тем, что козырек выполнен в виде телескопических обечаек, а штанга соедииеиа с последней из них по ходу потока дл возможности переь(еэдени в осевом направлении.

4. патрубок ПОП.1, отлича5 ющий с тем, что козырек выполнен в виде набранных по кольцу отдельных элементов, каждый из которых шарнирно соединен одним концом со статором.

0

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР О , кл. F 01 D 25/30, 1973.

2.Авторское свидетельство СССР

5 №162164, кл. F 01 О 25/30, 1963.

,/

V4. -J V. г 1 /

J 1 -. -аI -. / .

-V 1 I I I I Illl./

Claims

Формула изобретения

1. Выхлопной патрубок турбины, содержащий установленный симметрично продольной оси статора турбины над рабочим колесом последней ступени кольцевой козырек с плавноиэменяющейся шириной, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности и надежности, патрубок снабжен приводным механизмом со штангой/ соединенной с козырьком для возможности его перемещения.
2. Патрубок по и.1, отличаю щ*и й с я тем, что штанга снабжена упорными шайбами и расположенным между ними зубчатым колесом, а'козырек - зубчатым венцом, входящим с колесом в зацепление для возможности перемещения в осевом и радиальном направлениях.
3. Патрубок по п.1, отличающийся тем, что козырек выполнен в виде телескопических обечаек, а штанга соединена с последней из них по ходу потока для возможности перемещения в осевом направлении.
4. Патрубок поп.1, отличающийся тем, чтд козырек выполнен в виде набранных по кольцу отдельных элементов, каждый из которых шарнирно соединен одним концом со статором.