WO2011021965A1 - Венец турбины повышенной эффективности (втпэ) (варианты) - Google Patents
Венец турбины повышенной эффективности (втпэ) (варианты) Download PDFInfo
- Publication number
- WO2011021965A1 WO2011021965A1 PCT/RU2010/000446 RU2010000446W WO2011021965A1 WO 2011021965 A1 WO2011021965 A1 WO 2011021965A1 RU 2010000446 W RU2010000446 W RU 2010000446W WO 2011021965 A1 WO2011021965 A1 WO 2011021965A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- section
- channel
- turbine
- interscapular
- height
- Prior art date
Links
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
- F01D5/12—Blades
- F01D5/14—Form or construction
- F01D5/141—Shape, i.e. outer, aerodynamic form
- F01D5/142—Shape, i.e. outer, aerodynamic form of the blades of successive rotor or stator blade-rows
- F01D5/143—Contour of the outer or inner working fluid flow path wall, i.e. shroud or hub contour
-
- 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
Definitions
- the invention is used in the field of design and construction of gas, steam and other turbines of blade machines of increased efficiency.
- G is the flow rate of the working fluid through the turbine
- c ⁇ u is the projection of the output absolute velocity c / of the working fluid from the nozzle lattice on the direction of the lattice front, i.e. on the vector of peripheral speed u ⁇ at the entrance to the impeller;
- c 2u is the projection of the output absolute velocity c 2 of the working fluid from the working grating onto the direction of the front of the grating, i.e. on the vector of peripheral speed u 2 at the exit of the impeller.
- the flow rate G in the blade root is determined by the narrowest point of the interscapular canal of the crown - throat a g , located at the outlet edge of the blade profile and the beginning of the oblique cut, see FIG. I 5 where the gas flow in the interscapular channel of the turbine crown is shown.
- the gas flow moving in the interscapular canal from the throat to the outlet section, expanding from the throat a g to a; ⁇ a g + r + r 2 is the width of the flow in the outlet cross section of the crown (here: g is the radius of the outlet edge; r 2 is the radius of the circle , inscribed in the profile at the place of touching the throat of the back of the scapula), loses speed.
- the task arises of eliminating the loss of speed in an oblique section and further reducing the losses associated with the rotation of the flow in the turbine grill.
- annular protrusions are installed - peaks above and below the flowing part of the meridional cross-section of the crown to form the maximum flow velocity in the cross section, the conditional center of which coincides with the front cross-section of the lattice or is slightly shifted inside the interscapular channel to obtain supersonic speed. It is permissible that there are no annular protrusions after the frontal cross-section of the grating or the presence of one of two, above or below the flowing part, which reduces the effect of obtaining a maximum flow velocity in the outlet cross-section of the crown coinciding with the front of the grating.
- FIG. Figure 3 shows a comparison of the profiles of a conventional VT blade and a VTPE blade.
- FIG. Figure 4 shows a variant of the meridional section of the WTPE crown, where in the turning section the height is constant or decreasing, and in the section for accelerating the flow, the height of the outlines of the flowing part decreases as in the basic version.
- This variant of the WTPE crown can be used, for example, in the nozzle apparatus of a free turbine after the transition channel to a free turbine.
- thermodynamics Using the first and second laws of thermodynamics, one can carry out transformations and obtain the following expression.
- T T p T ds c -— - R - ⁇ -, (f.l), see (f.7.12) [2], or [3],
- q a is the specific heat of exchange with the environment
- p is the gas pressure, Pa
- v is the specific volume, m 3 / kg
- T is the absolute temperature in K
- R is the gas constant, J / (kg-K);
- s is the specific entropy, J / (kg-K).
- the process of accelerating the movement of gas in the turbine blade rim can be represented on the i-s diagram, FIG. 5.
- S] is the specific entropy at the entrance and exit from the crown, J / (kg-K) /;
- the entropy value by the formula (f.4) is determined by the distribution of the static temperature in the interscapular channel.
- FIG. Figure 6 shows examples of a change in the static temperature T (t) along the interscapular canal in the VT and VTPE, provided that the initial temperature
- the static temperature in the HTPE is higher than in the VT and therefore from (4) the value of the integrand in the integral of the entropy of the HTPE and the entire entropy ⁇ s of the HTPE is less than the entropy ⁇ s of the VT in the VT along the interscapular channel.
- thermodynamic relation (f.Z) for VT it follows that for a positive difference ⁇ sbt - ⁇ sbtpe> 0, it is necessary that the right side of the expression be positive. This is provided only if the speed of the speed> speed
- FIG. Figure 8 shows the change in the area of the passage section along the interscapular canal in the VT and VTPE, where it is seen that the throat in the VTPE is shifted to the exit section, and in the VT the throat is located in front of the oblique section before reaching the exit section of the crown.
- FIG. 9 shows the change in gas velocity in the interscapular channel for VT and VTPE, depending on the relative length of the interscapular channel / which in the range from 0 ... 1 is the same for VT and VTPE lattices, where l max is the total length of the VT or VTPE interscapular channel, / is the position length of a separate section from the input section of the interscapular channel.
- the meridional projection and three three-dimensional views of the HTPE lattice are shown in the example in FIG. 10.
- a fundamentally new profile of the grating blade is required, see fig. 3.
- the meridional contours of the turbine impeller, forming the interscapular channel of the WTPE crowns, are formed either by special retaining shelves, or the impeller is solid, that is, the blades, and forming the meridional contour of the impeller turbines are integral with the disk or part of the disk.
- the method of forming meridional contours of axial turbines can also be successfully applied to turbine radial grids, for example, a centripetal turbine, where a turn in the meridional section is added to the section of turning in the circumferential direction, and then there is a section of acceleration of the flow with a decrease in the height of the wheel contours.
- the height is normal to the midline of the channel in the meridional section, as well as for axial turbines, which have an angle between the axis of the turbine and the direction of flow of the working fluid in the meridional section.
- part of the section of the interscapular channel When constructing the throat section of the interscapular channel in the region of the front exit section, i.e., in the oblique section, part of the section of the interscapular channel will have a solid wall in the form of a feather blade, meridional contours of the lattice and annular protrusions behind the front exit section of the lattice, and part of the conditional gas wall gas flow boundary coinciding with the boundaries of the jet flowing from the interscapular channel and determined by the laws of gas mechanics.
- the gas wall we consider the gas wall to be part of the passage section of the interscapular channel, and the length of the interscapular channel together with the solid and gas walls, following the direction of gas flow until the end of the blade profile and oblique cut.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
Изобретение относится к проектированию турбин. Способ формирования венца проточной части турбины включает разделение межлопаточного канала турбинной решетки на два участка, перенос горлового сечения межлопаточного канала турбинной решетки в область фронтального выходного сечения решетки на выходе из косого среза, за которым устанавливают кольцевые выступы - козырьки сверху и снизу проточной части. Первый участок поворота выполнен с увеличением высоты меридиональных обводов канала по направлению от входа к выходу из участка. Второй участок разгона выполнен с дополнительным поворотом межлопаточного канала или без него, включает косой срез межлопаточного канала и выполнен с уменьшением высоты меридиональных обводов канала по направлению к выходу из канала вплоть до границы, связанной с горловым сечением. Профиль лопатки имеет дополнительное удлинение после поворота межлопаточного канала. На участке поворота потока высота меридиональных обводов решетки может также уменьшаться или быть постоянной. Достигается повышение КПД турбины за счет снижения потерь.
Description
Название : Венец турбины повышенной эффективности (ВТПЭ) (варианты)
Изобретение используется в области проектирования и конструкции газовых, паровых и других турбин лопаточных машин повышенной эффективности.
Существующие газовые турбины достигли определенного предельного уровня КПД. Дальнейшее повышение их эффективности возможно при изменении конструкции самой турбинной решетки.
Обосновать предлагаемый способ изменения конструкции венца турбины (ВТ) можно следующим образом.
Применяем теорему о моменте количества движения в лопаточной машине, используем уравнение Эйлера, связывающее мощность ступени турбины N ( или удельную работу турбины Lт) и скорость рабочего тела на выходе из сопловой, рабочей решеток.
c2u-u2) , смотри [1],
где G— расход рабочего тела через турбину;
с ιu - проекция выходной абсолютной скорости с/ рабочего тела из сопловой решетки на направление фронта решетки, т.е. на вектор окружной скорости u\ на входе в рабочее колесо;
c2u - проекция выходной абсолютной скорости c2 рабочего тела из рабочей решетки на направление фронта решетки, т.е. на вектор окружной скорости u2 на выходе из рабочего колеса.
Чтобы обеспечить работу Lт при расходе G, необходимо получить окружные составляющие скорости ciu, c2u при любой температуре и давлении потока газа в турбине, а также при выходных углах он и β2 из сопловой и рабочей решеток, то есть получить необходимые скорости с/ и c2
В существующих конструкциях турбин расход G в лопаточном венце определяется самым узким местом межлопаточного канала венца - горлом aг, расположенным в месте выходной кромки профиля лопатки и начале косого среза, смотри фиг. I5 где показано течение газа в межлопаточном канале венца турбины. Поток газа, двигаясь в межлопаточном канале от горла к выходному сечению, расширяясь от горла aг к a;≥aг+r+r2 - ширине потока в выходном сечении венца (здесь: г - радиус выходной кромки; r2 - радиус окружности, вписанной в профиль в месте касания горла спинки лопатки), теряет при этом скорость. Кроме этого скорость потока падает еще больше
из-за расширения проточной части по высоте в меридиональном сечении и угла отклонения в косом срезе. В существующих конструкциях турбины высота венца турбины увеличивается в меридиональном сечении от входа к выходу, в редких случаях она остается постоянной и никогда не уменьшается к выходу из венца, что связано с уменьшением плотности рабочего тела вдоль тракта турбины, смотри [1]. При достижении в горле решетки первого критического перепада давления при скорости потока газа λг=l и Gгj через решетку существует некоторое предельное значения Л*<λг <1 в выходном сечении решетки. Из-за конструкции современных турбин начиная со значения Л , получить дозвуковой поток газа в выходном сечении решетки λвыx = λj в диапазоне λ <λвыx<l невозможно. Такую скорость имеет только осредненный поток, состоящий из сверхзвуковой и дозвуковой составляющих. Расчетные оценки показывают, что повышение приведенной скорости λвыx в выходном сечении венца выше предельного λ (λвыx >Л ) может дать значительный экономический эффект за счет снижения температуры газа перед турбиной ( понижение температуры газа T г перед турбиной уменьшает критическую скорость звука akp = и при той же скорости Cj на
выходе из венца повышает приведенную скорость λвыx = Cj/ aκp > А ). Снижение температуры газа перед турбиной при обеспечении одной и той же мощности турбины приводит к снижению расхода топлива и тем самым увеличивает КПД двигателя.
На основании изложенного встает задача устранения потери скорости в косом срезе и дополнительного уменьшения потерь, связанных с поворотом потока в решетке турбины.
Решением задачи устранения потери скорости после горла в выходном сечении лопаточного венца турбины ВТ может быть способ изменения конструкции решетки турбины со следующими мероприятиями:
- переносят горловое сечение межлопаточного канала турбинной решетки, самое узкое место межлопаточного канала, находящегося в начале косого среза в точку вблизи фронтального выходного сечения решетки на выходе из косого среза, смотри фиг. 2, 3,
- в отличие от существующих венцов турбины ВТ, у которых в меридиональном сечении высота лопатки увеличивается от входа к выходу или постоянна, в венцах турбины ВТПЭ межлопаточный канал турбинной решетки разделяют на два участка:
участок поворота потока с увеличением высоты меридиональных обводов решетки, где понижена скорость обтекания профиля лопатки при повороте потока по сравнению с обычным венцом ВТ, и создают второй участок разгона потока с дополнитнльным поворотом или без него межлопаточного канала, с уменьшением высоты меридиональных
обводов решетки, площади проходного сечения межлопаточного канала и с ускорением потока до точки вблизи фронтального выходного сечения решетки где формируют горловое, самое узкое сечение межлопаточного канала, при этом профиль лопатки ВТПЭ имеет дополнительное удлинение после поворота межлопаточного канала, смотри фиг. 2, 3, а за фронтальным сечением венца устанавливают кольцевые выступы - козырьки сверху и снизу проточной части меридионального сечения венца для формирования максимальной скорости потока в сечении, условный центр которого совпадает с фронтальным сечением решетки или несколько смещен внутрь межлопаточного канала для получения сверхзвуковой скорости. Допустимо отсутствие кольцевых выступов после фронтального сечения решетки или наличие одного из двух, сверху или снизу проточной части, что снижает эффект получения максимальной скорости потока в выходном сечении венца, совпадающем с фронтом решетки.
На фиг. 2...4 цифрами показаны следующие элементы решеток:
1 - горло венца турбины ВТ; 2- фронтальное, выходное сечение венца турбины ВТ;
3 - профиль лопатки венца турбины ВТ; 4 - область переноса горла венца турбины ВТПЭ; 5 - фронтальное, выходное сечение венца турбины ВТПЭ; 6 - профиль лопатки венца турбины ВТПЭ; 7 - кольцевые выступы - козырьки, окружающие проточную часть турбины на выходе из венца ВТПЭ; 8 - обводы проточной части венца турбины ВТ;
9- обводы проточной части венца турбины ВТПЭ.
На фиг. 3 показано сравнение профилей обычной лопатки ВТ и лопатки ВТПЭ.
На фиг. 4 показан вариант меридионального сечения венца ВТПЭ, где на участке поворота высота постоянна или уменьшается, а на участке разгона потока высота обводов проточной части уменьшается как и в базовом варианте. Такой вариант венца ВТПЭ может применяться, например, в сопловом аппарате свободной турбины после переходного канала к свободной турбине.
Однако, увеличение значения числа λBыX больше чем в исходном венце привело бы к росту скорости с увеличением перепада давления в венце. Чтобы скорость в результате термодинамического процесса в венце увеличивалась при сохранении перепада давлений в венце тc=P* о/Рι необходимо учитывать следующие особенности, предлагаемого способа формирования геометрии и конструкции венца.
Используя первый и второй законы термодинамики можно провести преобразования и получить следующее выражение.
dq = du + p - dv => (d(p• v) = р• dv + v• dр;) => dq = du + d(p• v) - v• dр =>
RT
=> dq = d(u + p - v) - v - dp => (i = u + /?• v) => dq = di -v - dp => (v = ) =>
P
R - T R - T
dq = di — dр => (i = с - T;c = сопst) => dq = с -dТ — - dр => (q = qa + q/,qa = 0) =>
P P
dqr dТ _ dр π , dqr
=>— - = cp R - -Z- . По второму закону термодинамики ds =— ^ .
T T p T ds = c -— - R - ^- , (ф.l) , смотри (ф.7.12) [2], или [3],
T р
где q - удельная теплота, подводимая к газу (q=qa +qr) ',
qа - удельная теплота обмена с внешней средой;
qr - удельная теплота трения, выделившаяся при течении газа в межлопаточном канале при адиабатическом процессе в венце (нет обмена теплом с внешней средой qa=0);
и - удельная внутренняя энергия, Дж/кг;
р - давление газа, Па;
v - удельный объем, м3/кг;
i - удельная энтальпия, Дж/кг;
T - абсолютная температура в К;
R - газовая постоянная, Дж/(кГ-K);
Cp, cv - удельные теплоемкости при процессах p=coпst, v=coпst;
s - удельная энтропия, Дж/(кГ-K).
Процесс ускорения движения газа в лопаточном венце турбины можно представить на i-s диаграмме, фиг. 5.
Проинтегрируем выражение (фl .)-
где sо, S] - удельная энтропия на входе и выходе из венца, Дж/(кГ-K)/;
P о, T Q- заторможенные давление и температура на входе в венец, Па, К;
Pi , Ti - статические давление и температура на выходе из венца, Па, К.
Используем полученную формулу (ф.2) для сравнения термодинамических процессов, происходящих в венцах ВТ и ВТПЭ. Для этого вычтем из выражения для ВТ
выражение В , учитывая, что давление на входе в венец р о и статическое давление на выходе р/ одни и те же для ВТ и ВТПЭ.
As вт - Asвтпэ
- Δ л5tйr _ ΔД-гf. B777Э - - Сr •. 1lnПh 1 - _ C . - 1 iЩ I
(ф.З)
По второму закону термодинамики изменение энтропии ds = dq lT
где t - некоторый параметр в зависимости, от которого происходит подвод тепла трения и изменение статической температуры потока (например: если t - длина межлопаточного канала в решетке в условных единицах, длина межлопаточного канала ВТ соответствует /=0.65, а длина межлопаточного канала ВТПЭ Г=l .0).
Если считать, что потери qr в решетках ВТ и ВТПЭ одинаковы, то величина энтропии по формуле (ф.4) определяется распределением статической температуры в межлопаточном канале.
На фиг. 6 представлены примеры изменения статической температуры T(t) вдоль межлопаточного канала в ВТ и ВТПЭ при условии, что начальная температура
T* o= T+OBT= T*oвтпэ =l 100 К. На фиг. 7 представлены изменения статической температуры T(t) вдоль межлопаточного канала в ВТ и ВТПЭ при условии, что начальная температура T*oвт= ПOO K, T* 0Bтпэ=Ю50 K.
Как видно из рисунков при одинаковой начальной температуре
T Oвт= T овтпэ = 1100 К статическая температура в ВТПЭ выше чем в ВТ и поэтому из (ф.4) значение подинтегрального выражения в интеграле энтропии ВТПЭ и всей энтропии Δsвтпэ меньше чем энтропия Δsвт в ВТ вдоль межлопаточного канала. Из термодинамического соотношения (ф.З) для ВТ тогда следует, что при положительной разности Δsвт - Δsвтпэ > 0 необходимо, чтобы и правая часть выражения была положительна. Это обеспечивается, только если скорость сiвтпэ > сiвт-
Используя полученную закономерность и понижая температуру T 0 перед ВТПЭ до некоторого значения можно добиться такого состояния термодинамического процесса в решетке, когда сjвтпэ = c;вт- Энтропия Δsвтпэ, определяемая по (ф.4), в этом случае увеличивается, так как статическая температура в знаменателе подинтегрального выражения уменьшается по сравнению с исходной из-за меньшей начальной температуры T* o в ВТПЭ. Следовательно, вся энтропия приближается к энтропии Δsвт в ВТ, уменьшая разность Δsвт- Δsвтпэ до тех пор, пока не наступит баланс в уравнении (ф.З) и
сιвтпэ = сiвт- Например, при T OBT= HOO К, T oвтпэ=Ю5O К статическая температура в ВТПЭ в отдельных участках больше статической температуры в ВТ, а где-то меньше и поэтому из (ф.4) значение энтропии ВТПЭ Аsвтпэ на выходе из венца несколько меньше энтропии Δsвт в ВТ вдоль межлопаточного канала. Из левой части термодинамического соотношения (ф.З) разность Δsвт - Δsвтпэ > 0 , что означает, что в правой части выражения, должно быть: 0.
Расчетная оценка этого соотношения показывает, что при ciвг=ciвгпэ за счет того, что T oвт>Tr овтпэ левая часть (ф.З) больше нуля и наступает равновесие левой и правой частей уравнения.
Таким образом, в предлагаемой конструкции лопаточного венца, включая сопловой аппарат и рабочее колесо турбины, появляется возможность при одном и том же перепаде давления и одинаковой теплоте потерь qr получить:
- при одинаковой заторможенной температуре в ВТ и ВТПЭ на входе повышение скорости газа на выходе из венца ВТПЭ,
- при меньшей заторможенной температуре на входе в ВТПЭ одинаковую скорость газа на выходе из венцов ВТ и ВТПЭ,
тем самым повысить КПД турбины и двигателя.
Возможны и другие варианты сочетания температуры на входе и скорости на выходе из решетки.
На фиг. 8 показано изменение площади проходного сечения вдоль межлопаточного канала в ВТ и ВТПЭ, где видно, что горло в ВТПЭ смещается в выходное сечение, а в ВТ горло расположено перед косым срезом не доходя до выходного сечения венца. На фиг. 9 показано изменение скорости газа в межлопаточном канале для ВТ и ВТПЭ, в зависимости от относительной длины межлопаточного канала /
которая в диапазоне от 0...1 одинакова для решеток ВТ и ВТПЭ, где lmax - полная длина межлопаточного канала ВТ или ВТПЭ, / - длина положения отдельного сечения от входного сечения межлопаточного канала.
Меридиональная проекция и три трехмерных вида решетки ВТПЭ представлены в примере на фиг. 10.
Кроме изменения обводов меридионального сечения решетки, требуется принципиально новый профиль лопатки решетки, смотри фиг. 3. Меридиональные обводы рабочего колеса турбины, формирующие межлопаточный канал венцов ВТПЭ образуются либо специальными бандажными полками, либо рабочее колесо выполняется цельным, то есть лопатки, и образующие меридионального обвода рабочего колеса
турбины составляют единое целое с диском или частью диска. Для существенного снижения потерь в венце ВТПЭ по сравнению с венцами ВТ, необходима оптимизация профиля лопатки ВТПЭ по высоте и, особенно, у втулки и на периферии венца из-за сложных линий тока газа в меридиональном сечении.
Способ формирования меридиональных обводов осевых турбин может с успехом быть применен и для радиальных решеток турбин, например центростремительной турбины, где к участку поворота в окружном направлении добавляют поворот в меридиональном сечении и далее следует участок разгона потока с уменьшением высоты обводов колеса. В радиальных турбин высота нормальна к средней линии канала в меридиональном сечении, также как и для осевых турбин, у которых имеется угол между осью турбины и направлением потока рабочего тела в меридиональном сечении.
При построении горлового сечения межлопаточного канала в области фронтального выходного сечения, то есть в области косого среза, часть сечения межлопаточного канала будет иметь твердую стенку в виде пера лопатки, меридиональных обводов решетки и кольцевых выступов за фронтальным выходным сечением решетки, а часть условную газовую стенку - границу по газовому потоку, совпадающую с границами струи, истекающей из межлопаточного канала и определяемую законами механики газа. Считаем газовую стенку частью проходного сечения межлопаточного канала, а продолжительность межлопаточного канала вместе с твердой и газовой стенками следуя по направлению движения потока газа вплоть до конца профиля лопатки и косого среза.
Расчетные оценки показывают, что применение конструкции ВТПЭ на сопловом аппарате (CA) первой ступени турбины снижает температуру рабочего тела перед турбиной на ~ 50...100 °C и более, что повышает КПД всего двигателя, смотри [2]. Перенос горла в выходное сечение венца для соплового аппарата и рабочих лопаток турбины может повысить КПД турбины на ~ 3...4%, улучшить термодинамический цикл и соответственно повысить КПД двигателя. Но в этом случае необходимо сочетать предлагаемую конструкцию турбины на все предстоящие и последующие венцы турбины, так как при пониженной температуре на входе в CA турбины на других традиционной конструкции венцах не будет хватать энергии для работы отдельных ступеней турбины.
Литература
1. Холщевников К.В. « Теория и расчет авиационных лопаточных мaшин», Москва, ((Машиностроение)), 1986 г.
2. Под. ред. В. И. Крутова ((Техническая термодинамика)), третье издание, Москва, ((Высшая шкoлa», 1991 г.
3. Ривкин С.Л. ((Термодинамические свойства гaзoв», Москва, «Энepгия», 1973 г.
Claims
1. Способ конструирования венца осевой турбины ВТПЭ отличающийся тем, что разделяют межлопаточный канал турбинной решетки на два участка: первый участок поворота межлопаточного канала, где увеличивают высоту меридиональных обводов канала по направлению от входа в канал к выходу из участка, и второй участок разгона с дополнительным поворотом межлопаточного канала или без него, включающий косой срез межлопаточного канала, где удлиняют профиль лопатки и уменьшают высоту меридиональных обводов канала по направлению к выходу из канала вплоть до границы, связанной с горловым сечением, формируют горловое, самое узкое сечение каждого межлопаточного канала турбинной решетки с учетом изменения ширины межлопаточного канала и закрутки лопатки вдоль и по высоте межлопаточного канала, границ уменьшения высоты меридиональных обводов канала на втором участке разгона, включающем область фронтального, выходного сечения решетки, в том числе месторасположение горлового сечения, когда условный центр тяжести горлового сечения межлопаточного канала размещают на поверхности фронтального выходного сечения турбинной решетки, за которым устанавливают кольцевые выступы - козырьки сверху и снизу проточной части.
2. Способ конструирования венца осевой турбины ВТПЭ по п.l, отличающийся тем, что для отдельного класса венцов ВТПЭ на первом участке поворота межлопаточного канала монотонно уменьшают высоту меридиональных обводов межлопаточного канала, допуская в отдельных случаях наличие постоянной высоты, то есть в меридиональном сечении исключают участки с увеличением высоты канала по направлению от входа до границы, связанной с горловым сечением.
3. Способ конструирования венца радиальной турбинной решетки ВТПЭ отличающийся тем, что применяют те же принципы построения межлопаточных каналов между направляющими лопатками колеса и меридиональных обводов решетки, что для осевых турбин по п.1 , п.2 с учетом дополнительного поворота в меридиональном сечении, то есть к участку поворота в окружном направлении добавляют поворот в меридиональном сечении с увеличением высоты относительно средней линии канала и формируют самое узкое сечение межлопаточного канала на участке разгона или в области фронтального, выходного сечения решетки с уменьшением высоты канала до границы, связанной с горловым сечением.
4. Способ конструирования венца осевой турбины ВТПЭ по п.l, п.2, п.З отличающийся тем, что вместо двух кольцевых выступов за фронтальным выходным сечением турбинной решетки сверху и снизу проточной части устанавливают только один из них кольцевой выступ сверху проточной части.
5. Способ конструирования венца осевой турбины ВТПЭ по п.l, п.2, п.З отличающийся тем, что вместо двух кольцевых выступов за фронтальным выходным сечением турбинной решетки сверху и снизу проточной части устанавливают только один из них кольцевой выступ снизу проточной части.
6. Способ конструирования венца осевой турбины ВТПЭ отличающийся тем, что разделяют межлопаточный канал турбинной решетки на два участка: первый участок поворота межлопаточного канала, где увеличивают высоту меридиональных обводов канала по направлению от входа в канал к выходу из участка, и второй участок разгона с дополнительным поворотом межлопаточного канала или без него, включающий косой срез межлопаточн'ого канала, где удлиняют профиль лопатки и уменьшают высоту меридиональных обводов канала по направлению к выходу из канала вплоть до границы, связанной с горловым сечением, формируют горловое, самое узкое сечение каждого межлопаточного канала турбинной решетки с учетом изменения ширины межлопаточного канала и закрутки лопатки вдоль и по высоте межлопаточного канала, границ уменьшения высоты меридиональных обводов канала на втором участке разгона, включающем область фронтального, выходного сечения решетки, в том числе месторасположение горлового сечения, когда условный центр тяжести горлового сечения межлопаточного канала размещают на поверхности фронтального выходного сечения турбинной решетки.
7. Способ конструирования венца осевой турбины ВТПЭ по п.6, отличающийся тем, что для отдельного класса венцов ВТПЭ на первом участке поворота межлопаточного канала монотонно уменьшают высоту меридиональных обводов межлопаточного канала, допуская в отдельных случаях наличие постоянной высоты, то есть в меридиональном сечении исключают участки с увеличением высоты канала по направлению от входа до границы, связанной с горловым сечением.
8. Способ конструирования венца радиальной турбинной решетки ВТПЭ отличающийся тем, что применяют те же принципы построения межлопаточных каналов между направляющими лопатками колеса и меридиональных обводов решетки, что для осевых турбин по п.6, п.7, с учетом дополнительного поворота в меридиональном сечении, то есть к участку поворота в окружном направлении добавляют поворот в меридиональном сечении с увеличением высоты относительно средней линии канала и создают самое узкое сечение межлопаточного канала на участке разгона или в фронтальном, выходном сечении решетки с уменьшением высоты канала до границы, связанной с горловым сечением.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009131415 | 2009-08-18 | ||
| RU2009131415 | 2009-08-18 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2011021965A1 true WO2011021965A1 (ru) | 2011-02-24 |
| WO2011021965A8 WO2011021965A8 (ru) | 2011-05-12 |
Family
ID=43607214
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2010/000446 WO2011021965A1 (ru) | 2009-08-18 | 2010-08-13 | Венец турбины повышенной эффективности (втпэ) (варианты) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| WO (1) | WO2011021965A1 (ru) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1067169A (en) * | 1962-11-30 | 1967-05-03 | Escher Wyss Ag | Improvements in or relating to blade cascades for turbo-machines |
| RU2146006C1 (ru) * | 1996-09-24 | 2000-02-27 | Акционерное общество открытого типа "Ленинградский Металлический завод" | Способ сборки двухъярусной проточной части цилиндра турбины и узел соединения обода диафрагмы с козырьком заднего межъярусного уплотнения для осуществления способа (варианты) |
| RU2338887C1 (ru) * | 2007-03-15 | 2008-11-20 | Дальневосточный государственный технический университет | Ступень осевой турбины |
-
2010
- 2010-08-13 WO PCT/RU2010/000446 patent/WO2011021965A1/ru active Application Filing
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1067169A (en) * | 1962-11-30 | 1967-05-03 | Escher Wyss Ag | Improvements in or relating to blade cascades for turbo-machines |
| RU2146006C1 (ru) * | 1996-09-24 | 2000-02-27 | Акционерное общество открытого типа "Ленинградский Металлический завод" | Способ сборки двухъярусной проточной части цилиндра турбины и узел соединения обода диафрагмы с козырьком заднего межъярусного уплотнения для осуществления способа (варианты) |
| RU2338887C1 (ru) * | 2007-03-15 | 2008-11-20 | Дальневосточный государственный технический университет | Ступень осевой турбины |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2011021965A8 (ru) | 2011-05-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8647054B2 (en) | Axial turbo engine with low gap losses | |
| RU2711204C2 (ru) | Узел спрямления воздушного потока газотурбинного двигателя и газотурбинный двигатель, содержащий такой узел | |
| KR101383993B1 (ko) | 초음속 터빈 동익 및 축류 터빈 | |
| US9631518B2 (en) | Exhaust diffuser and method for manufacturing an exhaust diffuser | |
| US20200173298A1 (en) | Turbine housing and method of improving efficiency of a radial/mixed flow turbine | |
| JP6268315B2 (ja) | タービン動翼及び蒸気タービン | |
| Zaniewski et al. | Comparison of an impulse and a reaction turbine stage for an ORC power plant | |
| EP2713008A1 (en) | Aerofoil for axial-flow machine with a cambered trailing edge | |
| US9631624B2 (en) | Exhaust diffuser and method for manufacturing an exhaust diffuser | |
| Rusanov et al. | The influence of stator-rotor interspace overlap of meridional contours on the efficiency of high-pressure steam turbine stages | |
| Tanuma | Design and analysis for aerodynamic efficiency enhancement of steam turbines | |
| WO2011021965A1 (ru) | Венец турбины повышенной эффективности (втпэ) (варианты) | |
| Zhao et al. | Flow physics during surge and recovery of a multi-stage high-speed compressor | |
| JP2007056824A (ja) | 軸流タービンの静翼、動翼ならびにこれらの静翼および動翼を備えた軸流タービン | |
| Havakechian et al. | 3D Blade Stacking Strategies and Understanding of Flow Physics in Low Pressure Steam Turbines: Part I—3D Stacking Mechanisms | |
| Lee et al. | Investigation into the impact of span-wise flow distribution on the performance of a mixed flow turbine | |
| Koprowski et al. | Computational fluid dynamics analysis of1 MW steam turbine inlet geometries | |
| RU121524U1 (ru) | Радиальная турбина | |
| CN114444415A (zh) | 径流涡轮定子喷嘴导流叶片设计优化方法和系统 | |
| WO2021124205A1 (en) | A process of enhancing the pressure ratio using base integrated symmetric or asymmetric double cones | |
| RU2457336C1 (ru) | Венец турбины повышенной эффективности (втпэ)-а (варианты) | |
| Dorney et al. | Computational study of clocking an embedded stage in a 4-stage industrial turbine | |
| Rajesh et al. | Numerical study of variable camber inlet guide vane on low speed axial compressor | |
| JP6867189B2 (ja) | タービンノズル及びそれを備えたラジアルタービン | |
| Aftab et al. | Design and analysis of a five stage axial flow compressor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 10810249 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| DPE2 | Request for preliminary examination filed before expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101) | ||
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 10810249 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |