УПЛОТНЕНИЕ ТУРБИНЫ

МПКР16Л5/00
УПЛОТНЕНИЕ ТУРБИНЫ
Предлагаемое решение относится к области проектирования газовых турбин осевого исполнения и касается системы осевого уплотнения в турбине.
Известны системы уплотнений турбин, в частности паровых (см. Смоленский А.Н. Конструкция и расчет деталей паровых турбин, М, Машиностроение, 1964 г., стр.215-216). Известно применение пластинчатьк пружин в системе радиальных уплотнений (см. Сборник предложений по экономии электрической и тепловой энергии. Энергоатомиздат, М,1989, №643/40). Описанные уплотнения являются радиальными и применяются между вращающимися и статорными частями с размещением на последних. В осевом направлении для уплотнения используются прокладки из различных материалов в зависимости от места установки и поставленной перед ними задачи.
Известно применение уплотнений для разделения полости высокого и низкого давлений (см. заявку на патент RU 2001135050 от 26.12.01, опубл. 10.08.03), которое является опорным уплотнением и представляет собой корпус, в проточке которого размещена уплотнительная втулка с возможностью перемещения по контактной поверхности. Втулка выполнена определенной Г-образной формы для радиальной фиксации и снабжена системой каналов - дренажных и перепускных. Известное заявленное уплотнение отличается возможностью регулировки выставляемого зазора, однако оно предназначено только для радиального уплотнения.
Задачей создания заявляемого рещения является обеспечение регулируемого осевого уплотнения.
Поставленная задача решается за счет того, что в уплотнении турбины, содержащем ушютнительные элементы, размещенные между контактными поверхностями, в качестве нового предлагается то, что контактными поверхностями являются itopnyc турб.ины и гребень обоймы тзфбины, контактные поверхности представляют собой П-образную форму, на боковых составляющих контактной поверхности со стороны гребня обоймы турбины размещены угшотнительные элементы, причем с одной стороны в осевом направлении пружинное кольцо, приваренное к гребню обоймы, с другой стороны уплотнительное кольцо, закрепленное винтовым крепежом, при этом в корпусе турбины выполнена проточка со стороны уплотнительного кольца. В качестве дополнительного (Полезная модель)
уплотнения турбины между контактными поверхностями в средней части их П-образной формы размещен асбестовый шнур. Таким образом, в зоне гребня обоймы между областями высокого и низкого давления выполнено надежное и регулируемое как в процессе установки за счет разъемного крепежа уплотнительного кольца с одной стороны гребня турбины, так и в процессе эксплуатации за счет возникающего пружинного эффекта с другой стороны гребня при работающей турбине. Кроме того, регулирование осевого зазора по гребню дает возможность регулировать осевой зазор между рабочими и направляющими лопатками турбины высокого и турбины низкого давления, что приводит к улучщению работы нагнетательного узла турбины и оказывает влияние на стабильность показателей по мощности турбины.
Полезная модель поясняется чертежами, где
На фиг.1 представлено размещение осевого уплотнения по отношению к элементам турбины. На фиг.2 - размещение системы уплотнений.
Турбина газотурбинной установки представляет собой турбину 1 высокого давления с рабочими 2 и направляющими лопатками 3 и турбину 4 низкого давления с рабочими 5 и направляющими 6 лопатками (см. фиг. 1), между ними расположен гребень 7 обоймы обеих турбин. В корпусе 8 турбин высокого и низкого давления выполнена расточка 9 под размещение гребня 7 обоймы (см.фиг.2). Контактные поверхности расточки 9 корпуса турбины 8 и гребня 7 обоймы имеют П-образную форму. С одной из боковых контактных поверхностей на гребне 7 обоймы приварено пружинное кольцо 10. С другой боковой конгактной поверхности на гребне 7 обоймы размещено уплотнительное кольцо 11. Причем под размещение уплотнительного кольца 11 в корпусе 8 турбины вьшолнена дополнительная проточка 12. Уплотнительное кольцо 11 закреплено на гребне винтовым крепежом 13. Возможен вариант прокладки между контактными поверхностями корпуса 8 турбины и гребня 7 обоймы асбестового щнура 14.
Совокупное размещение системы уплотнений таких, как пружинное кольцо 10 и уплотнительное кольцо 11 позволяет уменьшить осевой зазор между расточкой корпуса турбины и гребнем обоймы с 0,6-0,8 мм до 0,1-0,2 мм, что существенно уменьшает объем перетечек продуктов сгорания по гребню обоймы. Этот выставленный минимальный осевой зазор поддерживается за счет плотного прилегания гребня обоймы к корпусу турбины. Минимизация утечек рабочего тела по гребню позволяет повысить КПД газотурбинной установки за счет исключения сохранения объема рабочего тела. Кроме того, уменьшенный зазор по гребню обоймы, оказьшает меньшее влияние на изменение осевых зазоров между рабочими 2, 5 и направляющими 3,6 лопатками соответственно,
как со стороны турбины высокого, так и со стороны низкого давления вследствие общей конструктивной компоновки на статоре, обеспечивая более благоприятные условия работы рабочих лопаток 2,5 и, вследствие этого, более устойчивую работу газотурбинной установки по мощности. При работе газотурбинной установки исключение перетечек высокотемпературной газовоздущной смеси по гребню обоймы обеспечивает асбестовый шнур 14, плотно прилегающий к верхней поверхности гребня обоймы и к корпусу турбины. Уплотнительное кольцо И, помимо обеспечения плотности прилегания гребня обоймы к корпусу турбины, позволяет при необходимости осуществить регулировку размеров, перемещая обойму в осевом направлении, что возможно, например, в случае ремонта. Регулировка размеров осуществляется как при выстановке штатного зазора между рабочими и направляющими лопатками турбины, так и зазора между выступом полки направляющей лопатки и диафрагмой турбины. Снижение перетечек рабочего тела на 1% приводит к увеличению мощности газотурбинной установки до 1 МВт и КПД - до 1,6%.
Технический результат от применения заявляемого решения осевого уплотнения турбины по гребню обоймы состоит в исключении перетечек рабочего тела, что сказывается на повьщ1ении ЮПД установки и надежности ее работы.