АКТИВНАЯ ОДНОВЕНЕЧНАЯ РАБОЧАЯ РЕШЕТКА ПАРОГАЗОВОЙ ТУРБИНЫ

Полезная модель относится к машиностроению, в частности, к турбостроению, и может найти применение в производстве дозвуковых парогазовых турбин со ступенями давления малой мощности, с осевым или радиальным подводом рабочего тела, с одновенечной активной рабочей решеткой средней высоты и веерности. Данные парогазовые турбины могут быть использованы для собственных нужд ТЭЦ и котельных в качестве турбогенераторов и турбоприводов (вентиляторы, дымососы, питательные и сетевые насосы и др.).
Известна активная одновенечная рабочая решетка парогазовой турбины, содержащая лопатки и межлопаточные каналы и выполненная со следующими геометрическими параметрами:
шаг решетки
15,57 мм,
хорда
25,63 мм,
ширина решетки
25,00 мм,
установочный угол
77-83°,
угол входа
30°,
угол выхода
21°,
радиус входной кромки
0,53 мм,
радиус выходной кромки
0,20 мм.
(Дейч М.Е., Филиппов Г.А., Лазарев Л.Я. Профили, аэродинамические и прочностные характеристики решеток. Атлас, часть вторая. - М: Машиностроение, 1965. - С. 62).
Известна также активная одновенечная рабочая решетка парогазовой турбины, содержащая лопатки и межлопаточные каналы и выполненная со следующими геометрическими параметрами:
шаг решетки
16,72 мм,
хорда
25,72 мм,
ширина решетки
25,00 мм,
установочный угол
75-81°,
угол входа
26°,
угол выхода
17°,
радиус входной кромки
0,38 мм,
радиус выходной кромки
0,20 мм.
(Дейч М.Е., Филиппов Г.А., Лазарев Л.Я. Профили, аэродинамические и прочностные характеристики решеток. Атлас, часть вторая. - М: Машиностроение, 1965. - С.61).
Однако геометрические параметры лопаток известных активных одновенечных рабочих решеток парогазовых турбин обуславливают значительный диффузорный профиль выходной части межлопаточных каналов. На диффузорном участке межлопаточных каналов растет толщина пограничного слоя потока рабочего тела, что приводит к отрыву потока от спинки лопатки и завихрениям потока и вызывает дополнительный расход энергии основного потока рабочего тела, что снижает к. п.д.
Задача полезной модели состоит в повышении к.п.д. за счет повышения крутящего момента путем достижения технического результата, заключающегося в устранении завихрений и отрыв потока рабочего тела от спинки лопаток за счет обеспечения уменьшения диффузорности профиля выходной части межлопаточных каналов.
Сущность полезной модели заключается в том, что для решения поставленной задачи путем достижения указанного технического результата активная одновенечная рабочая решетка парогазовой турбины, содержащая лопатки и межлопаточные каналы, отличается тем, что лопатки выполнены со следующими геометрическими параметрами:
шаг решетки
18,70-22,60 мм,
хорда
25,00-36,00 мм,
ширина решетки
25,00-36,00 мм,
установочный угол
90°,
угол входа
24-30°,
угол выхода
24-30°,
радиус входных кромок
0,50-1,00 мм,
радиус выходных кромок
0,50-1,00 мм.
Полезная модель поясняется чертежами: фиг.1 - профиль активной одновенечной рабочей решетки парогазовой турбины; фиг.2 - увеличение А на фиг.1; фиг.2 - увеличение Б на фиг.1.
Полезная модель содержит рабочие лопатки 1 и межлопаточные каналы 2 и имеет следующие геометрические параметры:
шаг решетки t
18,70-22,60 мм,
хорда b
25,00-36,00 мм,
ширина решетки В
25,00-36,00 мм,
установочный угол β<sub>ск</sub>
90°,
угол входа β<sub>1</sub>
24-30°,
угол выхода β<sub>2</sub>
24-30°,
радиус входной кромки r<sub>1</sub>
0,50-1,00 мм
радиус выходной кромки r<sub>2</sub>
0,50-1,00 мм.
Из литературы по данному вопросу известно, что снижение диффузорности выходной части межлопаточных каналов приводит к устранению завихрений и отрыва потока рабочего тела от спинки лопаток. (Паровые и газовые турбины: Учебник для вузов/ М.А.Трубилов, Г.В.Арсеньев, В.В.Фролов и др.; Под ред. А.Г.Костюка, В.В.Фролова - М.: Энергоатомиздат, 1985 г. с.59., рис.2.29, 2.30.).
При ширине решетки В=25,00-36 мм параметры шага решетки t=18,70-22,60 мм являются оптимальными для обеспечения снижения диффузорности межлопаточного канала. Шаг решетки меньше 18,70 мм приводит к увеличению диффузорности в средней части межлопаточного канала. Шаг решетки больше 22,60 мм приводит к увеличению диффузорности на выходе из межлопаточного канала. (Яновский М.И. Конструирование и расчет на прочность деталей паровых турбин. М. - Л. Акад. наук СССР в Лгр., 1947 г. с.26., рис.31.).
Активная одновенечная рабочая решетка парогазовой турбины работает следующим образом.
Поток рабочего тела (пар или газ под давлением) через сопло (на чертеже не показано) подают на рабочую решетку. В межлопаточных каналах 2, образованных профилями лопаток 1, кинетическая энергия рабочего тела преобразуется в механическую работу вращения лопаток 1 за счет силового воздействия на них.
Благодаря тому, что рабочая решетка выполнена со следующими геометрическими параметрами:
шаг решетки t
18,70-22,60 мм,
хорда b
25,00-36,00 мм,
ширина решетки В
25,00-36,00 мм,
установочный угол β<sub>ск</sub>
90°,
угол входа β<sub>1</sub>
24-30°
угол выхода β<sub>2</sub>
24-30°
радиус входных кромок r<sub>1</sub>
0,50-1,00 мм,
радиус выходных кромок r<sub>2</sub>
0,50-1,00 мм
диффузорность межлопаточного канала незначительная. Это позволяет снизить завихрения и отрыв потока рабочего тела от спинки лопатки 1, сократить потери энергии потока рабочего тела и повысить к.п.д. турбины.