ЛАБИРИНТНОЕ УПЛОТНЕНИЕ

ЛАБИРИНТНОЕ УПЛОТНЕНИЕ
Полезная модель относится к лабиринтным уплотнениям с использованием мелкоячеистых сот в осевых турбинах с большим перепадом температур рабочей среды. Преимущественной областью применения полезной модели являются паровые турбины.
Предшествующий уровень техники
Наиболее близко к предлагаемому решению сотовое уплотнение, раскрытое на чертеже и в описании изобретения по патенту RU № 2150627. Осевые зазоры в уплотнениях выбираются с учётом расширения ротора и цилиндра при пуске турбины, при установившемся режиме и при остановке, в том числе аварийной (В.П. Банник и М.А. Случаев «Монтаж паровых турбин, 1954).
Раскрытие полезной модели
Полезная модель решает задачу оптимизации осевых и радиальных зазоров элементов уплотнения для повышения его эффективности в широком диапазоне режимов работы.
Лабиринтное уплотнение включает в себя кольцевой гребень ротора турбины, установленный с осевыми зазорами между кольцевыми гребнями статора. В статоре установлены мелкоячеистые соты. Соты установлены между кольцевыми гребнями статора с кольцевым радиальным зазором относительно кольцевого гребня ротора.
Согласно полезной модели, мелкоячеистые соты выполнены из материала с твёрдостью, существенно меньшей твёрдости материала гребня ротора. Соты установлены с перекрытием, препятствующим перетеканию пара или газа через радиальный зазор в осевом направлении. Расстояние от кольцевого гребня ротора до каждого из краёв мелкоячеистых сот в направлении, приблизительно параллельном оси ротора, в нерабочем состоянии турбины Область техники
при, приблизительно, равных температурах ротора и статора составляет от 40 % до 60 % ширины сот. Расстояние от кольцевого гребня ротора до каждого из кольцевых гребней статора не менее расстояния от кольцевого гребня ротора до соответствующего края мелкоячеистых сот.
Лабиринтное уплотнение бандажа ступени турбины может быть снабжено средством турбулизации пара или газа, выполненным в виде острой кромки гребня бандажа ротора с возможностью отрыва потока при её обтекании и ограничения его расхода через уплотнение.
Лабиринтное уплотнение вала турбины может содержать несколько разнесённых вдоль оси ротора секций мелкоячеистых сот, охватывающих соответствующие гребни ротора. При этом цилиндрическая поверхность ротора между его каждыми двумя гребнями может быть расположена относительно кольцевого гребня статора с кольцевым радиальным зазором, разделяющим расширительные кольцевые полости, сформированные статором, ротором и их кольцевыми гребнями. Каждый из кольцевых гребней статора выполнен из материала с твёрдостью, существенно меньшей твёрдости материала цилиндрической поверхности ротора.
Краткое описание чертежей
В дальнейшем полезная модель поясняется конкретными примерами её выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображены: Фигура 1 - надосевая часть паровой тзфбины, продольный разрез. Фигура 2 - узел «А фигуры 1 в увеличенном масштабе. Фигура 3 - узел «Б фигуры 1 в увеличенном масштабе. Фигура 4 - узел «В фигуры 1 в увеличенном масштабе. Варианты осуществления полезной модели
Далее описаны возможные варианты реализации полезной модели применительно к паровой турбине, Турбина расположена между входным 51 и выходным 52 устройствами. Ротор 11 турбины включает в себя вал 41 с
большим числом ступеней, рабочие лопатки которых снабжены бандажами 38, 39, 40. Рабочие лопатки ступеней разделены направляющими аппаратами на диафрагмах.
Лабиринтное уплотнение включает в себя кольцевые гребни 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 ротора 11 турбины. Гребни ротора 11 установлены с осевыми зазорами между кольцевыми гребнями статора: гребень 2 между гребнями 12 и 13 (Фиг.2), гребень 3 между гребнями 13 и 14 (Фиг.2), гребень 5 между гребнями 15 и 16 (Фиг.З), гребень 6 между гребнями 17 и 18 (Фиг.З), гребень 7 между гребнями 19 и 20 (Фиг.З), гребень 8 между гребнями 21 и 22 (Фиг.З), гребень 9 между гребнями 23 и 24 (Фиг.4), гребень 10 между гребнями 25 и 26 (Фиг.4).
Мелкоячеистые соты 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37 установлены в статоре: соты 29 между гребнями 12 и 13, соты 30 между гребнями 13 и 14, соты 32 между гребнями 15 и 16, соты 33 между гребнями 17 и 18, соты 34 между гребнями 19 и 20, соты 35 между гребнями 21 и 22, соты 36 между гребнями 23 и 24, соты 37 между гребнями 25 и 26. Соты установлены с кольцевым радиальным зазором относительно соответствующего кольцевого гребня ротора. Мелкоячеистые соты выполнены из материала с твёрдостью, существенно меньшей твёрдости материала гребней ротора и установлены с перекрытием, препятствующим перетеканию пара или газа через радиальный зазор в осевом направлении.
Ротор турбины выставляют таким образом, чтобы гребни бандажа ротора находились относительно гребней статора на расстоянии от 40 % до 60 % ширины сот. Это обусловлено разностью температур и коэффициентов расширения ротора и корпусных деталей турбины. Как при запуске турбины, так и при её останове ротор имеет большее осевое смещение как в положительную, так и в отрицательную сторону от упорного подшипника.
в нерабочем состоянии турбины при, приблизительно, равных температурах ротора и статора расстояние от кольцевого гребня ротора до каждого из краёв мелкоячеистых сот в направлении, приблизительно параллельном оси ротора, составляет от 40 % до 60 % ширины сот. Ширина сот равна наибольшей разнице линейных расширений ротора и статора в том же направлении при выходе турбины на рабочий режим или при её остановке. Расстояние от кольцевого гребня ротора до каждого из кольцевых гребней статора не менее расстояния от кольцевого гребня ротора до соответствуюш;его края мелкоячеистых сот.
Лабиринтное уплотнение каждого из бандажей 38, 39 и 40 ступени турбины снабжено средством турбулизации пара или газа. Это средство выполнено в виде острой кромки соответствующего гребня бандажа ротора. Острая кромка гребня обеспечивает отрыв потока при её обтекании и ограничение расхода газа или пара через уплотнение.
Как показано на фигуре 2, лабиринтное уплотнение ротора турбины по валу 41 содержит несколько разнесённых вдоль оси ротора секций мелкоячеистых сот, охватываюш;их соответствуюш;ие гребни ротора. Цилиндрическая поверхность вала ротора между его каждыми двумя гребнями расположена относительно кольцевого гребня статора с кольцевым радиальным зазором, разделяюп,им расширительные кольцевые полости 42, 43, 44, 45, 46, 47. Полости сформированы статором, ротором и их кольцевыми гребнями.
Каждый из кольцевых гребней статора выполнен из материала с твёрдостью, суш,ественно меньшей твёрдости материала цилиндрической поверхности вала ротора.