ЛАБИРИНТНОЕ ПРИВАЛЬНОЕ УПЛОТНЕНИЕ ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ

Полезная модель относится к лабиринтным привальным уплотнениям паровых турбин.
В паровых турбинах широкое распространение получили лабиринтные привальные уплотнения с уплотнительными кольцами, состоящими из 4 или 6 сегментов. Сегменты прижимаются к заплечикам на корпусе турбины плоскими пружинами (А.Е. Щегляев, «Паровые турбины», «Энергия», М., 1976, с.160, 161). Как показала практика, в процессе работы турбины плоские пружины утрачивают свои упругие свойства, что приводит к заеданию и «зависанию» сегментов колец.
Наиболее близко к предлагаемому решению лабиринтное привальное уплотнение паровой турбины раскрыто в описании к авторскому свидетельству SU №775349, МКИ F01D 11/02. Лабиринтное привальное уплотнение паровой турбины по указанному авторскому свидетельству содержит корпус турбины, который на внутренней своей поверхности имеет кольцевые проточки с заплечиками. Уплотнительные сегментные кольца имеют выступы, которые контактируют с опорными поверхностями заплечиков корпуса. На сегментах уплотнения выполнены глухие радиальными отверстия, в которых установлены винтовые пружины сжатия. В процессе работы винтовые пружины менее склонны к потере упругих свойств, чем плоские пружины. Радиальный зазор между гребнями уплотнительных сегментов и гладкой твердой поверхностью вала устанавливается в диапазоне 0,4÷0,7 миллиметров. Такой зазор устанавливается, чтобы практически исключить касание гребешков уплотнительных сегментов по твердой поверхности вала.
Полезная модель решает задачу уменьшения радиального зазора и, следовательно, снижения утечек в лабиринтном привальном уплотнении с винтовыми пружинами сжатия, которые сохраняют длительное время свои упругие свойства.
Лабиринтное привальное уплотнение паровой турбины содержит вал с уплотнительными кольцевыми гребешками. На внутренней поверхности корпуса турбины выполнены кольцевые проточки с заплечиками. Уплотнительные сегментные кольца имеют выступы, опорные поверхности которых контактируют с опорными поверхностями заплечиков, и глухие радиальными отверстия, в которых установлены винтовые пружины сжатия.
С целью минимизации радиального зазора на уплотнительные сегментные кольца установлены с помощью пайки мелкоячеистые сотовые поверхности, изготовленные из тонкой металлической фольги. Радиальный зазор между уплотнительными кольцевыми гребешками вала и сотовой поверхностью уплотнительных сегментных колец выдерживается в диапазоне 0,15÷0,20 миллиметров.
В дальнейшем полезная модель поясняется конкретным примером ее реализации со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено:
Фигура 1 - патентуемое уплотнение, поперечное сечение.
Фигура 2 - продольное сечение сегмента уплотнения.
Лабиринтное привальное уплотнение паровой турбины содержит корпус турбины 1 с продольным разъемом 2, на внутренней поверхности которого выполнены кольцевые проточки 3 с заплечиками 4. В кольцевую проточку 3 вставлены сегменты 5 уплотнительного кольца привального уплотнения. Сегменты 5 имеют выступы 6, опорные поверхности которых контактируют с опорными поверхностями заплечиков 4. В сегментах 5 выполнены глухие радиальные отверстия 7, в которые установлены винтовые пружины сжатия 8. На внутренней (уплотняемой) поверхности сегментов 5 с помощью паяного шва 9 закреплены мелкоячеистые сотовые поверхности 10 изготовленные из тонкой металлической фольги. Между сотовой поверхностью 10 и гребешками 11 вала ротора турбины 12 выдерживается зазор в диапазоне 0,15÷0,20 миллиметров.
Работа лабиринтного привального уплотнения паровой турбины заключается в том, что в процессе пусконаладочных работ при вращении ротора турбины 12 гребешки 11 из-за столь малого (0,15÷0,20 миллиметров) выставленного радиального зазора практически неизбежно будут касаться о сотовую поверхность 10 сегментов 5. Из-за того, что в процессе касания гребешков 11 о сотовую поверхность 10 происходит отжим сегментов 5 в радиальном направлении (благодаря сжатию пружин 8). Так как сотовые поверхности изготавливаются из тонкой металлической фольги, гребешки 11 прорезают канавки в мелкоячеистой сотовой поверхности 10 без притупления своей острой кромки гребешка 11 и существенного количества выделяемого тепла. Причем количество выделенного тепла уходящее через тонкостенные соты в корпус турбины 1, превышает количество тепла, нагревающее вал 12. Поэтому касание гребешков вала 11 по сотовой поверхности не проводит к остаточному тепловому прогибу вала 11. После нарезания канавок по сотовой поверхности в процессе пусконаладочных работ, при дальнейшей работе турбины касания гребешков 11 будут практически отсутствовать. Сохранение острой кромки гребешка 11 приводит к сохранению эффективности уплотнения. Винтовые пружины сжатия 8 сохраняют свои упругие свойства в течение более длительного времени, чем ранее применяемые плоские пружины, что также способствует длительной безаварийной работе уплотнения. Винтовые пружины 8 более равномерно расположены по длине сегмента 5, чем ранее применявшиеся плоские пружины, что также способствует более надежной работе уплотнения.
Преимуществом предлагаемой конструкции лабиринтного привального уплотнения паровой турбины является то, что благодаря применению мелкоячеистых сотовых поверхностей из тонкой металлической фольги можно существенно занизить радиальный зазор в лабиринтном привальном уплотнении, что ведет к снижению утечек и, следовательно, к повышению к.п.д. турбины в целом. Сочетание сотовой уплотняющей поверхности и винтовых пружин, равномерно расположенные по длине сегмента и сохраняющие свои упругие свойства в процессе работы, позволяет предлагаемому привальному уплотнению поддерживать высокую эффективность в течение длительного времени.