ПРОТОЧНАЯ ЧАСТЬ ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ

Изобретение относится к области энергетического машиностроения и предназначено для повышения экономичности первых нерегулируемых ступеней паровых турбин с сопловым парораспределением.
Известная проточная часть паровой турбины (1), содержащая сопловые коробки, рабочее колесо регулирующей ступени, камеру за регулирующей ступенью и нерегулируемые ступени, каждая из которых состоит из диафрагмы с сопловыми решетками и колеса с рабочими решетками. Пар к регулирующей ступени подводится через четыре сопловые коробки. При номинальном режиме открытыми оказываются только три коробки, и дуга подвода пара к рабочему колесу редко превышает 290°. При такой парциальности регулирующей ступени даже при наличии большой уравнительной камеры подвод пара к последующей (первой) нерегулируемой ступени также происходит с большой окружной неравномерностью. В результате, группа первых нерегулируемых ступеней даже при номинальном режиме работы турбины имеет сниженный к.п.д. Падение к.п.д. этих ступеней, обусловленное неравномерным подводом, пара достигает 2-3%.
Наиболее близкой к предлагаемому техническому решению является проточная часть первых двух ступеней теплофикационной турбины Т-250/300-240 Уральского турбомоторного завода (2), содержащая сопловые коробки, рабочее колесо регулирующей ступени, диафрагму первой нерегулируемой ступени с установленным в ней сопловыми устройствоми, камеру, образованную рабочим колесом регулирующей ступени и диафрагмой первой нерегулируемой ступени, периферийный обвод, предназначенный для организации подвода пара к сопловому устройству первой нерегулируемой ступени.
Основной недостаток прототипа свойственный всем турбинам с сопловым парораспределением состоит в парциальном (частичном в окружном направлении) подводе пара к рабочему колесу регулирующей ступени. В результате за ним сохраняется большая окружная неравномерность при подводе пара к сопловой решетке первой нерегулируемой ступени. Как уже отмечалось, эта неравномерность существенно (на 2-3%) снижает к.п.д. нескольких первых ступеней, воспринимающий поток из камеры регулирующей ступени. Особенно сильное снижение к.п.д. этих ступней происходи при частичных нагрузках турбины, когда подвод пара к регулирующей ступени происходит через две сопловые коробки, так как в этом случае степень парциальности оказывается не выше 40%. Положение не спасает и установка периферийного обвода, так как он препятствует растеканию потока по камере регулирующей ступени и все последующие ступени работают при частичном в окружном направлении подводе пара к сопловому устройству нерегулируемых ступней.
Технической задачей, решаемой изобретением, является снижение окружной неравномерности потока пара перед сопловым устройством первой нерегулируемой ступени и повышение к.п.д. нерегулируемой ступени.
Поставленная задача решается тем, что известная проточная часть паровой турбины, содержащая сопловые коробки, рабочее колесо регулирующей ступени, диафрагму первой нерегулируемой ступени с установленным в ней сопловым устройством, камеру, образованную рабочим колесом регулирующей ступени и диафрагмой первой нерегулируемой ступени, периферийный обвод, согласно предлагаемой полезной модели, снабжена экраном, установленным в камере перед сопловым устройством диафрагмы первой нерегулируемой ступени, выполненным в виде цилиндра с закрытой с одной стороны торцевой частью. Открытой частью цилиндр примыкает к сопловому устройству
диафрагмы первой нерегулируемой ступени, а закрытой торцевой частью обращен к рабочему колесу регулирующей ступени. На боковой поверхности верхней части экрана выполнены отверстия перфорации, а в торцевой части имеются отверстия, диаметр которых значительно превышает диаметр отверстий перфорации.
Кроме того, закрытая торцевая часть экрана в нижней ее части может быть выполнена конической со скосом в сторону диафрагмы. На боковой поверхности нижней части экрана выполнены дополнительные отверстия.
На рисунке представлено предлагаемое устройство в разрезе.
Проточная часть паровой турбины содержит рабочее колесо 1 регулирующей ступени, сопла 2, расположенные в сопловых коробках (число их обычно равно четырем, на рисунке сопловые коробки не показаны), рабочее колесо 3 первой нерегулируемой ступени, диафрагму 4 первой нерегулируемой ступени с сопловыми устройствами 5. В камере 6, образованной рабочим колесом 1 регулирующей ступени и диафрагмой 4 первой нерегулируемой ступени, установлен периферийный обвод 7, предназначенный для организации подвода пара к сопловому устройству 5 первой нерегулируемой ступени. Перед сопловым устройством 5 диафрагмы 4 первой нерегулируемой ступени расположен экран 8, выполненный в виде цилиндра, открытая часть его 9 примыкает к сопловому устройству 5 диафрагмы первой нерегулируемой ступени, образуя камеру 10, а торцевая часть 11 обращена к рабочему колесу 1 регулирующей ступени. На боковой поверхности верхней части 12 экрана выполнены отверстия перфорации 13, а в закрытой торцевой части 11 имеются отверстия 14, диаметр которых значительно превышает диаметр отверстий перфорации 13. Закрытая торцевая часть 11 экрана 8 в нижней ее части может быть выполнена конической со скосом 15 в сторону диафрагмы 4. На боковой поверхности нижней
части 16 экрана 8 выполнены дополнительные отверстия 17.
Устройство работает следующим образом. При выходе из рабочего колеса 1 регулирующей ступени пар растекается по боковой поверхности верхней части экрана 8 с мелкими отверстиями перфорации 13, как в окружном, так и радиальном (к центру) направлениях. При этом достигается равномерное заполнение всего внутреннего пространства в камере 10, образованной диафрагмой первой нерегулируемой ступени и открытой частью экрана 9. При этом степень окружной неравномерности потока пара за экраном 8 становится существенно ниже, чем перед экраном. В результате обеспечивается практически полный подвод пара с сопловому аппарату первой нерегулируемой ступени и, соответственно, повышение к.п.д.
Источники, принятые во внимание:
1. Трухний А.Д., Ломакин Б.В. Теплофикационные паровые турбины и турбоустановки. Издательство МЭИ. Часть вторая. Конструкции теплофикационных паровых турбин. М., стр.241.
2. Парамонов А.Н. Разработка и исследование систем нерегулируемых отборов турбин ТЭС и АЭС. Автореферат дисс. на соискание ученой степени канд. тех. наук. М., 1990 г.
3. Щегляев А.В. Паровые турбины. Издательство «Энергия». М., 1976, стр.341.