Периферийное уплотнение паровой турбины

Полезная модель относится к области турбостроения, а именно к уплотнениям паровых турбин атомных электростанций, и может быть использована для уплотнения рабочих решеток ступеней части высокого, среднего и низкого давления, работающих в зоне повышенной влажности пара.
Известно уплотнение паровой турбины (патент РФ на полезную модель №138107, опубл. 27.02.2014, МПК F01D 11/08), которое может быть использовано в качестве периферийного, содержащее цилиндрическую пластину, внутри которой расположены кольцевые пластины, радиальные пластины, образующие с кольцевыми пластинами прямоугольно-ячеистую камерную структуру, соединенную сваркой, при этом в наружной части кольцевых пластин выполнены прорези, куда установлены радиальные пластины.
Недостатками данного технического решения являются низкая надежность и экономичность при работе во влажнопаровой среде и малый эксплуатационный ресурс вследствие эрозионного износа поверхности статорной части.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является возможность удаления капельной влаги из пространства между ротором и статором уплотнения паровой турбины.
Технический результат заключается в повышении экономичности и надежности паровой турбины и обеспечении высокой ремонтопригодности при работе во влажнопаровой среде.
Это достигается тем, что известное периферийное уплотнение паровой турбины, содержащее роторную часть и статорную часть, содержащую статорную обечайку, в которой установлена цилиндрическая пластина, внутри которой расположены кольцевые пластины, плоскость каждой из которых перпендикулярна оси турбины, центр совпадает с осью турбины, а в наружной части выполнены прорези с установленными в них радиальными пластинами, расположенными радиально в плоскости, проходящей через ось турбины, и образующими с кольцевыми пластинами ячеистую структуру с прямоугольными камерами, соединенную сваркой, снабжено выполненными в статорной обечайке кольцевой расточкой, соосной с цилиндрической пластиной, и осерадиальными отверстиями из кольцевой расточки в периферийное пространство за ступенью турбины, кольцевыми установочными пластинами, плоскость каждой из которых перпендикулярна оси турбины, а центр совпадает с осью турбины, выполненными из стального листа толщиной от 2 до 3 мм и соединенными сваркой с цилиндрической пластиной так, что кольцевые пластины и радиальные пластины замкнуты кольцевыми установочными пластинами, а кольцевая расточка ограничена ими в осевом направлении, при этом цилиндрическая пластина выполнена перфорированной с радиальными отверстиями диаметром от 1,0 до 3,0 мм, расположенными на периферии каждой из прямоугольных камер.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображено периферийное уплотнение паровой турбины.
Периферийное уплотнение паровой турбины содержит роторную часть 1 и статорную часть, содержащую статорную обечайку 2, в которой установлена цилиндрическая пластина 3. Внутри цилиндрической пластины 3 расположены кольцевые пластины 4, плоскость каждой из которых перпендикулярна оси турбины, центр совпадает с осью турбины, а в наружной части выполнены прорези, куда установлены радиальные пластины 5, расположенные радиально в плоскости, проходящей через ось турбины, и образующие с кольцевыми пластинами 4 ячеистую структуру с прямоугольными камерами 6, соединенную сваркой.
Кольцевые пластины 4 и радиальные пластины 5 замкнуты кольцевыми установочными пластинами 7, плоскость каждой из которых перпендикулярна оси турбины, а центр совпадает с осью турбины, выполненными из стального листа толщиной от 2 до 3 мм и соединенными сваркой с цилиндрической пластиной 3. При этом цилиндрическая пластина 3 выполнена перфорированной с радиальными отверстиями 8 диаметром от 1,0 до 3,0 мм, расположенными на периферии каждой из прямоугольных камер 6.
В статорной обечайке 2 выполнены кольцевая расточка 9, соосная с цилиндрической пластиной 3 и ограниченная в осевом направлении кольцевыми установочными пластинами 7, и осерадиальные отверстия 10 из кольцевой расточки 9 в периферийное пространство за ступенью турбины. Таким образом, пространство внутри прямоугольных камер 6 посредством радиальных отверстий 8, кольцевой расточки 9, и осерадиальных отверстий 10 соединено с периферийным пространством за ступенью турбины. Кольцевые 4 и радиальные 5 пластины, а также цилиндрическая пластина 3 выполнены из стального листа толщиной от 0,4 до 0,8 мм.
Периферийное уплотнение паровой турбины работает следующим образом.
Капли влаги, находящиеся в поступающем паре, вследствие начальной закрутки потока и вращения роторной части 1, помимо осевого, совершают также окружное движение. Возникающая при этом центробежная сила отжимает капельную субстанцию на статорную часть периферийного уплотнения паровой турбины. Из прямоугольных камер 6 капельная субстанция через радиальные отверстия 8 попадает в расточку 9 статорной обечайки 2, откуда затем удаляется через осерадиальные отверстия 10 в периферийное пространство за ступенью турбины. Таким образом, путем организации соответствующих теплоперепадов по всему тракту движения пароводяной среды, реализован принцип аэродинамического воздействия на пароводяную среду. Этот принцип эффективно работает, в том числе и при пленочной конденсации.
Радиальные отверстия 8 выполняются пробойным инструментом при штамповке цилиндрической пластины 3. Осерадиальные отверстия 10 выполняются сверлением, что позволяет осуществлять оперативную оптимизацию их типоразмеров и конфигураций, в частности, диаметра и количества таких отверстий.
Использование полезной модели позволяет эффективно воздействовать на влажнопаровой поток в периферийном уплотнении для существенного снижения негативного влияния влажной фазы на потребительские и эксплуатационные характеристики паровых турбоагрегатов атомных станций, такие как экономичность, надежность и ремонтопригодность.