НАПРАВЛЯЮЩАЯ ЛОПАТКА ВЛАЖНОПАРОВОЙ ТУРБИННОЙ СТУПЕНИ

НАПРАВЛЯЮЩАЯ ЛОПАТКА ВЛАЖНОПАРОВОЙ ТУРБИННОЙ СТУПЕНИ.
Полезная модель относится к области энергомашиностроения и может быть использована в диафрагмах влажнопаровых турбинных ступеней.
Известна направляющая лопатка влажнопаровой турбинной ступени, включающая входную и выходную кромки, выпуклую и вогнутую поверхности с отверстиями, расположенными последовательно вдоль выходной кромки. Лопатка выполнена полой, а отверстия (щели) сообщаются с внутренней полостью (патент GB 1066872, МПК FOld 5/18, 1967).
Недостатками известной направляющей лопатки является усложненность конструкции из-за наличия полостей, в которых нужно поддерживать меньшее, чем в каналах, давление, кроме того обусловленная пониженным давлением влажного пара его соответственно пониженная температура, вызывает захолаживание лопатки, и это приводит к конденсации пара на ее поверхностях, что увеличивает количество эрозионноопасной влаги и ослабляет конечный результат влагоудаления.
Для взаимного перекрытия отверстия (щели) на каждой поверхности выполнены в два вертикальных ряда, что снижает прочность напряженной выходной кромки.
Известна направляющая лопатка влажнопаровой турбинной ступени, имеющая входную и выходную кромки, выпуклую и вогнутую поверхности, соединенные отверстиями, расположенными последовательно вдоль выходной кромки. На вогнутой поверхности между отверстиями выполнен уступ, обращенный к входной кромке, а отверстия со стороны выпуклой поверхности снабжены штуцерами, выступающими в поток. (А.С. СССР №1121467, МПК F01D 25/32) - Прототип.
Недостатками известной направляющей лопатки является то, что совершенно не распыляется влага, текущая по выпуклой поверхности, не полностью распыляется влага, текущая по вогнутой поверхности, т.к. из соображений прочности выходной кромки отверстия нельзя располагать достаточно близко друг к другу, а уступ между ними на вогнутой поверхности не может быть достаточно глубоким для транспортировки влаги к отверстиям. Кроме того штуцеры, выступающие в поток, создают дополнительное сопротивление и снижают экономичность турбины.
i о °
МПК : F01 D25/32
выпуклой стороне направляющей лопатки, за счет обеспечения достаточной прочности выходной кромки лопатки, а также, за счет устранения загромождения проходного сечения межлопаточных каналов.
По сравнению с аналогом заявленное решение проще ввиду отсутствия полостей внутри лопатки, что исключает также захолаживание лопатки и образование дополнительной влаги из-за конденсации пара на ее поверхности и, тем самым, уменьшает эрозию рабочих лопаток; расположение отверстий (щелевых прорезей) под углом к выходной кромке и с перекрытием для любых двух соседних прорезей, позволяет сократить число вертикальных рядов прорезей на каждой поверхности с двух до одного и повысить прочность лопатки.
По сравнению с прототипом в заявленном решении отсутствуют штуцеры, загромождающие сечение потока и снижающие экономичность; отсутствует уступ вдоль выходной кромки, ослабляющий ее прочность; обеспечивается распыление всей влаги, текущей как по выпуклой, так и по вогнутой поверхности лопатки; выполнение отверстий в виде щелевых прорезей, ориентированных под углом к выходной кромке и расположенных так, что для любых двух соседних прорезей нижняя часть верхней прорези перекрыта верхней частью нижней прорези, исключает возможность протекания влаги мимо отверстий без ослабления прочности выходной кромки.
Предложена направляющая лопатка влажнопаровой турбинной ступени, включающая входную и выходную кромки, выпуклую и вогнутую поверхности со сквозными отверстиями между ними, расположенными последовательно вдоль выходной кромки; при этом отверстия выполнены в виде щелевых прорезей, ориентированных под углом к выходной кромке и расположенных так, что для любых двух соседних прорезей нижняя часть верхней прорези перекрыта верхней частью нижней прорези.
Полезная модель иллюстрируется чертежом фиг. 1.
Направляющая лопатка влажнопаровой турбинной ступени включает входную 1 и выходную 2 кромки, выпуклую 3 и вогнутую 4 поверхности, сквозные отверстия 5 между поверхностями 3 и 4, выполненные в виде щелевых прорезей шириной 5. Отверстия 5 расположены последовательно вдоль выходной кромки 2, ориентированы к ней под углом а и расположены так, что для любых двух соседних прорезей 5 (например, две нижние на фиг. 1) нижняя часть 6 верхней прорези перекрыта верхней частью 7 нижней прорези на величину с в направлении, перпендикулярном к движению влаги. Отверстия 5 расположены по всей высоте направляющей лопатки или в примыкающей к периферии
зоне наибольшей концентрации влаги (длиной 30...50% от высоты лопатки). Каждое отверстие (прорезь) 5 по обоим концам имеет уширения 8 цилиндрической формы.
Отверстия (щелевые прорези) 5 с уширениями 8 по концам могут быть выполнены, например, путем электронно-лучевого (электро-эрозионного) прожигания, что обеспечит достаточно малую ширину 5 щелевых прорезей, составляющую доли миллиметра.
Работа направляющей лопатки осуществляется следующим образом (см. фиг.1).
Струйки и пленки влаги, увлекаемые потоком пара, движутся (в направлении стрелок) по выпуклой 3 и вогнутой 4 поверхностям лопатки от входной 1 к выходной 2 кромке по траекториям, обязательно пересекающим щелевые прорези отверстий 5 ввиду перекрытия нижней части 6 каждой верхней прорези верхней частью 7 нижней прорези на величину с.
Благодаря более высокому давлению пара на вогнутую поверхность 4, текущая по ней влага, достигнув щелевидных отверстий 5, продавливается через них и, вместе с влагой, притекающей к щели 5 по выпуклой поверхности 3, выбрасывается в межлопаточный канал, распыляясь потоком пара.
Распыление капелек влаги в каналах между направляющими лопатками уменьшает ее эрозионную опасность при последующем попадании потока пара на рабочие лопатки влажнопаровой ступени.
Ширина прорезей 5 отверстий 5 подобрана так, чтобы пропустить все количество влаги, текущей по вогнутой поверхности 4 и свести к минимуму количество пара, просасывающегося вместе с влагой.
Размер d цилиндрических уширений 8 по краям щелевидных отверстий 5 подбирается так, чтобы снизить вызываемую прорезями концентрацию напряжений в лопатке до приемлемого уровня.
Угол а наклона прорезей щелевидных отверстий 5 к выходной кромке обеспечивает достаточно жесткую связь между участком лопатки, непосредственно примыкающим к выходной кромке 2, с остальной частью лопатки.
Преимущества заявленной направляющей лопатки по сравнению с известными достигаются за счет более полного распыления влаги, протекающей по вогнутой поверхности 4. благодаря перекрытию с щелевых отверстий 5, а также за счет распыления влаги, текущей по выпуклой поверхности 3, что совершенно отсутствует в известных лопатках.
Направляющая лопатка влажнопаровой турбинной ступени, включающая входную и выходную кромки, выпуклую и вогнутую поверхности со сквозными отверстиями между ними, расположенными последовательно вдоль выходной кромки, отличающаяся тем, что отверстия выполнены в виде щелевых прорезей, ориентированных под углом к выходной кромке и расположенных так, что для любых двух соседних прорезей нижняя часть верхней прорези перекрыта верхней частью нижней прорези. ВЛАЖНОПАРОВОЙ ТУРБИННОЙ СТУПЕНИ
НАПРАВЛЯЮЩАЯ ЛОПАТКА