концевое уплотнение цилиндра паровой турбины

Формула изобретения

Концевое уплотнение цилиндра паровой турбины, включающее корпус с обоймами, несущими уплотнительные кольца, соединенный с цилиндром с обоймой, несущей уплотнительные кольца, с образованием между обоймами и ротором промежуточных камер, одна из которых со стороны проточной части цилиндра является высокотемпературной, а вторая - охлаждаемой, соединенной с коллектором подачи пара на уплотнение, отличающееся тем, что в цилиндре установлена дополнительная обойма, разделяющая высокотемпературную камеру на две части, одна из которых соединена с коллектором подачи пара на уплотнение.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области турбостроения и может быть использовано в концевом уплотнении цилиндров паровой турбины.

Известно концевое уплотнение цилиндра паровой турбины, выполненное с несколькими обоймами, несущими ряды уплотнительных колец, и с расположенными между ними промежуточными камерами, образованными опорными гребнями обойм. Промежуточные камеры состоят по меньшей мере из четырех камер, из которых последовательно от проточной части цилиндра первая и вторая служат для отвода перетечек пара, третья - для подачи уплотняющего пара, а последняя - для отсоса паровоздушной смеси. (А.В.Щегляев. Паровые турбины. М., 1976, с.156-157, рис.5-18).

Недостатком известного концевого уплотнения является то, что внешняя коробка уплотнения с установленными в ней обоймами, вследствие появления больших напряжений из-за перепадов температур между промежуточными камерами, подвержены короблению, вследствие чего приходится разрабатывать специальные меры для снижения уровня и перепада температур на элементы уплотнения.

Известно высокотемпературное концевое уплотнение, к одной из промежуточных камер которого, служащей для отбора пара перетечек, подводится относительно низкотемпературный пар, охлаждающий коробку уплотнения. Такая охлаждаемая камера содержит коробку уплотнения, выпускное отверстие и средства для подвода низкотемпературного пара и его смешения с паром перетечек, поступающим в камеру. (RU Патент №2107168, МПК: F 01 D 11/00, опубликован 1998.03.20).

Недостатком известного концевого уплотнения является то, что при организации такого подвода низкотемпературного пара и движения его потока не обеспечивается равномерного охлаждения камеры по окружности и вследствие двукратного уменьшения выпускной площади отбора пара снижается эффективность отсоса перетечек пара в уплотнении.

Известно концевое уплотнение цилиндра паровой турбины, включающее корпус с обоймами, несущими уплотнительные кольца, соединенный с цилиндром с обоймой, несущей уплотнительные кольца, с образованием между обоймами и ротором промежуточных камер, одна из которых со стороны проточной части цилиндра является высокотемпературной, а вторая - охлаждаемой, соединенной с коллектором подачи пара на уплотнение. Обойма между указанными камерами со стороны охлаждаемой камеры перекрыта экраном, образующим замкнутую полость с этой обоймой. (RU Патент №2186992, МПК: F 01 Д 11/02, опубликован 10.08.2002 г., Бюллетень №22).

По совокупности признаков это известное концевое уплотнение цилиндра паровой турбины является наиболее близким к заявляемому и принимается за прототип.

Недостатком известного концевого уплотнения цилиндра паровой турбины, принятого за прототип, является то, что наличие экрана не препятствует разогреву обойм концевого уплотнения и не защищает само уплотнение. В известных концевых уплотнениях при сбросах нагрузки или при пусках из горячего состояния, когда на уплотнения подается пар от постороннего источника, температура которого значительно ниже, чем температура металла узлов высокотемпературного уплотнения, в них возникают повышенные термические напряжения, а также перепад температур между промежуточными камерами. Это приводит к деформациям и короблению корпуса и обойм концевого уплотнения и, как следствие, к пропариваниям и присосам воздуха в вакуумную систему паровой турбины, что вызывает снижение ее надежности и экономичности.

Заявляемое решение позволяет повысить эксплуатационные показатели паровой турбины, включающие эффективность и надежность работы концевого уплотнения за счет снижения уровня и перепада температур на элементы концевого уплотнения и полного предотвращения разогрева и коробления корпуса и обойм концевого уплотнения.

Предложено концевое уплотнение цилиндра паровой турбины, включающее корпус с обоймами, несущими уплотнительные кольца, соединенный с цилиндром с обоймой, несущей уплотнительные кольца, с образованием между обоймами и ротором промежуточных камер, одна из которых со стороны проточной части цилиндра является высокотемпературной, а вторая - охлаждаемой, соединенной с коллектором подачи пара на уплотнение, при этом в цилиндре установлена дополнительная обойма, разделяющая высокотемпературную камеру на две части, одна из которых соединена с коллектором подачи пара на уплотнение

Изобретение иллюстрируется чертежом.

Концевое уплотнение цилиндра паровой турбины включает корпус 1, соединенный с цилиндром 2, в котором установлена обойма 3, несущая уплотнительные кольца 4. В корпусе 1 расположены обоймы 5, несущие уплотнительные кольца 6. Между обоймами 3, 5 и ротором 7 образованы промежуточные камеры, одна из которых со стороны проточной части цилиндра - камера 8 является высокотемпературной, а вторая - камера 9 - охлаждаемой. Камера 9 посредством трубопровода 10 соединена с коллектором подачи пара на уплотнение 11 и служит для приема уплотняющего пара. В цилиндре 2 установлена дополнительная обойма 12, имеющая уплотнительное кольцо 13, разделяющая высокотемпературную камеру 8 на две части. Между корпусом 1 концевого уплотнения цилиндром 2, дополнительной обоймой 12, уплотнительным кольцом 13, ротором 7, уплотнительным кольцом 6 и обоймой 5 образована дополнительная камера 14, соединенная посредством трубопровода 15 с коллектором подачи пара на уплотнение 11. Между цилиндром 2, обоймой 3, уплотнительными кольцами 4, ротором 7, уплотнительным кольцом 13 и дополнительной обоймой 12 образована камера 16 для приема пара перетечек и отвода его в вакуумный отбор.

Концевое уплотнение цилиндра паровой турбины работает следующим образом.

Перед пуском турбины от коллектора подачи пара на уплотнение 11 по трубопроводу 10 подается пар в камеру 9. Одновременно подается пар от коллектора подачи пара на уплотнение 11 по трубопроводу 15 в камеру 14. Пар из камеры 14 через уплотнительное кольцо 13 попадает в камеру 16, где смешивается с паром перетечек, поступающим из проточной части турбины, через уплотнительные кольца 4 отводится в схемный охладитель. Так как пар, который подается на концевые уплотнения турбины является низкотемпературным, а дополнительная обойма 12 полностью перекрывает поступление высокотемпературного пара на концевое уплотнение, то таким образом полностью предотвращаются разогрев и коробление элементов концевого уплотнения.