CS116892A3 - Steam turbine - Google Patents

Steam turbine Download PDF

Info

Publication number
CS116892A3
CS116892A3 CS921168A CS116892A CS116892A3 CS 116892 A3 CS116892 A3 CS 116892A3 CS 921168 A CS921168 A CS 921168A CS 116892 A CS116892 A CS 116892A CS 116892 A3 CS116892 A3 CS 116892A3
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
rotor
blades
fixed
movable
steam turbine
Prior art date
Application number
CS921168A
Other languages
English (en)
Inventor
Jean-Pierre Ing Gros
Guillaume Ing Verschaeve
Original Assignee
Alsthom Gec
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=9412055&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=CS116892(A3) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Alsthom Gec filed Critical Alsthom Gec
Publication of CS116892A3 publication Critical patent/CS116892A3/cs

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12Blades
    • F01D5/14Form or construction
    • F01D5/141Shape, i.e. outer, aerodynamic form
    • F01D5/142Shape, i.e. outer, aerodynamic form of the blades of successive rotor or stator blade-rows
    • F01D5/143Contour of the outer or inner working fluid flow path wall, i.e. shroud or hub contour
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/02Blade-carrying members, e.g. rotors
    • F01D5/06Rotors for more than one axial stage, e.g. of drum or multiple disc type; Details thereof, e.g. shafts, shaft connections
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D1/00Non-positive-displacement machines or engines, e.g. steam turbines
    • F01D1/02Non-positive-displacement machines or engines, e.g. steam turbines with stationary working-fluid guiding means and bladed or like rotor, e.g. multi-bladed impulse steam turbines
    • F01D1/10Non-positive-displacement machines or engines, e.g. steam turbines with stationary working-fluid guiding means and bladed or like rotor, e.g. multi-bladed impulse steam turbines having two or more stages subjected to working-fluid flow without essential intermediate pressure change, i.e. with velocity stages
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D11/00Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/001Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between stator blade and rotor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D11/00Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/08Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Control Of Turbines (AREA)

Description

° i urbiny obsahující rotor h každý pevným lop.atkováníz; judt. Míto« vSbteďka atiwkát 11504 PRAHA 1, Žitná 25 '“Ί ϋ ! j ni :·"< f--c m i- r··7 ··.u t· ······ v* ·
Vynález se týká akční parnístator a několik stupňů tvořer následovaným pohyblivým 1ren, přičemž toto pevné pátkováním otáčejícím se s roto-lopatkování vytváří více než 85% tlakového spádu stupně*
Dosavadní stav techniky
Ve známých akčních turbinách jsou pohyblivé lopatky upevněnyna kotoučích pevně spojených s-rotorem, Z důvodů dynamického chování rotoru (viz obr.l) jenezbytné mu poskytnout dostatečnou tuhost, vedoucí kevhodnému průměru DB náboje. Naproti tomu s ohledem na výkonje zapotřebí udržovat tento průměr na co možná nejroenšívelikosti, neboť změnšení průměru dovoluje zmenšit únikovouprůřezovou plochu mezi pevnými a pohyblivými částmi a tedyúniková množství samotná. Tato dvě pravidla dovolují určitprůměr rotoru DR kompromisem.
Aby se mohly pohyblivé lopatky upevnit na kotoučirotoru, aniž by tento kotouč zratil své mechanické vlast-nosti, je zapotřebí vytvořit dostatečně velký prostor mezizákladnou lopatky a dříkem rotoru. V těchto podmínkách, kdyžje průměr DR pevně stanoven, existuje dolní mez pro ní prů-měr DB lopatky na základně. ' '
Pro zvýšení výkonu (obr.2) je kromě toho vhodnézvýšit štíhlost Z (poměr mezi vrcholovým průměrem DK lopatkya průměrem DB lopatky na základně). Čím je totiž štíhlost Zvětší (při šířce daných lopatek), tím jsou menší ztráty vy-plývající ze sekundárních úniků (e). Jakmile jsou všakpodmínky funkce stroje pevně stanoveny, je stanoven průchozíprůřez pro páru. Ten je však úměrný hodnotě DB2(Z2-1). Jetedy zřejmé, že pro zlepšení výkonu je zapotřebí maximálnězmenšit hodnotu DB, a to až na dolní mez. Tím spíše je zapotřebí zmenšit na maximum velikost π úniků nozi pevnými a pohyblivými částmi (f,f’) pro zvýšenívýkonu. Zejména únik páry (f') procházející pod pevnými lo-patkami je velmi nevýhodný pro výkon. Nejen že tato páraneposkytuje žádnou užitečnou práci, ale v důsledku přítom-nosti kotoučů před a za pevnými lopatkami vniká radiálně dohlavního proudu, který rusí.
Tlakové síly (p) působící na rotor a pohyblivélopatky, které jsou jinak relativně malé, mohou vést v něk-terých případech k tomu, že se v hlavě stroje používá vy-važovači píst o průměru o něco větším, než je průměr DR,čímž se také přispívá k určitému snižování výkonu.
Kromě toho existuji reakční parní turbiny, v nichžje tlakový spád v jednom stupni rozdělen na dvě v podstatěstejně velké části mezi pevném a pohyblivém lopatkování to-hoto stupně. Pohyblivé lopatky jsou upevněny přímo na dříkurotoru. Průměr lopatek DB na základně je blízký průměru DRdříku (bubnový rotor). V důsledku tlakového spádu v po-'hyblivém lopatkování je tlak vyvíjený na toto lopatkovánívelmi značný a vyžaduje nevyhnutelně, aby pro vyváření to-~hoto tlaku byl v hlavě stroje umístěn vyvažovači · píst ovelkém průměru, který může dosáhnout hodnoty DS (vrcholovýprůměr pohyblivé lopatky). To přispívá k výraznému poklesuvýkonu. .
Je tedy zřejmé, že problémy tlaku na lopatkovánívelmi negativně zhoršuji výkon reakčních turbin únikem vy-plývajícím z velkého průměru vyvažovacího pístu. V reakčních rurbinách není možné zmenšit pro zmenšeniúniků průměr DB na základně. Takové opatření by totiž byloprováděno zvýšením počtu stupňů tak, že by bylo nepřijatelnéz hlediska ceny a nároků na prostor v podélném směru propříslušný modul, zejména jednáli se o vysokotlaký modul.
Konečně je třeba poznamenat, že v reakčních turbinácha s bubnovým rotorem únikový proud procházející pod pevnýmilopatkami nemá rušivý účinek, který má v akčních strojích skotouči.
'-,'C ~ynal :u euene p akčních parních i-·-,·’-.··-.-, , ,,,,-11
L- C-l 4. J_ i i <□. j-‘-^U.L . - -? < V x-./l r-*- - *- . LI / J C J 1. £»·* Ll »3 L d U-
Ul X , Ί n, 1~ ... -í jy' *“i· J * '-i· l·—' -C· C4. — i i J. J^-· Λ ,U i l i i <_. _ ·.> »..·..· J. t — 'X ' velni malý rozdíl nezi průměrem DB základny a prQnérendříku. Vynález dovoluje zmenšit průměr· DB základny v alturbině tím, že se již nepoužívá kotoučů pro upevňování po-hyblivých lopatek, ale že se tyto pohyblivá lopatky upevňujípřímo na samotný rotor, jako je tomu u reakčních turbin. V turbině podle vynálezu se získává velmi dobré pro-tažení proudů páry v oblastech rozpínání, což dovolujezlepšit jejich aerodynamický výkon. Toto je důležité provšechny proudy akční turbiny s malým průtokovým množ-stvim/objemem v hlavě stroje a zejména pro vysokotlaképroudy podkritických turbin s malým hmotnostním průtokem apro vysokotlaké proudy nadkritických turbin bez ohledu nato, jaký je hmotnostní průtok. V turbině podle vynálezu se při zmenšování průměruDB základný -musí zvětšovat 'počet vstupňů. Je však třebapoznamenat, že zvyšování počtu stupňů není provázeno zvy-šováním délky proudu'.' 'Tó vyplývá z toho, že se zachovávástejná šířka pro ’pohyblivé loptaky (v ekvivalentní úrovninapětí) a ^zmenšují"še tlouštky mezistěn v důsledku zmen-šení Ap a plochy působení" sil. Dále je příčinou vypuštěníkotoučů rotbru a vyloučení"nadměrných délek v axiálním směruv důsledku průchodů těchto kotoučů pro upevnění pohyblivýchlopatek. Dále odpadá potřeba vůlí mezi kotouči a mezistě- DRúw; ní namx.
Kromě toho dochází k redukci příčného rozměru sestavymodulu v důsledku redukce základního průměru proudu. Důle-žitost této redukce je tím větší, jedná-li se o vysokotlakýmodul, což usnadňuje‘mechanickou odolnost statorových částí.
Další podrobně vysvětlení výhod vynálezu je uvedeno vzávěru popisné části"po vysvětlení provedení vynálezů s od-kazem na připojené v-ýk/resy. -4- .,./.1, ...LLiiid:
Vynález jc blíže vkladech provedeníkterý c h z n á z o. r n u j ebubnovým rotorem, o K O K- >J X · ·*. £· dán. re.
Odrobnost -V"' J ‘
V I
Líípri-2 CLU ••pr.3e na pvýkresy, turbinou ny z v-· r.l, obr.3 řez akční turbinou podle vynálezu s bubnovým rotorem,obr.4 řez stupněm turbiny z obr.3, obr.5 řez stupněm akčníturbiny podle vynálezu opatřené prvním zdokonalením, obr.6řez stupněm akční turbiny podle vynálezu opatřené druhýmzdokonalením, obr.7 řez stupeň klasické akční turbiny opat-řené stejným zdokonalením jako u obr.6, obr.8 řez stupněmakční turbiny podle vynálezu opatřené třetím ' zdokonalením,obr.9 řez stupněm akční turbiny na kotoučovém rotoru uka-zující únik na vrcholu pohyblivé lopatky, pocházející z vý-stupu pevného lopatkování (vektor nakloněný 'v úhlu bCt),obr.10 perspektivní znázorněni stupně z obr/8 ba bubnovémrotoru ukazující únik na vrcholu pohyblivé lopatky 'pochá-zející z úniku v základně mezistěny prostřednictvím axi-álních průchodů, obr.11 řez stupněm akční turbiny podlevynálezu opatřené čtvrtým zdokonalením,/obr.12 válcový řez zobr.11 a obr.13 diagram zisků výkonů '^získaných'pomocí vy-nálezu. Příklady provedení vynálezu
Klasická akční turbina znázorněná na obr.l a - 2 obsahujerotor 1 a stator 2 sestávající z vnitřního statoru 3/ avnějšího statoru j4 a několik stupňů ý5. Každý stupeň 5. jetvořen mezistěnou \6 spojenou s vnitřním statorem -pro-následovanou pohyblivým lopatkovánim 2· Pohyblivé lopatko-1 •váni 7 obsahuje pohyblivé lopatky 8, upevněné na kotouč 9 ’ spojený s rotorem J.. Mezistěna Jo obsahuje pevné lopatkování10 tvořené pevnými lopatkami 20 uloženými před pohyblivýmilopatkami B. Tyto lopatky 20 nesou věnec 11, ha“kterém jeuložena ucpávka 12 zajišťující těsnost okolo dříkií rotoru 1. j Kromě toho je na vrcholu pohyblivých loptatek 8, ulo- ížena ucpávka 13 zajišťující- těšsnost mezi rotorem a sta- 4- ·~ ν·ι?Γ toru. t- .-., . ί. CL ·.> τν.-u , .-v i ; •pávka
. <* 7, ... ...... ··' I- ... V ivěsa upevněnými do kotcui o ’. . i í ,<v i
-·· i - V.·· -L -L. _U
Průměr DR dříku rotoru _1 je fiaován na cákla;kompromisu mezi tuhostí rotoru, který vyžaduje míst dost; tečně veliký průměr, a zmenšením velikosti úniků, které sedosahuje co možná největším zmenšováním průměru.
Pro upevnění lopatek n; kí ;ouci K,- KCtCU( ztratil své mechanické vlastnosti, je zapotřebí vytvořit dostatečně velký prostor mezi dříkem rotoru 1 a patkou lo-patek 8. Když je pevně stanoven průměr DR, je za těchtopodmínek pevně stanovena dolní mez, t.j. průměr základnylopatek DB. V akční turbině zajišťuje pevné lopatkování 10 85% až95% tlakového spádu stupně v základně, přičemž zbytek jezajišťován pohyblivým lopatkováním 2·
Akční turbina podle vynálezu je znázorněna na obr.3 a4. Odpovídající prvky jsou označeny stejnými vztahovýmiznačkami jako prvky znázorněné na obr.1 a 2. Tato turbina obsahuje pevné lopatkování 10, následované pohyblivým lo-patkováním ]_, přičemž pevné lopatkování zajišťuje 85% až 95%tlakového spádu stupně v základně a zbytek je zajišťovánpohyblivým lopatkováním 7_.
Pohyblivé lopatky 2 nejsou upevněny na kotoučích,ale přímo na rotoru 1 (bubnovém rotoru). Z toho vyplývá, žeDB * (průměr základny lopatek 8_) je velmi blízký DR* (průměrudříku rotoru), přičemž DB’ je menší než DB’ a výška H prů-chodu pro. páru se zvětšuje a výkon této turbiny je zlepšený. Přes zvýšení výšky pevného lopatkování 10 je plochapůsobeni tlakové síly na mezistěnu o něco menší, než je uklasické turbiny (vnitřní věnec 11 ’ je redukován na pouhoubandáž a průměr vnějšího věnce je o něco menší). Kromě ,tohodochází ke snížení tlakového spádu &amp;p na sestavě mezistěny,neboť toto řešení obsahuje více stupňů. Je tedy možné zmen-šit tloušťku této mezistěny vzhledem k tloušťce u klasického řešení. 1 eb: -1,.. '·'> ,.ν-. Γ'ΐΓ1 i kot ouči, která byla po +- ·* - V '_· Wilul v klasické _ Lis i. L· í íi?i 0 ž ň o v á i * X ~ . i ad v ci 11 _ i *. -· L- u. v .... ní rovněž ji U t, ..y é .z ťovat odstup nazistěny od touže, které nu t vzh 2 £ τη k průhybu mezistěny. R 7· 7; č JI je.tedy ná. Jak je patrné při src τ' r* S 1 4. ání obr.l a 2, j sou p růmě dříku rotorů DR ’ a DR v podstatě stojné. Naproti tonu průměrPS' je menší než průměr DB. Počet stupňů turbiny podle vy-nálezu je nádoben poměrem (DB)*/(DB’)a, ale toto zvýšenípočtu stupňů není doprovázeno zvýšením dálky turbiny zdůvodů vysvětlených výše a celková délka každého z modulů jestejná. Vzhledem k tomu, že průměr DB’ základny je menší,než je průměr DB, jsou průměr Dl’ vnitřního statoru avnějšího statoru DE ’ menší, než odpovídající průměry DT a DEklasické akční turbiny.
Turbina podle vynálezu se vyznačuje tedy velkou kon-strukční výhodou vzhledem ke klasické turbině*!'Zvýšení vý-konu u turbiny podle vynálezu může dosáhnout *5% pronadkritické vysokotlkaké moduly a 3,5% proTpodkriťické vy-sokotlaké moduly. 'Podle zdokonaleni vynálezu znázorněného na obr.5 patky 16 (část závěsu přesahující rotor 1) pohyblivých 'lo-patek 8. a spodní bandáž 11’ mezistěny 6," která IfeŽí proti <nim, jsou opatřeny úkosy tak, že únikový proud, který přó-·chází ucpávkou 12, je vháněn prakticky axiálně doT hlavníhoproudu. Za těchto podmínek únikový proud méně 'ruší hlavní·»proud, z čehož vyplývá přídavné zvýšení " výkonu; Ůle třebapoznamenat, že úkos 17 nevyvolává zvětšení rozteče*,ktěrá je rovná rozteči JI turbiny z obr.4.
Podle jiného zdokonaleni podle vynálezu znázorněného na obr.6 je v patce 16 každé pohyblivé lopatky 8/ vytvořenprůchod 18 rovnoběžný s osou řotoru JL. Průřez průchodu 18 jepovažován za obzvláště důležitý pro zajištění 'čelkovéhoprůtoku únikového proudu procházejícího “pod mezistěnou 6,jakož i velmi malého podílu hlavního průtokového·proudu, cožvyluču je “rušení sekundárními" “proudy <a 'žťráífu/" která jé s tím :r*x e-rvic 16 -.νΊ~ι Ο 7,. 4,-, 'Λ.·: ,Ϊ Λ -· -ί 7-,- ,.,‘ς ^-,-.7-..-, '4 ΧΛ Λ £.· χ ...'.I Ο C U 7 '..ι 1— «— <U. '-t i 4 '—· >·».· 1.^ i— .X U. »_i J J i* ./ulC U- i i *». k 1 op.—u..1. o. -u u 1 ρ i um o i ρ j. uc * i c u u pí o ku cle |p o by b 11. \ e c o |p u t Ισο vc π í 1,čTacpak v akčních turbinách s kotouči (obr. 7) je vytváření 4 -,-χΛλ.λΚ -ί -U. U. £. <Λ □ i., J. průchodů v /houlcsti íenr v z d nezně jhledem na průměr dříku anebo hloubku výběžků závěsu. vrtání všech provádí
Lmyi všech kotoučích současně, co! v. . ύ -ι... ! e ao br měly všechnu stejný průměr, což brání optimalizaci rozměrů
Kromě toho úběr těchto průchodů lj důležitv vzhledem k jejich způsobu konstrukce, nedovoluje získat op-timální zaoblení na vstupu (poměr R/0, kdé R je poloměr na-pojení mezi průchodem a lícem kotouče, JZ je průměr průcho-du), ani optimální poměr L// (kde L je délka průchodu). Jetotiž potřebné tento poměr R/0' volit větší než 0,5 a poměrL/0 větší než 2, aby se zajistilo, že koeficient průtokuprůchodu je téměř nezávislý na dopadu tekutiny.
Kromě toho přítomnost těchto průchodů '18 mění ventilační proudy a tedy rozdělení tlaků na kotouči. Rozdíltlaku mezi přední a výstupní stranou průchodu není přesněznám (i když je rozdíl tlaku mezi přívodní a výstupnístranou lopatky v základně je pevně určen). Tato nejistotase odráží současně v průtokovém množství procházejícím prů-chodem a 'v tlaku, který he vyvíjen na kotouč. Za těchtopodmínek se dá optimální dimenzování vyvažovačích průchodů18 velmi obtížně dosáhnout. Ve skutečnosti z toho vyplývámnohem menší zisk výkonu, než jaký je teoreticky maximálnědosažitelný. V pohyblivém lopatkování podle vynálezu je možné na-proti tomu dosáhnout řady výhod. Zaoblení na vstupu může býtoptimální (R/0 je přibližně rovné 1), úhel dopadu páry navstupu je známý a má navíc jen malý vliv na průtokovémnožství páry procházející průchodem, .rozdíl tlaku mezipřívodní a výstupní stranou průchodu (pevně stanovenýstupněm reakce v /základně turbiny) je tčélá určen a poměr Λ
je optimální. Za těchto podmínek nečiní dimenzrovánívyvažovačích otvore: žádná obtíži a jejich ácinnoot je blízkáteoreticky maximálně dosažitelné účinnosti. Navíc nenízvýšena nejistota vyvíjeného tahu a tlaku. Všechny provedeníprůzkumy konečně ukazují, že potřebná velikost průchodů jetaková, že průchod 13 nezhoršuje mechanické vlastnosti patky16 lopatky _8.
Po,dlo dalšího zdokonalení vynálezu znázorněného naobr.8 a 10 se vyvrtá jeden průchod 19 dc každé pevné lo-patky, prodloužený axiálně orientovaným průchodem 19 ’ v ob-vodovém věnci. Je tak možné odebírat unikající páru v prvníkomoře 21 ucpávky 12 mezistěny 6 injektoru axiálně na vstupuucpávek 13 pohyblivých lopatek 8., čímž se využije od-stupňování tlaku existující ve stupni: Pl>P2>P3>P4>P5.
Za těchto podmínek je část unikající páry v základněmezistěny 6. vstřikována na vrcholu pohyblivě loptaky .8, coždovoluje celkově zmenšit snížení hlavního průtokovéhomnožství tekutiny, které pracuje v pohyblivém loptakování 7_,z čehož vyplývá zvýšeni výkonu. Tento systém kromě tohoposkytuje výhodu,- která může být určující v případě určitýchstrojů. Stávající stroje totiž mohou v důsledku zvýšení výkonu získaného jediným rotorem vykazovat nestabilní stavy * před dosažením plné zátěže. Tyto nestabilní stavy jsoudůsledkem příčných sil působících na obvodě lopatek,vyvolaných unikajícími proudy tekutiny mezi pevnými a po-hyblivými částmi (obr . 9 ). :
Na pokusných strojích a na strojích ve skutečnémměřítku (odstředivých kompresorech a turbinách) bylo pro-kázáno, že tyto síly jsou destabilizačními faktory, kdyžtekutina, která proniká do ucpávek, vykazuje významnýotáčivý pohyb (F), a že tyto síly jsou stabilizujícími fak-tory, když tekutina proniká axiálně do ucpávek (F’).Vzhledem k tomuto zdokonalení nedochází již k;průtoku, páryna vstupu do ucpávky 13 pod úhlem pevných lopatek, aleaxiálně. Největší část průtokového množštvi“tekuťiny, kteráproniká do'aicpávek 13 pohyblivých lopětek t*edy ned^á .otáčivý ... - k* /! .-, .- 4 ... 1 na f - - 1 λ,-1 -. t- T V'·! ·» ’ ~ *-> Λ ' *“ 1-4“^ fz-s· setrvačnost než kotoučové rotory, rotorů dovoluje kromě toho výrazně zvyšovat míru stabilityvysokotlakých modúlů, zejména v případě nadkritických stro-jů.
Podle jinéhr ně dokonalení vynálezu, znázorněnéhoobr.11 a 12, se vytvoří šikmý průchod 22 mezi poslednímikomorami ucpávky 12 mezistěny 6 a hrdlem 24 každé skupiny posobě následujících pevných lopatek 20. Vzhledem k tlakovémurozdílu se opětovně vhání veškeré únikové množství z pevnéholopatkování do parního kanálu 25. To dovoluje rovněž vy-tvořit lehké nasávání proudu na přívodní straně pohyblivéholopatkování do mezery mezi pevným lopatkováním 10 a po-hyblivým lopatkováním 2· Za těchto podmínek únikový proud vzákladné mezistěny 6 už neruší hlavní proud a dovolujezlepšovat kvalitu proudění v kanálu pevného lopatkování 10(dmýchání mezní vrstvy). Tento systém používá" odstupňovánítlaků v kanálu 25, jak je vyznačeno na obr. 12: pi>p2>p3>p4. ' "
Zdokonalení popsaná na obr.5,6,8,10 a 11 mohou býtpoužita samostatně. Je rovněž možné je používat současně azejména v následujících kombinacích: - zdokonalení podle obr.5 a 8, -zdokonalení podle obr.6 a 8, - zdokonalení podle obr.8 a 11. V podkritických vysokotlakých (18MPa) anadkritických (>20MPa) modulech akčních turbin vynález do-voluje zlepšit aerodynamický výkon vysokotlakých proudů o 1%až 4% (podle výkonu stroje a zvoleného termodynamickéhocyklu) pouhým použitím bubnového rotoru (viz obr.13).Bubnový rotor usnadňuje používání prostředků dovolujícíchsnižování aerodynamických ztrát vyplývajících z úniků páryna průměru DR’ mezistěny 8. a jejího opětovného vhánění dohlavního proudu přes pohyblivými lopatkami,., jak bylo vy- fi- -ΙΟ- Ι ,-, ;růchodííkosu spodníplývající z opětovnéhoakční turbiny velni zr chodí spodní ironr v, ondar r, vy
Aerodynam rovna’' í '~'k k ltráty vhánění únikových množství jsou udu s1edku v a a — ne no 11uho\e noMnbnn činit od 1b do 21modulu. Navrhované prostředky dovolují zmenšení o velikost (B), která jde až na 70b (viz obr.12).
Bubnový rotor usnadňuje použití uvedených prostředků spádu v iU, ii'- pevném lopatkování. Mohou výkonu •át (vytváření průchodů lopatkách mezistěn) , dovolujících zmenšit nestabilní stavy rotoru vyplývající ze silovýchúčinků páry (obr.9 a 10). Řešeni dovoluje zmenšit příčnározměry a hmoty modulů a usnadňuje odolnost vůči tlakustatorových částí. To vše se děje při zachování podélnýchrozměrů modulu. Řešení konečně umožňuje zachovat princip akčníturbiny při použití bubnového rotoru, vyznačujícího sevýhodou spočívající v tom, že při stejné délce rotoru jezákladní průměr pro akční turbinu menší než pro reakční-turbinu. Kromě zisků výkonu získaných v parním kanálu, jakjiž bylo vysvětlen, vede velmi malý tlak na rotor akčníturbiny k tomu,, že její vyvažovači pást má mnohem menšíprůměr, než u reakční turbiny. Tento poslední znak seprojevuje dalším ziskem výkonu, který může dosáhnout 2¾ vpřípadě některých strojů pracující s velmi vysokým tlakem.

Claims (5)

  1. ΙΛ»Κο» V^STEČKA asžwkét 115 Q4 PRAHA 1, ŽSná 25 -·> 1 j -ra » Xf i > o í O« ' v. m » C' c; L í'< > <~· . Akčn: ?arn: <ř-a·-c Π1 ?t*í ”· - ·< "ř rotor několik stupňů tvořených každý nečištěnou 3 pevným lopat-kováním, následovanou pohyblivým lopatkováním obsahujícímlopatky otáčející se s rotorem, přičemž pevné lopatkovánívytváří více než 35% tlakového spádu v základně stupně,:>u uloženy přímo vyznačená tím,.že pohyblivé lopatky (na rotoru (1),
  2. 2. Akční parní turbina podle nároku 1 únikovým kanálem v základně mezistěny, vyznačená tím, že proud úni-kového kanálu je vháněn prakticky axiálně do hlavního prou-du .
  3. 3. Akční parní turbina podle nároku 1 vyznačená tím,že patka (16) každé lopatky (8), upevněná na rotoru (1), jeopatřena průchodem (18) v podstatě rovnoběžným s osou rotorua spojující obě strany patky (16), jehož ústí leží v blíz--osti základny mezistěny (6).
  4. 4. Akční "'parní turbina podle kteréhokoli z nároků 1až 3, u níž je základna mezistěny opatřena ucpávkou obsa-hující několik komor - v řadě za sebou a vrchol pohyblivýchlopatek je opatřen ucpávkou, vyznačená tím, že pevné lopatky.(20) a mezistěna (6) jsou opatřeny průchody (19,19’) nasá-vajícími únikovou páru v první komoře (21) ucpávky (12) vzákladně mezistěny (8) a vhánějícími ji axiálně na vstupuucpávky (13) pohyblivých lopatek (8).
  5. 5. Akční parní turbina podle nároku 1, u níž bandážmezistěny, na níž jsou uloženy paty pevných lopatek, jeopatřena ucpávkou tvořenou několika komorami uspořádanými vřadě za sebou, vyznačená tím, že bandáž dl’) obsahuje na-kloněné kanály (22) spojující jednu z posledních komor (23)s hlavním proudem tak, že únikový proud v základně mezistěny(6) je znovu vháněn tangenciálně do kanálu (25) tvořenéhodvěma po sobě následujícími lopatkami (20) pevného 'lopatko- vání (10) . 4164-% -12- Anotace Název vynálezu: Akční parní turbina a někc-lopatkc-(7) ob- ?ikě"t»í j, „iv.-í Turbina obsahuje rotor (1) a, stator (2]lik stupňů (5) tvořených každý mezistěncuvspevnýmváním (10), následovanou pohyblivým lopatkovánímsáhujícím lopatky (8) otáčející se s rotorem (1), jsřičcra* Pevné lopatkováni 0«) vytváří více než 85% tlakového spádu vzákladně stupně (5). ,í"" ^0"" v^-Ínačujo jiřina Lí,.., 2^· Lopatky (8) jsou uloženy přímo na rotoru (1Lť u r b i ny noho u—být·· opatřany.i. .-dnkstji!. i ^.iiiJTzrann-ěuíícím-i—se—diwjd^rnř-^rrTrSžb.y, .^TaJiové zdokonalea-í· spoěivá-^apříklad v tom) Patka (Γ6) každé lopatky ( 8 ) upevněná na rotoru (1) jeopatřená průchodem (18 ) v "podstatě rovnoběžným s p&amp;ou .rotoru (4)a spojů jící** obě ‘strany patky'(16), -j^jÍtož. tfstJ .eží v blíz- y·. ____ . ,.............. ..... ........r. .. . ....... ______ _______ ^ri7ýg,;>nf νγΐΓοηι.Τ”'ο'"ΐιδΙι6ΐΐ·]ΐ í- kostí "z ák ladný'"’’mezí stěny“''(6)7f w frlulo žp&amp;aobom lao* 4 d: Cidlinu ut
CS921168A 1991-04-19 1992-04-16 Steam turbine CS116892A3 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9104855A FR2675536B1 (fr) 1991-04-19 1991-04-19 Turbine a action a rotor tambour et perfectionnement a ces turbines.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS116892A3 true CS116892A3 (en) 1992-11-18

Family

ID=9412055

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS921168A CS116892A3 (en) 1991-04-19 1992-04-16 Steam turbine

Country Status (18)

Country Link
US (1) US5328326A (cs)
EP (1) EP0509921B1 (cs)
JP (1) JPH05113101A (cs)
KR (1) KR920020054A (cs)
CN (1) CN1034525C (cs)
AT (1) ATE137839T1 (cs)
AU (1) AU653805B2 (cs)
BR (1) BR9201429A (cs)
CA (1) CA2066318A1 (cs)
CS (1) CS116892A3 (cs)
DE (1) DE69210462T2 (cs)
DK (1) DK0509921T3 (cs)
ES (1) ES2086681T3 (cs)
FR (1) FR2675536B1 (cs)
GR (1) GR3020662T3 (cs)
MX (1) MX9201778A (cs)
RU (1) RU2058494C1 (cs)
ZA (1) ZA922827B (cs)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0894944A1 (de) * 1997-07-29 1999-02-03 Siemens Aktiengesellschaft Turbinenbeschaufelung
EP0894945A3 (de) 1997-07-29 2000-07-12 Siemens Aktiengesellschaft Turbine, sowie Turbinenschaufeln
US5984639A (en) * 1998-07-09 1999-11-16 Pratt & Whitney Canada Inc. Blade retention apparatus for gas turbine rotor
EP0982475A1 (de) * 1998-08-28 2000-03-01 Asea Brown Boveri AG Beschaufelung einer axial durchströmten Turbomaschine mit Deckbändern
DE10019546B4 (de) * 2000-04-20 2016-04-07 Alstom Technology Ltd. Dampfturbine mit einem einem Rotor und/oder einem Stator zugeordneten Schaufelträger
GB0416932D0 (en) * 2004-07-29 2004-09-01 Alstom Technology Ltd Axial flow steam turbine assembly
GB0416931D0 (en) * 2004-07-29 2004-09-01 Alstom Technology Ltd Axial flow steam turbine assembly
CN100340740C (zh) * 2004-09-17 2007-10-03 北京全三维动力工程有限公司 一种超高压冲动式汽轮机
US8047767B2 (en) * 2005-09-28 2011-11-01 General Electric Company High pressure first stage turbine and seal assembly
RU2303136C1 (ru) * 2005-12-30 2007-07-20 Владимир Степанович Григорчук Газовая турбина
DE102008052101A1 (de) * 2008-10-20 2010-04-22 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Verdichter für eine Gasturbine
CN102655925B (zh) * 2009-10-27 2015-01-28 通用电气公司 用于离心压缩机的液滴捕捉器
GB2492546A (en) * 2011-07-04 2013-01-09 Alstom Technology Ltd A labyrinth seal for an axial fluid flow turbomachine
US8894372B2 (en) * 2011-12-21 2014-11-25 General Electric Company Turbine rotor insert and related method of installation
EP2657454B1 (en) * 2012-04-26 2014-05-14 Alstom Technology Ltd Turbine diaphragm construction
US9394797B2 (en) * 2012-12-04 2016-07-19 General Electric Company Turbomachine nozzle having fluid conduit and related turbomachine
EP3249157B1 (en) * 2015-02-23 2020-05-27 Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corporation Steam turbine
JP6507460B2 (ja) * 2015-08-21 2019-05-08 三菱重工コンプレッサ株式会社 蒸気タービン
EP3358142B1 (en) * 2017-02-02 2021-08-18 General Electric Company Turbine tip shroud leakage flow control
CZ2022355A3 (cs) * 2022-08-25 2023-10-25 Doosan Ĺ koda Power s.r.o. Turbínová sestava axiální turbíny

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2197521A (en) * 1938-04-21 1940-04-16 Westinghouse Electric & Mfg Co Turbine apparatus
DE838191C (de) * 1946-06-07 1952-03-27 Gebrüder Sulzer Aktiengesellschaft, Winterthur (Schweiz) Schaufelung für axiale Turbomaschinen und Verfahren zur Herstellung derselben
JPS501646B1 (cs) * 1970-07-11 1975-01-20
US3756740A (en) * 1971-08-11 1973-09-04 M Deich Turbine stage
GB1364511A (en) * 1971-08-11 1974-08-21 Mo Energeticheskij Institut Turbines
FR2666846B1 (fr) * 1990-09-13 1992-10-16 Alsthom Gec Grille d'aubes pour turbomachine munie de fentes d'aspiration dans le plafond et/ou dans le plancher et turbomachine comportant ces grilles.

Also Published As

Publication number Publication date
JPH05113101A (ja) 1993-05-07
AU653805B2 (en) 1994-10-13
US5328326A (en) 1994-07-12
BR9201429A (pt) 1992-12-01
MX9201778A (es) 1992-10-01
DE69210462T2 (de) 1996-09-05
CA2066318A1 (fr) 1992-10-20
EP0509921B1 (fr) 1996-05-08
FR2675536A1 (fr) 1992-10-23
FR2675536B1 (fr) 1994-12-09
EP0509921A1 (fr) 1992-10-21
ES2086681T3 (es) 1996-07-01
RU2058494C1 (ru) 1996-04-20
GR3020662T3 (en) 1996-10-31
AU1491992A (en) 1992-10-22
DK0509921T3 (da) 1996-07-08
KR920020054A (ko) 1992-11-20
DE69210462D1 (de) 1996-06-13
ATE137839T1 (de) 1996-05-15
CN1034525C (zh) 1997-04-09
CN1070029A (zh) 1993-03-17
ZA922827B (en) 1992-12-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CS116892A3 (en) Steam turbine
US9476315B2 (en) Axial flow turbine
US4643645A (en) Stage for a steam turbine
US6779972B2 (en) Flowpath sealing and streamlining configuration for a turbine
US10107104B2 (en) Airfoils for reducing secondary flow losses in gas turbine engines
US20120121411A1 (en) Labyrinth Seals for Turbomachinery
US7442007B2 (en) Angled blade firtree retaining system
EP0570106B1 (en) Axial flow turbine
JP2010159667A (ja) 軸流タービン
KR102217633B1 (ko) 가스터빈의 스트럿 구조체, 이를 포함하는 배기 디퓨저 및 가스터빈
US4732531A (en) Air sealed turbine blades
US4661043A (en) Steam turbine high pressure vent and seal system
JP7259397B2 (ja) タービン
US8545170B2 (en) Turbo machine efficiency equalizer system
US8690532B2 (en) Nozzle box of axial flow turbine and axial flow turbine
US20110103944A1 (en) Steampath flow separation reduction system
JP2017160861A (ja) ターボ機械
CN101131092A (zh) 制作用于蒸汽涡轮机的转子的方法及装置
JP2019011768A (ja) シール装置及びターボ機械
KR102285682B1 (ko) 가스터빈의 스트럿 구조체, 이를 포함하는 배기 디퓨저 및 가스터빈
US10132195B2 (en) Wheel space purge flow mixing chamber
GB2162587A (en) Steam turbines
KR102831461B1 (ko) 케이싱 내 복수 개의 가이드 베인들을 포함하는 터보기계용 블레이드 구조물
JPH0441907A (ja) タービンの排気用ディフューザ
KR102285488B1 (ko) 가스터빈의 스트럿 구조체, 이를 포함하는 배기 디퓨저 및 가스터빈