Результат интеллектуальной деятельности: ЦИЛИНДР ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ ВЛАЖНО-ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ

Изобретение относится к влажно-паровым турбинам, имеющим двухкорпусную конструкцию цилиндра высокого давления (ЦВД) с влагоулавливающим устройством в поворотном канале между корпусами за последней ступенью прямоточного отсека ЦВД. Изобретение может быть использовано, например, во влажно-паровых турбинах различной мощности для АЭС.

Известно внутритурбинное размещение влагоулавливающего устройства в перепускном участке в зоне поворотного канала двухкорпусного ЦВД с петлевой схемой проточной части влажно-паровой турбины [1]. Негативная сторона такого внутритурбинного размещения сепаратора то, что не обеспечивается удаление водяной пленки, образующейся при осаждении крупнодисперсной влаги на поверхности внешнего корпуса в зоне поворотного канала за последней ступенью прямоточного отсека ЦВД.

Известно также влагоулавливающее устройство в виде полой кольцевой поворотной лопатки со щелями, установленной за последней ступенью в поворотном канале в зоне паровыпускного тракта ЦВД [2]. Конструкция такой полой лопатки со щелями для влагоудаления очень сложна для практической реализации, так как требует применения точной штамповки и сварки, а также уникальной механической обработки для выполнения щелей на ее поверхностях. На вогнутой поверхности лопатки осаждается только часть влаги, другая ее часть проходит мимо лопатки и осаждается на стенках выхлопной части наружного корпуса. Кроме того, в зоне расположения паровыпускных патрубков форма поворотной лопатки должна иметь радиальное направление выхода потока, вследствие чего ее влагоулавливающая эффективность значительно снижается примерно на 1/3 окружности, занятой патрубками.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является обеспечение во влажно-паровой турбине двухкорпусной конструкции эффективного удаления пленочной влаги, образующейся на торообразной поверхности наружного корпуса в поворотном канале за последней ступенью прямоточного отсека ЦВД.

Решение этой задачи обеспечено во влажно-паровой турбине, содержащей наружный и внутренний корпусы, влагоулавливающее устройство, размещенное в поворотном канале за последней ступенью прямоточного отсека, в котором согласно изобретению влагоулавливающее устройство выполнено в виде кольцевой камеры отбора на внутренней торообразной поверхности наружного корпуса, при этом указанная камера отбора организована посредством кольцевого козырька, образующего с торообразной поверхностью кольцевую щель, размещенную в верхней по ходу пара половине указанного канала.

В предлагаемой конструкции влажно-паровой турбины при повороте потока после последней ступени прямоточного отсека ЦВД (который может представлять либо всю прямоточную часть ЦВД, либо прямоточный участок проточной части, выполненной по петлевой схеме) выпадение капель дисперсной влаги на торообразную поверхность, наружного корпуса, как показывает расчет, происходит в основном в верхней по ходу пара половине поворотного канала, что обуславливает заявленное месторасположение указанной кольцевой щели. Таким образом, благодаря кольцевой щели поворотный канал за последней ступенью прямоточного отсека ЦВД выполняет функцию влагоотделителя крупнодисперсной влаги.

Изобретение поясняется описанием примера его выполнения и чертежами, где на фиг.1 изображен продольный разрез ЦВД турбины с прямоточной проточной частью, на фиг. 2 - продольный разрез ЦВД вне прямоточного участка проточной части при выполнении последней по петлевой схеме.

ЦВД влажно-паровой турбины содержит наружный корпус 1, внутренний корпус 2, прямоточный отсек 3 во внутреннем корпусе 2, за последней ступенью 4 отсека 3 поворотный канал 5 между корпусами 1 и 2. Прямоточный отсек 3 в зависимости от выполнения проточной части турбины может представлять собой либо всю проточную часть, либо прямоточный участок проточной части, выполненной по петлевой схеме. В верхней по ходу пара половине поворотного канала 5 размещен кольцевой с горизонтальным разъемом профилированный козырек 7, соединенный с корпусом 1 и образующий с торообразной поверхностью 6 кольцевую щель 8 на входе в камеру отбора 9, представляющую собой кольцевую полость в корпусе 1 со стороны торообразной поверхности 6, прикрытую козырьком 7. Щель 8 расположена на участке, составляющем 1/3 длины канала 5 со стороны выхода из него (в зоне углов поворота от 120 до 180^o). Оптимальное размещение щели 8 определяется расчетным путем по расчетным траекториям капель.

Во время работы турбины влажно-паровой поток за последней ступенью 10 отсека 3 поворачивает в канале 5 с большой скоростью, при этом происходит осаждение крупнодисперсной влаги на торообразной поверхности 6 наружного корпуса 1 в верхней по ходу пара половине канала 5. Водяная пленка под действием потока пара перемещается по поверхности 6 корпуса 1 и через щель 8 с некоторым количеством пара попадает в камеру отбора 9, из которой она направляется в систему регенерации (не показана) турбины. Основной поток пара направляется за козырьком 7 в ЦВД с прямоточной проточной частью в паровыпускной патрубок 10, в ЦВД с проточной частью по петлевой схеме в перепускной канал 11. Таким образом, благодаря наличию в верхней по ходу пара половине канала 5 входной щели 8, организованной вдоль образующей торообразной поверхности 6, обеспечен отбор водяной пленки с поверхности 6. В результате повышается экономичность проточной части высокого давления.

Источники информации
1. Патент Швейцарии 423816, F 01 D 13/05, 1967.

2. Патент CS 229218, F 01 D 5/00, 01.03.1986.