Выбор схемы и расчет концевых уплотнений

Для сокращения потерь с утечками пара в местах выхода вала из корпуса турбины устанавливаются концевые лабиринтные уплотнения. Проектируемый цилиндр имеет петлевую схему течения пара, следовательно необходимо установить промежуточное уплотнение, отделяющее друг от друга отсеки проточной части.

К уплотнениям предъявляется целый ряд требований. Главным из них является обеспечение минимальной утечки пара. Для этого зазоры в уплотнениях должны быть минимально допустимыми из соображений невозможности задеваний. Утечки пара также определяются конструкцией уплотнений и числом гребешков.

Концевые уплотнения распределяются на ряд отсеков камерами, из которых предусматривается отвод части пара в промежуточные ступени турбины или в подогреватели регенеративной схемы. В крайних камерах уплотнений поддерживается с помощью эжектора разрежение, за счет чего исключается попадание пара в помещение машинного зала. В камеры, соседние с крайними, подводится охлаждающий пар из деаэратора от общего коллектора, в котором поддерживается небольшое избыточное давление в 10-20 кПа.

На рисунке 5.1 приведена схема уплотнений ЦВД турбины Т-185-12,8.

Схема уплотнений ЦВД турбины Т-185-12,8

Рис.5.1.

Начальное состояние пара перед первым отсеком переднего уплотнения будет соответствовать состоянию пара за последней ступенью первого отсека, а перед первым отсеком заднего уплотнения- состоянию пара за последней ступенью второго отсека. Начальное состояние пара перед промежуточным уплотнением будет соответствовать состоянию пара за соплами регулирующей ступени, а за промежуточным уплотнением - состоянию пара за последней ступенью первого отсека.

Расчет лабиринтного уплотнения производится для отсеков до отвода пара в сальниковый подогреватель (СП). Для последующих отсеков число гребешков конструктивно принимается равным 6-10 для каждого отсека.

Процесс в уплотнениях может быть с достаточной точностью рассматриваться как процесс дросселирования с сохранением постоянной энтальпии. Поэтому удельный объем пара в камерах определяется по формуле (1.3) [1] при заданном в камере давлении и постоянной энтальпии, соответствующей энтальпии перед первым отсеком соответствующих уплотнений.

Расход пара в отсек уплотнений может быть определен по известной формуле

,

где m­_y=0,7-0,75- эмпирический коэффициент расхода, зависящий от формы гребешков и относительных размеров гребешка и радиального зазора между гребешками и валом; F_y=pd_Вd- площадь радиального зазора (d_В- диаметр вала в уплотнении, d- радиальный зазор, принимаемый 0,5-0,8 мм); p₀,v₀- давление и удельный объем пара перед отсеком; e =p₁/p₀- отношение давлений пара за и перед отсеком; z- число гребешков.

При заданных утечках пара в уплотнение из указанной формулы можно определить число гребешков. Для первых отсеков концевых и промежуточного уплотнений принимаем утечку пара 0,5-1% от расхода свежего пара. Для последующих отсеков расход принимается равным половине расхода предыдущего отсека. Результаты расчета сведены в табл. 5.

Часть II: РАСЧЕТЫНА ПРОЧНОСТЬ ДЕТАЛЕЙ ТУРБИНЫ

При тепловом расчете проточной части паровой турбины некоторые величины, такие как ширина рабочей решетки, толщина диска и др., предварительно принимаются с последующей проверкой возникающих при их работе напряжений и сравнением их с допускаемыми напряжениями для выбранного материала.

Все рабочие лопатки цилиндра и бандажные ленты изготовлены из материала 15Х11МФ.