RU2421622C1

RU2421622C1 - Steam turbine medium-pressure two-flow cylinder

Info

Publication number: RU2421622C1
Application number: RU2009142661/06A
Authority: RU
Inventors: Леонид Арсеньевич Хоменок (RU); Леонид Арсеньевич Хоменок; Игорь Вадимович Зайцев (RU); Игорь Вадимович Зайцев; Ирина Васильевна Чикилева (RU); Ирина Васильевна Чикилева; Владимир Михайлович Ляпунов (RU); Владимир Михайлович Ляпунов
Priority date: 2009-11-18
Filing date: 2009-11-18
Publication date: 2011-06-20

Abstract

FIELD: engines and pumps. ^ SUBSTANCE: proposed two-flow cylinder comprises outer and inner housings 1 and 2, rotor 3 with disks 4 and working vanes of direct section of straight and back flows 6 and 7, diaphragms 7 and 8 of said flows and shell 11. Medium-pressure cylinder inner housing central part accommodates shielding body 12 to rest on cylinder inner housing. Shell is arranged axially symmetric inside shielding body and is provided with communicated annular chambers 13 and 14 provided with holes 15 and 16 made of the shell inner and face walls. Diaphragms of straight and back flow stages are provided with annular chambers 17 and nozzles 18. Guide vanes of second stage diaphragms are provided with holes 20. Annular chambers in said diaphragms are communicated by lines 21 and 22 with external source of cooling steam. ^ EFFECT: cooling of strained disks ob both flows, reduced metal creep Longer life. ^ 1 dwg

Description

Изобретение относится к области теплоэнергетического машиностроения и может быть использовано при модернизации действующего оборудования и создании новых турбин.The invention relates to the field of thermal power engineering and can be used to upgrade existing equipment and create new turbines.

Известна конструкция паровой турбины, в которой центральная часть ротора двухпоточного цилиндра охлаждается паром из проточной части цилиндра. Проточная часть выполнена таким образом, что давление за диском первой ступени одного из потоков выше, чем давление первой ступени второго потока. В дисках выполнены отверстия. через которые пар из камеры с более высоким давлением через отверстия в диске проходит в центральную зону, охлаждает ротор и поступает в камеру за диском второго потока (JP 7034808, МПК: F01D 25/12; F01D 9/02; F01D 9/06; F01D 25/14; F01D 25/24. опубликован 1995.02.03).A known design of a steam turbine, in which the Central part of the rotor of a double-flow cylinder is cooled by steam from the flow part of the cylinder. The flow part is made in such a way that the pressure behind the disk of the first stage of one of the flows is higher than the pressure of the first stage of the second stream. The holes are made in the disks. through which steam from the chamber with a higher pressure through the holes in the disk passes into the central zone, cools the rotor and enters the chamber behind the disk of the second stream (JP 7034808, IPC: F01D 25/12; F01D 9/02; F01D 9/06; F01D 25/14; F01D 25/24. Published 1995.02.03).

Недостатком известного устройства является сравнительно низкая эффективность охлаждения ротора (не более 30-40°С), а также наличие градиента температур по толщине полотна дисков первых ступеней.A disadvantage of the known device is the relatively low efficiency of cooling the rotor (not more than 30-40 ° C), as well as the presence of a temperature gradient across the thickness of the blade web of the first stages.

Известна конструкция паровой турбины, имеющей двухпоточный цилиндр с наружным и внутренним корпусом и подводом охлаждающего пара от внешнего источника в кольцевую камеру, ограниченную ротором и специальным корпусом с осевыми уплотнениями, расположенными на выходе охлаждающего пара к дискам первых ступеней прямого и обратного потоков (RU 2299332, МПК: F01D 3/02, F01B 5/08, опубликован 20.05.2007).A known design of a steam turbine having a two-flow cylinder with an outer and inner case and a supply of cooling steam from an external source to an annular chamber bounded by a rotor and a special case with axial seals located at the output of the cooling steam to the disks of the first stages of the forward and reverse flows (RU 2299332, IPC: F01D 3/02, F01B 5/08, published May 20, 2007).

Это известное техническое решение является наиболее близким к заявленному по совокупности признаков и принято за прототип.This well-known technical solution is the closest to what is claimed by the totality of features and is taken as a prototype.

Недостатком устройства, принятого за прототип, является сложная конструкция устанавливаемых уплотнений, возможность местного нагрева вала при задеваниях о них, наличие осевого градиента температур в дисках первых ступеней, что снижает эффективность охлаждения ротора двухпоточного цилиндра.The disadvantage of the device adopted for the prototype is the complex design of the installed seals, the possibility of local heating of the shaft when touching them, the presence of an axial temperature gradient in the disks of the first stages, which reduces the cooling efficiency of the rotor of the double-flow cylinder.

Заявленное техническое решение позволяет повысить надежность и маневренность цилиндра турбины за счет повышения эффективности охлаждения первых дисков, предотвращения задеваний в проточной части. Заявленная конструкция системы охлаждения позволяет охлаждать не только центральную часть ротора двухпоточных цилиндров в отличие от прототипа, но и охлаждать наиболее напряженные первые диски обоих потоков со стороны паровпуска и со стороны вторых ступеней, при этом снижается ползучесть металла, увеличивается его длительная прочность, в результате чего продлевается ресурс работы ротора.The claimed technical solution allows to increase the reliability and maneuverability of the turbine cylinder by increasing the cooling efficiency of the first disks and preventing grazing in the flow part. The claimed design of the cooling system allows cooling not only the central part of the rotor of the double-flow cylinders, unlike the prototype, but also cooling the most stressed first disks of both flows from the steam inlet and from the side of the second stages, while the creep of the metal is reduced, its long-term strength is increased, as a result of which the life of the rotor is extended.

Предложен двухпоточный цилиндр среднего давления (ЦСД) паровой турбины, включающий наружный и внутренний корпусы, ротор с дисками и рабочими лопатками проточной части прямого и обратного потоков. диафрагму второй ступени прямого потока и диафрагму второй ступени обратного потока, подводящий трубопровод подачи охлаждающего пара от внешнего источника, проходящий через ребро внутреннего корпуса и обойму. В центральной части внутреннего корпуса цилиндра по посадке с опиранием на внутренний корпус цилиндра установлено экранирующее тело. Обойма расположена осесимметрично внутри экранирующего тела и снабжена кольцевыми камерами, соединенными между собой и имеющими отверстия на внутренней и торцевых стенках обоймы. В диафрагмах вторых ступеней прямого и обратного потока выполнены кольцевые камеры и установлены форсунки. В направляющих лопатках диафрагм вторых ступеней обоих потоков выполнены отверстия. Кольцевые камеры в диафрагмах соединены посредством трубопроводов с внешним источником охлаждающего пара.A two-line medium-pressure cylinder (DPS) of a steam turbine is proposed, including the outer and inner bodies, a rotor with disks and rotor blades of the flow part of the forward and reverse flows. the diaphragm of the second stage of the direct flow and the diaphragm of the second stage of the reverse flow, the supply pipe for supplying cooling steam from an external source, passing through the rib of the inner casing and the clip. In the central part of the inner cylinder body, a shielding body is installed by resting on the inner cylinder body. The holder is located axisymmetrically inside the shielding body and is equipped with annular chambers interconnected and having openings on the inner and end walls of the holder. In the diaphragms of the second stages of the forward and reverse flow, annular chambers are made and nozzles are installed. Holes are made in the guide vanes of the diaphragms of the second stages of both flows. The annular chambers in the diaphragms are connected via pipelines to an external source of cooling steam.

Изобретение иллюстрируется чертежом.The invention is illustrated in the drawing.

Двухпоточный цилиндр среднего давления паровой турбины включает наружный 1 и внутренний 2 корпусы, ротор 3 с дисками 4 и рабочими лопатками 5 проточной части прямого и рабочими лопатками 6 обратного потоков, диафрагму второй ступени прямого потока 7 и диафрагму второй ступени обратного потока 8, подводящий трубопровод 9 подачи охлаждающего пара от внешнего источника, проходящий через ребро 10 внутреннего корпуса 2 и обойму 11. В центральной части внутреннего корпуса 2 цилиндра по посадке с опиранием на внутренний корпус 2 цилиндра установлено экранирующее тело 12. Обойма 11 расположена осесимметрично внутри экранирующего тела 12 и снабжена кольцевыми камерами 13 и 14, соединенными между собой и имеющими отверстия 15 и 16 на внутренней и торцевых стенках обоймы 11. В диафрагмах вторых ступеней 7 и 8 прямого и обратного потока выполнены кольцевые камеры 17 и установлены форсунки 18. В направляющих лопатках 19 диафрагм 7 и 8 вторых ступеней обоих потоков выполнены отверстия 20. Кольцевые камеры 17 в диафрагмах 7, 8 соединены посредством трубопроводов 21 и 22 с внешним источником охлаждающего пара.The double-threaded medium pressure cylinder of a steam turbine includes an outer 1 and an inner 2 bodies, a rotor 3 with disks 4 and rotor blades 5 for the direct flow part and rotor blades 6, a diaphragm of the second stage of the direct flow 7 and a diaphragm of the second stage of the reverse flow 8, supply pipe 9 the supply of cooling steam from an external source passing through the rib 10 of the inner housing 2 and the holder 11. In the Central part of the inner housing 2 of the cylinder on landing with the support on the inner housing 2 of the cylinder installed the wounding body 12. The holder 11 is located axisymmetrically inside the shielding body 12 and is equipped with annular chambers 13 and 14 connected to each other and having holes 15 and 16 on the inner and end walls of the holder 11. In the diaphragms of the second stages 7 and 8 of the forward and reverse flow are made annular holes 17 and nozzles are installed 18. In the guide vanes 19 of the diaphragms 7 and 8 of the second stages of both flows, holes 20 are made. The annular chambers 17 in the diaphragms 7, 8 are connected via pipelines 21 and 22 to an external source of cooling steam.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.The proposed device operates as follows.

Охлаждающий пар, отбираемый от внешнего источника, поступает по подводящему трубопроводу 9 через экранирующее промежуточное тело 12 в полую обойму 11 с кольцевой полостью 13. Далее охлаждающий пар разделяется - малая часть выходит через отверстия 15 в кольцевой зазор между обоймой 11 и ротором, обдувая центральную часть ротора 3, остальной охлаждающий пар попадает в кольцевые камеры 14 и, выходя через отверстия 16, обдувает торцевые поверхности первых дисков 4 прямого и обратного потоков со стороны паровпуска. Кроме того, охлаждающий пар, также отбираемый от внешнего источника, поступает по подводящим трубопроводам 21, 22 в кольцевые камеры 17 диафрагм вторых ступеней 7, 8, проходя через отверстия 20, которые просверлены в направляющих лопатках 19, и через специальные форсунки 18, попадает в кольцевые зазоры между первыми дисками ротора 4 прямого и обратного потоков и телами диафрагм 7 и 8, охлаждая торцевые поверхности этих дисков со стороны второй ступени. В результате первые диски обоих потоков ротора равномерно обдуваются охлаждающим паром со стороны паровпуска и со стороны вторых диафрагм, при этом охлаждаются первые диски и центральная часть ротора.The cooling steam, taken from an external source, enters through the supply pipe 9 through a shielding intermediate body 12 into a hollow holder 11 with an annular cavity 13. Next, the cooling steam is separated - a small part exits through holes 15 into the annular gap between the holder 11 and the rotor, blowing the central part rotor 3, the rest of the cooling steam enters the annular chambers 14 and, leaving the holes 16, blows off the end surfaces of the first disks 4 of the forward and reverse flows from the steam inlet side. In addition, the cooling steam, also taken from an external source, enters through the supply pipes 21, 22 into the annular chambers 17 of the diaphragms of the second stages 7, 8, passing through holes 20 that are drilled in the guide vanes 19, and through special nozzles 18, annular gaps between the first disks of the forward and reverse flow rotor 4 and the bodies of the diaphragms 7 and 8, cooling the end surfaces of these disks from the side of the second stage. As a result, the first disks of both rotor flows are uniformly blown with cooling steam from the steam inlet side and from the side of the second diaphragms, while the first disks and the central part of the rotor are cooled.

Claims

Double-flow medium-pressure cylinder of a steam turbine, including the outer and inner casings, a rotor with disks and rotor blades of the flow part of the forward and reverse flows and the diaphragm of the forward and reverse flows, and a ferrule, characterized in that in the central part of the inner housing of the medium-pressure cylinder, it is mounted a shielding body is installed on the inner cylinder body, the yoke is located axisymmetrically inside the shielding body and is equipped with annular chambers interconnected and having openings on the inner and end walls of the cage, while in the diaphragms of the second stages of the forward and reverse flows, annular chambers are made and nozzles are installed, holes are made in the guide vanes of the second diaphragms of both flows, and the annular chambers in the diaphragms are connected via pipelines to an external source of cooling steam.