Турбины или турбомашины с уравновешиванием осевого давления – F01D 3/00

Предложен вкладыш (10) и способ изменения уравновешивающего пар сквозного отверстия (54) в рабочем колесе (52) ротора паровой турбины. Вкладыш (10) содержит корпус (12), имеющий продольную ось (14) и противоположно расположенные первый и второй концы (16, 18). Фланец (20) вкладыша проходит радиально от второго конца (18) корпуса (12). Внешняя поверхность (22) расположена по периферии корпуса (12) между указанными первым концом (16) и фланцем (20). Первый канал (24), выполненный в корпусе (12), образует первое отверстие (28) на первом конце (16), при этом указанный первый канал (24) и внешняя поверхность (22) корпуса (12) вместе ограничивают между собой стенку (32), выполненную с возможностью пластической деформации в радиальном наружном направлении. Второй канал (26), выполненный в корпусе (12), сообщается с указанным первым каналом (24) и имеет меньшее поперечное сечение, чем первый канал (24). Способ установки включает установку вкладыша (10) в сквозное отверстие (54) и развальцовку стенки (32) с обеспечением захвата осевой толщины рабочего колеса (52) между фланцем (20) и развальцованной стенкой (32) вкладыша (10). Достигается несложная установка вкладыша, которая может быть выполнена одним рабочим без модификаций колеса, устраняется опасность деформации смежных колес во время процесса установки. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

Ротационная машина, в частности турбина, насос или компрессор. Ротор (6) содержит уравнительный поршень (10) для воздействия на осевой сдвиг ротора. Уравнительный поршень (10) имеет изменения (21, 22, 23, 24) диаметра ротора (6). Между ними установлены соответственно первое (31), второе (32) и третье (33) уплотнения вала на уравнительном поршне (10), которые герметизируют соответственно первую (11), вторую (12), третью (13) и четвертую (14) камеры нагнетания со своим давлением в каждой камере. Первое изменение (21) диаметра подвержено давлению первой камеры (11) нагнетания, второе (22) - давлению второй камеры (12), третье (23) - третьей (13), а четвертое изменение (24) диаметра подвержено давлению четвертой камеры (14). Первая (11) и третья камеры (13) нагнетания соединены посредством первого нагнетательного канала (71) с первым уровнем давления на участке сходящего потока ротационной машины. Давление в первой (11) в третьей камере (13) нагнетания идентично. Вторая (12) и четвертая камеры (14) нагнетания соединены посредством второго нагнетательного канала (72) со вторым уровнем давления у лопаточной решетки (4) ротационной машины (1) таким образом, что давления во второй (12) и четвертой камерах (14) нагнетания являются идентичными. Достигается сокращение пространства для монтажа за счет уменьшения диаметра уравнительного поршня без уменьшения потенциала компенсации сдвига. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

Способ минимизации потерь в турбине (22) с множеством лопаток последней ступени. Способ включает в себя определение имеющегося общего потока (26) на входе для турбины (22) с множеством лопаток последней ступени и выбор множества лопаток (30, 34) последней ступени из набора предварительно разработанных лопаток последней ступени. Множество предварительно разработанных лопаток (30, 34) разного размера последней ступени имеют потоки (54, 58), отличные друг от друга, которые при объединении соответствуют имеющемуся общему потоку (26) на входе с низкой общей потерей (94, 98) на выходе в отличие от множества лопаток одинакового размера последней ступени из набора предварительно разработанных лопаток последней ступени. За счет лучшего соответствия между суммарным расчетным потоком для лопаток и имеющимся общим потоком достигается снижение потерь в турбине. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

Одноцилиндровая теплофикационная турбина для парогазовой установки с петлевой схемой движения пара в цилиндре, подводом пара высокого давления, подводом пара низкого давления и двумя регулируемыми отопительными отборами пара. Пар низкого давления подводится с давлением, повышенным до давления производственного отбора пара в камеру межкорпусного пространства. В ту же камеру после разворота потока на 180° поступает пар, прошедший ступени части высокого давления, расположенные во внутреннем корпусе. Тем самым организована петлевая схема движения пара в цилиндре, подвод и производственный отбор пара из камеры межкорпусного пространства одноцилиндровой турбины для парогазовой установки мощностью от 60 до 120 МВт. Достигается обеспечение прочностной надежности конструкции, компактности, улучшение маневренности турбины. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Паровая турбина (10) содержит: ротор (20) турбины; обращенную к генератору сторону (12), имеющую первую ступень (26) с первой реакцией, сторону (14) турбины, имеющую первую ступень (34) со второй реакцией, не равной первой реакции; и трубчатую часть (18). Трубчатая часть (18) расположена между обращенной к генератору стороной (12) и стороной (14) турбины. Между ротором (20) турбины и трубчатой частью (18) образован кольцевой зазор (22). Разность первой реакции и второй реакции способна вызвать поток (46) пара через кольцевой зазор (22) для уменьшения температуры ротора (20) турбины. Способ охлаждения ротора (20) паровой турбины (10) включает нагнетание потока (46) пара в паровую турбину (10). Проход потока (46) пара через первую ступень (26) с обращенной к генератору стороны. Нагнетание, по меньшей мере, части потока (46) пара через кольцевой зазор (22) за счет разности второй реакции и первой реакции для уменьшения температуры ротора (20) турбины. Проход части потока (46) пара из кольцевого зазора (22) к стороне (14) турбины. Достигается охлаждение трубчатой части ротора двухпоточной турбины в зоне впуска пара. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

Двухпоточная паровая турбина и способ охлаждения двухпоточной паровой турбины (2). Паровая турбина содержит пару сопел (18), ротор (6), несущий лопатки (12) секций, и корпус (8), несущий пару сопел (18). Каждое сопло (18) расположено в секции турбины. Поток пара подают в каждое сопло (18) секций турбины (2). Изменяют направление движения на обратное части каждого потока (4) пара для получения обратного потока (26) пара от задней стороны к передней стороне каждой секции. Каждый обратный поток (26) пара направлен в кольцевой зазор (16) между ротором (6) и корпусом (8). Отводят обратные потоки (26) пара через трубу (20), имеющую первый конец в кольцевом зазоре (16) при первом давлении и второй конец при втором давлении, которое ниже первого давления. Улучшается охлаждение корпуса паровой турбины. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 1 ил.

Устройство для отбора энергии из потока сжатого газа содержит турбодетандер, имеющий рабочее колесо турбодетандера, и генератор, имеющий ротор и статор. В рабочее колесо турбодетандера поступает радиальный входной поток. Генератор имеет ротор и статор. Ротор приводится во вращение рабочим колесом турбодетандера. Наружная поверхность статора имеет охлаждающие ребра. Турбодетандер и ротор размещены в участке трубы. Лицевая сторона рабочего колеса турбодетандера обращена к генератору. В устройстве выполнен неограниченный проход для потока расширенного газа, обеспечивающий сообщение посредством газового потока между лицевой стороной рабочего колеса турбодетандера и наружной поверхностью статора. Множество таких устройств могут быть размещены последовательно. Распределительный трубопровод природного газа включает в себя указанное устройство. Обеспечивается улучшенный отвод тепла от генератора без необходимости во внешнем охлаждении. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 3 ил.

Узел сопла турбины содержит лопатку с внутренней и внешней боковыми стенками, внешнее кольцо и разделитель потока с горизонтальным удлинением. Граница перехода между внешним кольцом и внешней боковой стенкой имеет охватываемую/охватывающую границу перехода или радиальный фиксатор. Граница перехода между горизонтальным удлинением и внутренней боковой стенкой имеет радиальный фиксатор или охватываемую/охватывающую границу перехода. Радиальный фиксатор содержит охватываемую ступеньку, выступающую вдоль оси из боковой стенки и выполненную с фланцем на ее радиальной стороне в виде второй охватываемой ступеньки, выступающей вдоль оси в боковую стенку. Охватываемая/охватывающая граница перехода содержит радиальную охватывающую выемку на боковой стенке и ответную ей радиальную охватываемую ступеньку. В случае расположения охватываемой/охватывающей границы перехода на задней кромке боковой стенки ее соединяют стыковым сварным швом, расположенным по длине охватываемой/охватывающей границы перехода. Осевая протяженность охватываемой/охватывающей границы перехода составляет менее приблизительно 1/4 осевой протяженности совмещения между боковой стенкой и внешним кольцом или горизонтальным удлинением. Изобретения позволяют снизить искажение траектории движения пара в турбине, а также упростить ее сборку. 4 н. и 28 з.п. ф-лы, 7 ил.

Турбокомпрессор содержит корпус и ротор. Ротор содержит соосные вал и обечайку, жестко скрепленные друг с другом по меньшей мере двумя равноудаленными друг от друга ориентированными вдоль продольной оси ротора пластинами одинаковой толщины. Длина пластин соответствует длине обечайки. Концевые участки ротора закреплены в газостатических подшипниках корпуса. Торец ротора, размещенный со стороны корпуса, на которую направлена продольная реактивная сила, наглухо перекрыт и составляет с соответствующим участком корпуса газовую камеру, сообщающуюся с полостью нагнетания компрессора. Первый зазор, образованный поверхностью подшипника и обращенной к ней поверхностью ротора, изолирован от газовой камеры уплотнением, размещенным у концевого участка ротора, непосредственно связан с полостью нагнетания компрессора с давлением, необходимым для разгрузки ротора от осевого усилия. Первый зазор открыт в первое газосборное кольцо, которое каналом связано с полостью всасывания компрессора. Второй зазор, образованный поверхностью второго подшипника и поверхностью ротора, изолирован от полости нагнетания компрессора уплотнением, размещенным между последней ступенью компрессора и обращенной к нему стороной второго подшипника, непосредственно связан с выходом компрессора. Второй зазор открыт во второе газосборное кольцо, которое сообщено с полостью всасывания компрессора. Достигается повышение допустимой окружной скорости, осевой и радиальной жесткости ротора при обеспечении минимальной массы и упрощение технологии изготовления. 2 ил.

Двухпоточный цилиндр среднего давления паровой турбины включает наружный (1) и внутренний (2) корпусы, ротор (3) с дисками (4) и рабочими лопатками проточной части прямого (5) и обратного (6) потоков и диафрагмы прямого (7) и обратного (8) потоков и обойму (11). В центральной части внутреннего корпуса цилиндра среднего давления по посадке с опиранием на внутренний корпус цилиндра установлено экранирующее тело (12). Обойма расположена осесимметрично внутри экранирующего тела и снабжена кольцевыми камерами (13, 14), соединенными между собой и имеющими отверстия (15, 16) на внутренней и торцевых стенках обоймы. В диафрагмах вторых ступеней прямого и обратного потоков выполнены кольцевые камеры (17) и установлены форсунки (18). В направляющих лопатках диафрагм вторых ступеней обоих потоков выполнены отверстия (20). Кольцевые камеры в диафрагмах соединены посредством трубопроводов (21, 22) с внешним источником охлаждающего пара. Позволяет охлаждать не только центральную часть ротора двухпоточных цилиндров, 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. 1 ил.

Двухконтурный газотурбинный двигатель содержит компрессор высокого давления, кольцевой питающий коллектор, межлабиринтную полость, примыкающую к боковой поверхности периферийной части диска турбины высокого давления, отделенную от проточной части турбины лабиринтным уплотнением, с междисковой полостью, отделенной от межлабиринтной полости лабиринтным уплотнением и сообщенную с проточной частью турбины через полость щелевого протока в районе периферийной части диска турбины низкого давления. Думисная полость компрессора соединена через канал, проходящий через внутренние полости лопаток соплового аппарата турбины низкого давления. Междисковая полость разделена на разгрузочную полость турбины высокого давления, разгрузочную полость турбины низкого давления, отделенные друг от друга стенкой, закрепленной по наружному диаметру на сопловом аппарате турбины низкого давления и лабиринтным уплотнением со стороны внутреннего диаметра стенки и полость щелевого протока, отделенную от разгрузочной полости турбины низкого давления лабиринтным уплотнением. Разгрузочная полость турбины высокого давления соединена с полостью щелевого протока транзитными трубками. Разгрузочная полость турбины низкого давления сообщена с кольцевым питающим коллектором каналами. Изобретение обеспечивает изменение и регулировку осевых сил, действующих на роторы турбин. 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

Паровая турбина с корпусом (2, 3), причем внутри корпуса (2, 3) с возможностью вращения установлен вал (5), содержащий компенсирующий сдвиг поршень (4) и направленный вдоль оси (6) вращения, между корпусом (2, 3) и валом (5) выполнен проточный канал (9), вал (5) содержит внутри охлаждающую линию (17) для ведения охлаждающего пара в направлении оси (6) вращения, и охлаждающая линия (17) связана с одной стороны, по меньшей мере, с одной подающей линией (16) для подачи охлаждающего пара из проточного канала (9) в охлаждающую линию (17), а с другой стороны, по меньшей мере, с одной отводящей линией (18) для отвода охлаждающего пара на боковую поверхность (19) компенсирующего сдвиг поршня (4), отличающаяся тем, что она содержит возвратную линию (21) для возврата смешанного пара, состоящего из вытекающего из отводящей линии (18) охлаждающего пара и части свежего пара, протекающей в виде утечки между корпусом (2, 3) и валом (5) в направлении компенсирующего сдвиг поршня (4), причем возвратная линия (21) начинается между зоной (10) впуска свежего пара и выходом из отводящей линии (18) и впадает в проточный канал (9). Повышается эффективность охлаждения термически нагруженных участков паровой турбины, что позволяет применять пар более высокой температуры. 18 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к области турбостроения и может быть использовано при проектировании двухпоточных турбин. Способ регулирования осевого усилия по ротору двухпоточной турбины заключается в создании направленного усилия с помощью разгрузочных отверстий в дисках ротора, величина которого обеспечивает прижатие упорного гребня ротора к рабочим колодкам упорного подшипника. Разгрузочные отверстия применяют во всех дисках одного из потоков, а во втором потоке либо применяют диски без разгрузочных отверстий, либо применяют разгрузочные отверстия в диске последней ступени, либо применяют разгрузочные отверстия в дисках двух последних ступеней. Изобретение позволяет обеспечить надежность и простоту в эксплуатации двухпоточной турбины с регулированием осевого усилия. 1 ил.

Изобретение относится к области теплоэнергетического машиностроения и может быть использовано при модернизации действующего оборудования и создании новых турбин. Двухпоточный цилиндр паротурбинной установки включает наружный и внутренний корпусы, ротор с дисками и рабочими лопатками проточной части прямого и обратного потока и подводящий трубопровод подачи охлаждающего пара от внешнего источника. На выходе охлаждающего пара в кольцевой зазор между ротором и внутренним корпусом выполнена кольцевая камера с перфорированным днищем. На входе охлаждающего пара в проточную часть установлены радиальные уплотнения на поверхности внутреннего корпуса и на торцевых поверхностях дисков первых ступеней. Кроме того, радиальные уплотнения дополнительно могут быть установлены на диске в пазу для балансировки ротора. Устройство снабжено также гильзами под термопары, проходящими через направляющие лопатки первых ступеней. Изобретение позволяет повысить надежность цилиндра турбины, повысить его ремонтопригодность и снизить стоимость изготовления. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к паровой турбине и способу ее работы. Турбина содержит наружный корпус и внутренний корпус, при этом наружный корпус и внутренний корпус имеют канал подвода свежего пара, при этом имеющий поршень компенсации тяги ротор, содержащий множество рабочих лопаток, установлен с возможностью вращения внутри внутреннего корпуса, и внутренний корпус имеет множество направляющих лопаток, которые расположены так, что вдоль направления потока образуется проточный канал с несколькими ступенями лопаток, которые имеют каждая ряд рабочих лопаток и ряд направляющих лопаток, при этом внутренний корпус имеет возвратный канал, который выполнен в виде соединительной трубы между пространством между внутренним корпусом и наружным корпусом и проточным каналом после ступени лопаток, и что внутренний канал имеет подводящий канал, который выполнен в виде соединительной трубы между пространством между внутренним корпусом и наружным корпусом и тамбуром поршня компенсации тяги между поршнем компенсации тяги ротора и внутренним корпусом. Техническим результатом данной паровой турбины и способа ее работы является повышение эффективности охлаждения паровой турбины в диапазоне высоких температур. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано при создании новых турбин и модернизации действующего оборудования. Двухпоточный цилиндр паротурбинной установки включает наружный и внутренний корпусы, ротор с дисками и рабочими лопатками проточной части прямого и обратного потока и подводящий элемент с трубопроводом подвода холодного пара от внешнего источника. Во внутреннем корпусе на участке ротора между первыми дисками прямого и обратного потока установлен корпус с уплотнениями по торцам, образующий кольцевую камеру, ограниченную ротором и этими уплотнениями. Кольцевая камера соединена по входу с подводящим элементом, а по выходу - через радиальные зазоры между гребнями уплотнений и валом ротора со входом на рабочие лопатки первых ступеней обоих потоков. Давление в кольцевой камере больше, чем давление на входе рабочих лопаток первых ступеней прямого и обратного потока. Изобретение позволяет повысить надежность и экономичность турбоустановки за счет эффективного охлаждения центральной части двухпоточных цилиндров при минимальном расходе охлаждающего пара. 1 ил.

Энергетическая газотурбинная установка содержит газотурбинный двигатель, в котором входное устройство снабжено статорным фланцем. Ротор свободной силовой турбины энергетической газотурбинной установки выполнен с валом, фланцем привода полезной нагрузки, лабиринтным диском и радиально-упорным подшипником, размещенным со стороны входного устройства. Разгрузочная полость свободной силовой турбины образована статорным фланцем, лабиринтным диском и корпусом входного устройства. Лабиринтный диск установлен кольцевым радиальным фланцем на кольцевом радиальном фланце вала привода полезной нагрузки и зафиксирован в осевом направлении фланцем привода полезной нагрузки. Валы привода полезной нагрузки и ротора свободной силовой турбины соединены устройством для передачи крутящего момента, выполненного, например, в виде шлиц, а также соединены стяжным болтом. Изобретение позволяет повысить надежность газотурбинной установки путем снижения напряжений в ведущем валу и уменьшения осевых усилий, действующих на радиально-упорный подшипник. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Энергетическая газотурбинная установка содержит газотурбинный двигатель, в котором входное устройство снабжено статорным фланцем. Ротор свободной силовой турбины энергетической газотурбинной установки выполнен с радиально-упорным подшипником, размещенным со стороны входного устройства, и лабиринтным диском, образующим лабиринтное уплотнение со статорным фланцем. Разгрузочная полость свободной силовой турбины образована статорным фланцем и лабиринтным диском с корпусом входного устройства. В разгрузочной полости свободной силовой турбины установлен дефлектор, образующий кольцевой щелевой канал с поверхностью части внутренней трактовой стенки входного устройства. Щелевой канал на входе соединен с промежуточной ступенью компрессора, а на выходе через перфорацию соединен с разгрузочной полостью свободной силовой турбины. Изобретение позволяет повысить надежность энергетической газотурбинной установки путем охлаждения воздуха, поступающего на наддув разгрузочной полости. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к многоступенчатым газовым силовым турбинам авиационного и наземного применения. В многоступенчатой газовой силовой турбине с консольным расположением на роторе дисков с рабочими лопатками на выходе из турбины выполнена разгрузочная полость. Междисковые полости на входе соединены с разгрузочной полостью, а на выходе - с газовой полостью через кольцевые замкнутые полости, образованные установленными на периферии дисков фланцами, каналы под подошвами хвостовиков рабочих лопаток и щелевые полости между фланцами и ободами дисков со стороны входа в диск по потоку газа и между фланцами и хвостовиками рабочих лопаток со стороны выхода из диска по потоку газа. При этом отношение площади щелевых полостей между фланцами и ободами дисков со стороны входа в диск по потоку газа к площади щелевых полостей между фланцами и хвостовиками рабочих лопаток со стороны выхода из диска по потоку газа равно 2 - 20. Изобретение повышает надежность газовой турбины путем интенсивного охлаждения дисков силовой турбины и осевой разгрузки ротора турбины. 3 ил.