Уплотнения вала паровой турбины

Процесс протекания пара в лабиринтовом уплотнении и расчет расхода пара через уплотнения был рассмотрен в § 4.3. Рассмотрим, как организуется протечка пара в концевых уплотнениях, как они конструктивно устроены,

конденсационной турбины показан на схеме трубопроводов лабиринтового пара (рис. 5.13).

В части высокого давления турбины (цилиндр а) пар течет слева направо и далее направляется к середине двухпоточной части низкого давления. Уплотнения съ и с4 в цилиндре низкого давления защищают от проникновения атмосферного воздуха в выходные патрубки и конденсатор турбины. При всех нагрузках в выходных патрубках поддерживается глубокий вакуум. В корпусе высокого давления перед уплотнениями с, и с2 давление пара изменяется пропорционально количеству пара, протекающего через турбину (см. гл. 7). Поэтому перед уплотнением с2 может быть избыточное давление при значительных нагрузках, а также разрежение при уменьшенных пропусках пара. Перед уплотнением сх при большинстве нагрузок давление выше атмосферного, однако даже и здесь при полном закрытии регулирующих клапанов (например, в случае внезапного сброса нагрузки) давление может понизиться до давления в конденсаторе.

Как показано на схеме на рис. 5.13, из промежуточных камер всех уплотнений отведены паропроводы, которые соединены в общую магистраль /*. По этой магистрали пар, при значительных нагрузках вытекающий из уплотнений сх и с2, направляется к уплотнениям с3, с4 и, протекая через эти уплотнения в цилиндр низкого давления, препятствует просачиванию воздуха в конденсатор.

При больших нагрузках турбины количество пара, вытекающего из уплотнений сх и с2, может оказаться слишком большим для уплотнений цилиндра низкого давления. В этом случае избыточное количество пара может выходить в помещение. Чтобы исключить чрезмерное парение, магистраль лабиринтового пара соединена с помощью клапанов # с трубопроводом е, по которому избыток пара отводится в конденсатор турбины или удаляется специальным эжектором.

При малых нагрузках турбины благодаря понижению давления перед уплотнениями с и с2 количество вытекающего из них пара уменьшается, а уплотнение с2 может, как мы видели, оказаться даже под разрежением. Таким образом, при малых нагрузках турбины уплотняющего пара станет недостаточно. В этом случае в магистраль / добавляется свежий пар через клапан й.

Пунктирные линии на рис. 5.13 показывают дренажи цилиндров турбины. Клапан / на дренажах открывают при прогреве турбины, когда входящий в турбину пар, омывая холодные стенки корпуса и ротора турбины, интенсивно конденсируется. Образующийся при этом конденсат отводится через клапан / в конденсатор. Когда турбина достаточно прогреется, дренажные линии перекрывают, чтобы избежать постоянной утечки пара в конденсатор.

В турбинах высоких начальных параметров приходится предусматривать особые меры, чтобы ограничить перетекание теплоты от цилиндра высокого давления по валу к подшипникам турбины, а также чрезмерный разогрев внешней коробки уплотнения и возникающий при этом радиационный нагрев корпуса передне1 о подшипника. Кроме того, в турбинах высоких параметров избегают пользоваться высокотемпературным паром из уплотнений цилиндра высокого давления для концевых уплотнений, находящихся под вакуумом.

Видео:Система смазки подшипников паровых турбинСкачать

Уплотнения вала паровой турбины

Главное меню

Судовые двигатели

В местах прохода вала турбины через диафрагму и выхода его из корпуса располагают уплотнения. В реактивных турбинах пре­дусматривается также уплотнение разгрузочного поршня (думмиса). Уплотнение в местах выхода вала из корпуса турбины называется наружным, а в местах прохода вала через диафрагмы и у думмиса — внутренним. Наружное уплотнение предназначено для того, чтобы не допускать утечки пара из корпуса при давле­нии пара выше атмосферного и засасывания воздуха в корпус при давлении пара меньше атмосферного (вакуум). Внутреннее уплотнение предотвращает утечки пара из среды с большим дав­лением в среду с меньшим давлением. По конструктивным особен­ностям наружные уплотнения паровых турбин подразделяются на три группы: лабиринтные, графитно-угольные и гидравлические. В зависимости от зазоров между подвижными и неподвижными частями уплотнений уплотнения делятся на радиальные или осе­вые. В холодном состоянии турбины радиальные зазоры могут быть значительно меньше осевых и поэтому чаще применяют ра­диальные уплотнения с зазорами 0,2—0,5 мм. В наружных уплот­нениях устанавливают паровые камеры, которые делят уплотнение на группы и предназначены для подвода и отвода уплотняющего пара системы укупорки и отсоса.

Читайте также: Замена подшипник первичного вала волга

Лабиринтные уплотнения применяют для уплотнения диафрагм и думмиса, принцип работы лабиринтного уплотненния заклю­чается в следующем. Давление пара, проходящего через ряд чере­дующихся сужений и расширяющих камер, постепенно падает, а его скорость уменьшается вследствие изменения направления и образования при этом вихрей в расширяющейся части. Удель­ный объем пара по мере прохождения через щели возрастает. В результате утечки пара получаются минимальными. По конструкции лабиринтные уплотнения весьма разнообразны; они бывают простые и елочные.

На рис. 28 показаны различные конструкции ножей лабиринт­ного уплотнения простого типа. На валу 1 турбины вытачивают ряд гребней 2 (рис. 28, а, в и г) или канавок, в которые зачеканивают ножи 5 (рис. 28, б ). В некоторых конструкциях (рис. 28, г, д ) зачеканка осуществляется с помощью колец 6 из мягкой проволоки. В корпус турбины или во вставленную в него неподвижную втулку — обойму 4 зачеканивают уплотнительные кольца (ножи) 3. Зазоры между подвижными и неподвижными частями образуют лабиринты радиального типа (конструкции а, б , в и д). В кон­струкции г уплотнительные кольца образуют радиальные и осевые лабиринты и уплотнение является комбинированным радиально- осевым. Такие уплотнения более компактны, но менее надежны.

В рассмотренных конструкциях уплотнительные кольца (ножи) закреплены жестко и при незначительных радиальных зазорах (0,2—0,5 мм) выступы лабиринта могут задевать вал. Такое заде­вание может привести к опасным последствиям: прогибу вала, де­формациям диафрагм, усиленной вибрации и др. Поэтому в тур­бинах применяют эластичные уплотнения, которые благодаря на­личию упругих звеньев наиболее надежны в эксплуатации. На рис. 29 показаны основные типы эластичных уплотнений для ди­афрагм. Уплотнительные ножи 1 запрессованы в уплотнительные полукольца 2 или вытачиваются непосредственно на них. Полу­кольца или сегменты вставляют в выточку в теле диафрагмы 3 , где отжимаются в направлении к центру ленточными пружи­нами 4.

К эластичным относятся уплотнения елочного типа (рис. 30,а). На вал турбины надета втулка 1 , снабженная рядом заостренных гребней различной высоты; толщина гребней равна 1 мм. Уплотнительное кольцо 2 состоит

из шести сегментов, кото­рые вставлены в пазы обой­мы и отжаты к центру пластинчатыми пружина­ми 3 . Обойма 4 состоит из двух половин и устанавли­вается в пазы вкладыша 5 ; вставленного в пазы корпу­са турбины. Обойма удер­живается пружиной 6. Эта же пружина не дает воз­можности обойме повора­чиваться, однако обойма может свободно расширять­ся при нагревании. Уплотнительная коробка , имеет две камеры: паровую 7 и атмосферную 8, образован­ную камином 9. Из паровой камеры просачивающийся излишний пар отводится в систему уплотнения и отсоса; незначительное количество пара через ла­биринт 10 поступает в камин. При давлении в корпусе турбины ниже атмосферного в паровую камеру подводится пар из системы уплотнения и отсоса.

Уплотнительные кольца бывают двух типов: двусторонние с пятью и односторонние с тремя ножами. На рис. 30, б показаны профили колец елочного типа. Односторонние кольца применяют для уплотнений низкого давления.

Уплотнения елочного типа отличаются компактностью, доста­точной надежностью в эксплуатации, но сложны в изготовлении и трудоемки в сборке; для них необходима гребенчатая втулка.

В современных турбинах используют усовершенствованные уп­лотнения с точеными сегментами. На рис. 31 показано уплотнение в бескаминной лабиринтной коробке. Ножи выточены на сегмен­тах 1, которые вставлены в обоймы 2 и 5. Каждое уплотнительное кольцо состоит из шести частей. К посадочным местам обойм уплотнительные сегменты прижимаются плоскими пружинами 6. Камера 4 соединена с уравнительным коллектором системы уплот­нения, в котором поддерживается давление 0,104—0,13 Мн/м 2 . Камера 3 соединена с конденсатором системы отсоса, в котором постоянно поддерживается вакуум 20—30 мм рт. ст. Постоянное разряжение в камере препятствует выходу пара из концевых уплотнений в машинное отделение. Такие уплотнения просты в уст­ройстве, достаточно компактны и надежны в работе.

Угольные уплотнения применяют в турбинах небольших мощ­ностей при окружной скорости вала до 30 м/сек. Уплотнение этой конструкции (рис. 32) состоит из ряда (3—8) колец 1 , изготов­ленных из специального графитно-угольного состава. Каждое кольцо разрезано на три-четыре сегмента, которые стягиваются спиральной пружиной 2. Кольца помещены в чугунные или сталь­ные круговые обоймы 3 Г-образной формы, которые вставлены в общую коробку 4, укрепленную в корпусе турбины. Плоские пружины 5 уравновешивают вес кольца и поддерживают его в по­ложении, концентричном относительно вала. Величина зазора между валом и кольцами зависит от диаметра вала и составляет 0,001—0,002 диаметра шейки, учитывающего расширение вала в пределах 0,1 % на каждые 100° С нагрева.

Читайте также: Где находится компрессор пневмоподвески рендж ровер спорт 2008

В главных турбинах получили некоторое применение комбини­рованные лабиринтно-угольные уплотнения, в которых основное уплотнение — лабиринтное; на наружном конце уплотнения поме­щено от одного до четырех угольных колец, собираемых в легко доступной и съемной обойме.

Обоймы уплотнений изготовляют из углеродистой стали марок 25 и 35, уплотнительные кольца — из никелевой бронзы или ла­туни, а в особо ответственных случаях — из хромистой нержавею­щей стали 1X13, сегменты елочные — из никелевой или хромистой нержавеющей стали, гребенчатые втулки для уплотнений елоч­ного типа —из хромоникелевой или хромомолибденовой стали с содержанием 0,9—1,2% хрома, 0,5% никеля и 0,3—0,4% молиб­дена, пружины — из хромистых нержавеющих сталей 3X13 и 4X13 и пружины, работающие при температурах выше 400° С,— из хромомолибденовой стали с содержанием 15—17% хрома и 1,6—2,5% молибдена.

Видео:Валоповоротное устройство. Паровые турбиныСкачать

Конструкции уплотнений паровых турбин

В многоступенчатой турбине используются концевые, периферийные по бандажу рабочей решетки и диафрагменные уплотнения лабиринтового типа. Концевые уплотнения должны обеспечивать минимум утечек пара в области выхода роторов ЦВД и ЦСД из их корпусов. В ЦНД концевые уплотнения предотвращают пропуск атмосферного воздуха в проточную часть, где имеет место разрежение. Основные принципы работы лабиринтовых уплотнений даны ранее, в разделе 7.3. Здесь, на рис. 10.9, представлены конструкции концевых уплотнений.

Рис. 10.9. Фрагменты концевых уплотнений

а) уплотнение с гребнями в статоре; б) уплотнение с гребнями в роторе

Уплотняющие гребни уплотнений 1 могут устанавливаться непосредственно на валу ротора турбины. При этом в канавки вала зачеканивают тонкую ленту толщиной 0,2-0,3 мм. Радиальный зазор в уплотнениях составляет 0,5-0,65 мм. Для предупреждения прогиба вала, который может появиться при задеваниях на поверхности ротора, после каждого сегмента выполняют тепловые (компенсационные) канавки. В уплотнениях ЦВД, расположенных рядом с осевым подшипником, осевой зазор составляет 3,5-3,8 мм, а в уплотнении с противоположной стороны осевой зазор достигает 7 мм. Эта разница связана с относительными тепловыми расширениями ротора (его расширение происходит от фикспукта, находящегося в осевом подшипнике турбины). Конструкции диафрагменных уплотнений отличаются от концевых числом гребней.

На рис. 10.10 показана схема направления потоков пара в концевом уплотнении ЦВД, работающим по принципу «самоуплотнения». После дросселирования в двух сегментах уплотнений пар отводится в соответствующие камеры и далее в сальниковые подогреватели (СП) основного конденсата тепловой схемы турбоустановки. Уплотняющий пар с давлением больше атмосферного (около 0,03-0,05 МПа), поддерживаемым в различных режимах эксплуатации турбоустановки с помощью регулятора уплотнений (РУ), направляется в предпоследнюю камеру концевого уплотнения. Из последней камеры паровоздушная смесь отсасывается эжекторами уплотнений (ЭУ) и утилизируется в его охладителях.

Рис. 10.10. Схема потоков пара в концевом уплотнении ЦВД турбины

На рис. 10.11 показана организация уплотнений трехцилиндровой турбины К-210-12,8 посредством регулятора подачи пара 1. Подвод насыщенного пара в уплотнения ЦНД осуществляется из деаэратора. Отсос паровоздушной среды из крайних (каминных) камер концевых уплотнений производится с помощью эжекторов (ЭУ) в охладители (ОУ) тепловой схемы ТЭС. Поскольку расходы пара через концевые уплотнения в современных турбинах большие, то теплоту утечек используют в системе регенеративного подогрева питательной воды (см. отборы пара из камер концевых уплотнений ЦВД и ЦСД в регенеративные подогреватели).

Рис. 10.11. Организация уплотнений паровой турбины К-210-12,8 ЛМЗ:

1 – регулятор подачи пара на уплотнения; 2 – коллектор уплотняющего пара; 3 – предохранительный клапан; 4 – подача пара в отбор №2; 5 – подача пара в отбор №4; 6 – подача пара в сальниковый подогреватель; 7 – отсос пара из концевых камер уплотнений в охладители ЭУ

Читайте также: Ford focus 2 замена подшипника первичного вала

Дата добавления: 2017-06-13 ; просмотров: 6725 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Видео:Уплотнения турбиныСкачать

Уплотнения турбин

В паровых турбинах используются четыре вида уплотнений: концевые, промежуточные, диафрагменные и уплотнения рабочей решетки.

Концевые уплотнения служат для уплотнения концов валов, выходящих из цилиндров. Промежуточные уплотнения отделяют друг от друга отсеки проточной части с разными направлениями потоков пара в противоточных цилиндрах. Диафрагменные уплотнения препятствуют протечке пара между диафрагмой и валом. Уплотнение рабочей решетки обычно включает надбандажное уплотнение, иногда называемое периферийным, осевое уплотнение и некоторые другие.

К уплотнениям предъявляется целый ряд требований. Прежде всего они должны обеспечивать ми­нимум утечки пара. Для этого зазоры в уплотнениях должны быть минимально допустимыми из соображений невозможности задеваний. Если возникают задевания, то в лучшем случае происходит срабатывание гребешков уплотнений с последующей потерей экономичности, а в худшем — тяжелая авария, вызванная тепловым остаточным прогибом ротора. Утечка пара также определяется числом гребешков: она обратно пропорциональна квадратному корню из их числа. Поэтому число уплотняющих гребешков стремятся увеличить, однако оно определяется и другими факторами.

Уплотнения должны быть надежными. Случайные задевания, возникающие, в частности, при развороте турбины, когда ее валопровод проходит критические частоты вращения, не должны приводить к их сильному износу или сильному разогреву вала.

Уплотнения должны быть ремонтопригодными и легко заменяться в условиях электростанции. Уплотнения должны быть виброустойчивыми. При протекании через них пара не должны возни­кать аэродинамические силы, возбуждающие коле­бания ротора Уплотнения представляют собой систему острых гребней, устанавливаемых с малым зазором по отношению к сопряженной поверхности, которая выполняется либо гладкой (прямоточное уплотне­ние), либо ступенчатой.

Конструкции уплотнений отличаются большим разнообразием. Ниже рассматриваются типичные конструкции, поняв которые, читатель сумеет разо­браться и в других.

На рис 22 показано типичное диафрагменное уплотнение. В расточке каждой половины диа­фрагмы устанавливаются сегменты уплотнения, имеющие гребни, обеспечивающие радиальный за­зор по отношению к поверхности пара 0,5—0,62 мм

Рис. 22 Диафрагменное уплотнение турбины / — расточка под сегмент уплотнения 3; 2 — прижимная пло­ская пружина; 4 — гребень уплотнения; 5 — вал турбины; б— узел крепления сегментов в половинах диафрагмы 8; 7 — канал для сообщения полости расточки с областью повышен­ного давления.

осевые зазоры 4—5,2 мм. При установке стыки сегментов плотно подгоняют друг к другу так, чтобы обеспечить концентричность зазора в уплотнении и в рабочем положении. Затем сегменты закрепляют в нижней половине диафрагмы.

Для того чтобы обеспечить малый износ гребней при случайных задеваниях при пуске, сегменты делают податливыми в радиальном направлении. Для этого устанавливают плоские пружины, которые, с одной стороны, обеспечивают податливость сегментов в направлении от вала при задеваниях, а с другой гарантию малых зазоров для сегментов, расположенных в нижней половине диа­фрагм и могущих опуститься под действием силы веса.

Этому же способствует канал, по которому в расточку подается давление перед диафрагмой, превышающее уменьшающееся давление по ходу пара в уплотнении и потому отдавливающее сегмент к валу при нормальной работе.

Рассмотренная конструкция имеет два недостатка: при износе гребней сегменты нельзя отремонти­ровать и необходимо полностью заменять

На валу турбины (рис 23 ) выполняют кольцевые канавки, в которые устанавливают заранее тонкую ленту с профильной частью, соответствующей канавке на роторе. Кусок ленты, необходимой для гребешка, отрезают от спиральной ленты из жаро­прочной нержавеющей стали с внутренним радиусом, равным радиусу дна канавки на роторе. Затем на токарном станке с помощью специального ролика ленту завальцовывают проволокой из нержавеющей стали 12-13 мм. Такая конструкция представляет меньшую опасность для прогиба вала.

Рис 23 Элемент концевого уплотнения турбины

а — фрагмент уплотнения; б — установка уплотнительной ленты; / — обойма уплотнения; 2 — вал; 3 — уплотительная лента; 4 — вальцовочная проволока.

• Свежие записи
  • Чем отличается двухтактный мотор от четырехтактного
  • Сколько масла заливать в редуктор мотоблока
  • Какие моторы бывают у стиральных машин
  • Какие валы отсутствуют в двухвальной кпп
  • Как снять стопорную шайбу с вала

  
  

  источники:

  https://evakuatorinfo.ru/uplotneniya-vala-parovoy-turbiny

  🌟 Видео

  Самые мощные паровые турбины для ТЭС, АЭС и атомных ледоколов. Экскурсия на турбинный заводСкачать

  

  Как работает торцевое уплотнение? / Центробежный насосСкачать

  

  Диафрагмы паровых турбинСкачать

  

  Искрение уплонение вал Паровой ТурбиныСкачать

  

  Как устроена паровая турбина ТЭС. Получение электричества из энергии водяного пара в 3dСкачать

  

  Принцип работы паровой турбиныСкачать

  

  Конденсаторы паровых турбинСкачать

  

  Роторы паровых турбинСкачать

  

  Система регулирования турбиныСкачать

  

  Паровые турбины. Тепловые расширения в турбинеСкачать

  

  Разборка паровой турбины с озвучкойСкачать

  

  Эпизод 14 - Режимы работы и эксплуатация турбинного оборудования ТЭС (малосистемы турбин)Скачать

  

  Паровые турбины. ПарораспределениеСкачать

  

  Стопорный клапанСкачать

  

  Осевые усилияСкачать

  

  Лабиринтное уплотнение Турбины. Турбонагнетатель 4х тактного судового двигателя в деталях.Скачать