Конструкция деаэрационой колоны

Деаэрационная колонна (рис 5) состоит из корпуса, кольцевого приемного короба, смесительного устройства, верхнего и нижнего блоков, колекторов подвода греющего пара и горячих потоков дренажей.
Корпус представляет собой стальной цилиндр сварной конструкции, изготовленный из листовой стали толщиной, к которому приварена сферическая крышка.    Корпус колонки приварен к деаэраторному баку (14).
В верхней части корпуса расположен кольцевой приемный короб (2) для приема холодных потоков конденсата. Внутренняя обечайка короба в нижней части имеет прямоугольные окна, через которые конденсат поступает в смесительное устройство.
Смесительное устройство (3) предназначено для смешения холодных потоков конденсата, равномерного распределения их по периметру колонки и представляет собой короб, образованный внутренней обечайкой приемного короба и обечайкой смесительного устройства в верхней части, которой имеются прямоугольные вырезы расположенные по всему периметру.
Верхний блок состоит из внутренней и наружных обечаек и перфорированного днища (4) (дырчатый щит), приваренного с низу. Для обеспечения жесткости конструкции равномерного распределения конденсата по всей поверхности дырчатого щита между обечайками приварены шесть перегородок с тремя полу отверстиями в нижней части каждой перегородки. В центральной части верхнего блока имеется съемный люк, который крепится болтами к кольцевому выступу дырчатого щита. Верхний блок прикреплен к корпусу колоны шестью косынками расположенными таким образом что имеется возможность для свободного прохода пара по периферии.
Нижний блок состоит из переливного листа (5) и барботажного устройства. С одной стороны переливной лист имеет вырез для слива воды в барботажное устройство, а в центре горловину (6) для прохода пара. В колонне переливной лист закреплен с помощью удерживающего каркаса.
Барботажное устройство состоит из перфорированного листа (7), четырех сливных труб (8) приваренных со стороны противоположной сегментному вырезу переливного листа, выступающего над ним на 100 мм паро-перепускного патрубка (9), поддона (10) и двух водо-перепускных труб (11) соединяющих барботажный лист и поддон. Нижний конец паро-перепускного патрубка опущен в поддон и при заполнение водой последнего образуется гидрозатвор. Заполнение гидрозатвора обеспечивается автоматически, при изменении расхода, подачей воды через водо-перепускные трубки с барботажного листа в поддон.
Под нижним блоком расположены коллектор подвода греющего пара (13) и коллекторы горячих потоков дренажей.
Коллектор греющего пара представляет собой перфорированную трубу. Отверстия расположены семью рядами на нижней части коллектора, что обеспечивает равномерное распределение пара по всему пространству колонки.
Коллекторы подвода дренажей представляют собой перфорированные трубы, вводы которых в колонку выполнены на одном уровне с коллектором греющего пара.

БезымянныйРисунок 7 Схема деаэрационной колоны.

Конструкции уплотнений 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

Безымянный

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.

Безымянный

Рис 23 Элемент концевого уплотнения турбины

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

Устройство деаэратора

В деаэраторе струйного типа вода, подлежащая деаэрации, подается в деаэрационную колонку через смесительную камеру на верхнюю распределительную тарелку кольцеобразной формы; через отверстия диаметром 5— 8 мм в днище этой тарелки вода падает в виде дождя на следующую, расположенную под ней дискообразную тарелку (сито) и т. д. Применяют от двух до пяти тарелок, размещаемых одна под другой на расстоянии 400— 1200 мм. Тарелки выполняют попеременно в виде центрально-расположенных дисков и кольцеобразных, прилегающих к внутренней стенке колонки (рис. 4).

Греющий пар подается в нижнюю часть колонки через горизонтальный коллектор с отверстиями. Поднимаясь, поток пара проходит последовательно через промежутки между центрально    расположенными    тарелками    и внутренней, поверхностью стенки колонки и внутри кольцеобразных тарелок, пересекает струи воды, нагревая ее до температуры на­сыщения. Выделяемые из воды газы вместе с небольшой несконденсированной частью пара — выпаром поднимаются и в виде паровоздушной смеси удаляются из колонки через центральный штуцер в верхней ее части. Необходимая деаэрация воды обеспечивается обязательным нагревом воды до кипения и выделением при этом пара с выпаром в количестве не менее 1,5—3 кг на тонну деаэрируемой воды.

На рис.: 4 показан струйный деаэратор атмосферного типа, применяемый преимущественно на ТЭЦ для деаэрации добавочной воды и конденсата греющего пара промышленного отбора.

В деаэрационных колонках с неупорядоченной насадкой (рис. 4,в) вода, подлежащая деаэрации, поступает в объем, содержащий насадку, через водораспределительное устройство  и верхнюю  перфорированную тарелку и сливается после деаэрации через сетку из нержавеющей проволоки и нижнюю опорную решетку. Греющий пар подается снизу через распределительный коллектор. Из-за заполнения рабочей части деаэрационной колонки неупорядоченной насадкой различной, иногда сложной, например омегаобразной, формы вода и нагревающий ее пар проходят длинный извилистый путь; в связи с этим возрастают площадь поверхности и продолжительность контакта воды и пара, сокращается высота рабочей части деаэрационной колонки.

Деаэраторы смешивающего типа снабжаются большей частью охладителями паровоздушной смеси (выпара), включенными на подводе деаэрируемой воды. В охладителе выпара пар конденсируется и конденсат его воз­вращается в деаэратор; воздух удаляется в атмосферу непосредственно, если в деаэраторе поддерживается избыточное давление, или через паровоздушный эжектор, если деаэратор вакуумный. •

Деаэрированная  вода  собирается  под деаэрационной колонкой в деаэраторном (акку­мулирующем) баке горизонтальной цилиндрической формы. Деаэраторные баки предназначены в основном для аккумулирования запаса питательной (подпиточной) воды, обеспечивающего надежное питание паровых котлов в течение некоторого определенного времени, т. е. выполняют функцию демпфирующей емкости в пароводяном тракте. Кроме того, в деаэраторном баке заканчивается процесс дегазации воды — выделения дисперсных газов и разложения бикарбонатов. Для этого в ниж­ней части деаэрационной колонки и в баках некоторых деаэраторов применяют барботажные устройства.

Для надежной работы питательных насосов уровень воды в баках поддерживается постоянным посредством регулятора уровня. Для деаэраторов повышенного давления выпускаются баки вместимостью 65, 100, 120, 150 и 185м3.

Холодные потоки конденсата через штуцера ввода поступают в кольцевой приемный короб и далее через прямоугольные окна на внутренней обечайке в смесительное устройство.
Из смесительного устройства при достижении определенного уровня, конденсат равномерным потоком по всему периметру поступает на перфорированное днище верхнего блока.
Из верхнего блока конденсат пройдя через отверстия перфорированного днища, дробится на тонкие струи. Проходит через струйный отсек конденсат нагревается до температуры близкой к температуре насыщения и попадает на нижний блок. Сначала на переливной лист затем через сегментный вырез переливного листа поступает на перфорированный лист барботажного устройства. По барботажному листу вода движется слева на право и обрабатывается паром, проходящим через отверстия щита. Происходит нагрев до температуры насыщения и окончательное удаление растворенных газов.
В конце барботажного листа вода через четыре сливные трубки, верхние концы которых, для обеспечения постоянного слоя воды, выступают на 100 мм над листом, поступает в нижнею часть колонны и далее через сливную горловину сливаются в деаэраторный бак
Сливная горловина обеспечивает постоянный уровень воды в нижней части колонны перед поступлением ее в деаэраторный бак. Слив воды из сливных трубок происходит под этот уровень, что препятствует прохождению пара через сливные трубы в обход барботажного устройства.
Греющий пар из префорированного коллектора подается под барботажный лист. Степень перфорации листа выбрана такой, что при минимальной нагрузке под листом создается устойчивая паровая подушка, исключающая провал воды через отверстия листа. На барботажном листе происходит интенсивная паровая обработка слоя воды, движущейся в сторону сливных труб и глубокая и стабильная дегазация.
Не сконденсировавшийся пар и выделившиеся из воды газы поднимаются вверх и через горловину переливного листа поступают в струйный отсек.
С увеличением производительности и расхода пара давление в паровой подушке возрастает, и пар в обход барботажного листа через паро-перепускной патрубок  гидрозатвора поступает в струйный отсек.
В струйном отсеке пар, двигаясь в верх, пересекает и омывает падающие вниз, с перфорированного днища струи воды. При этом происходит перемешивание воды с паром, подогрев ее до температуры, близкой к температуре насыщения при данном давлении в колонки и предварительная дегазация воды. Конденсат греющего пара присоединяется к струям воды, а несконденсированный греющий пар и выделившейся из воды газ по периферии, через кольцевой зазор между корпусом и верхним блоком, проходят в верхнюю часть колонки, обеспечивая ее вентиляцию и подогрев встречных потоков воды, поступающих из смесительного устройства, и далее через штуцер выпара отводятся из колонки.

Безымянный

Рисунок.6. Деаэрационные колонки повышенного и атмосферного давления струйного типа и пленочные с неупорядоченной насадкой

а — струйного типа повышенного давления, б—струйного типа атмосферного давления, в—пленочного типа с неупорядоченной насадкой: 1 — подвод основного   конденсата;2 — подвод конденсата сетевых подогревателей; 3   —смесительное устройство; 4 — 8   —дырчатые тарелки:-9,  10 — подвод  конденсата  ПВД;    11.  12 — пар  от перегородка- 15 — перегородка; 16 — отверстия для выхода воды; 17— перфорированные тарелки; 18 — сетка с фиксированной ячейкой; 19 — кольца; 20 — решетка; 21 — обечайка; 22 — патрубки в водяной распределительной камере; 23 — патрубки в сме­сительном устройстве для  отвода   выпара  с периферии  колонки;  24— трубы

Принцип действия деаэратора

Основные факторы, определяющие концентрацию газов в воде и их равновесное состояние: давление и температура воды, количественный состав газовой смеси, физическая природа газа. Для идеального разбавленного раствора газов в жидкости согласно закону Генри равновесная массовая концентрация газов в растворе сГ, мг/кг, пропорциональна парци­альному давлению рг в газовой фазе над раствором: Continue reading…

Деаэратор

Деаэраторы питательной воды паровых котлов и ПГ АЭС включаются в систему регенеративного подогрева. При этом применяются две схемы их присоединения к отборам турбины: деаэратор может быть подключен в качестве отдельного регенеративного подогревателя или установлен перед основным поверхностным подогревателем на паре того же отбора (рис ). По схеме, приведенной на рис при изменении нагрузки турбины деаэратор работает на скользящем давлении либо давление в нем выбирается заметно отличающимся от давления в отборе и поддерживается постоянным путем дросселирования.

При работе на скользящем давлении ухудшаются условия работы питательных насосов, а дросселирование пара приводит к уменьшению теп­ловой экономичности установки (теплообменные аппараты). На случай значительного снижения дав­ления пара в отборе при работе по схеме, приведенной на рис. 2, а, не­обходимо предусмотреть дополнительный подвод пара из стоящего выше отбора. Схему целесообразно применять на электростанциях с нагрузкой, изменяющейся в небольших пределах, или на ТЭЦ при подсоединении деаэратора к производственному отбору (когда давление пара в этом отборе изменяется мало).

По схеме, изображенной на рис. 2, б, деаэратор и следующий за ним (по ходу воды) подогреватель составляют вместе одну ступень подогрева питательной воды. Дросселирование пара на входе в деаэратор в этом случае никак не отражается на тепловой экономичности, и давление в деаэраторе легко может поддерживаться постоянным в сравнительно широком диапазоне изменения мощности турбины. Поэтому данная схема находит наиболее широкое применение.

Безымянный

а — деаэратор является отдельным регенеративным подогревателем; б — деаэратор является предвключенной ступенью поверхностного подогревателя; 1— 3 — трубопроводы пара от после­довательных отборов турбин; 4 — регенеративный подогреватель; 5 — линия основного конден­сата; 6 — линия отвода дренажа; 7 — деаэратор; 8 — линия питательной воды

Рисунок 2-Схемы включения деаэратора

Формы дисков и способы крепления дисков на валу

Различные  конструктивные формы дисков и барабанных роторов ясны из рассмотрения  рис. 17.

При небольших диаметрах и небольших окружных скоростях на ободе  (приблизительно до 120—130 м/сек)  применяются диски постоянной толщины (рис.17, а и д) как цельнокованые заодно с валом, так и с втулкой для посадки на вал. Приблизи­тельно для окружных скоростей на ободе до 170 м/сек цельнокованые с валом диски выполняют с утолщением у вала (рис. 143, е). Чрезвычайно распространена конструкция диска ко­нического профиля (рис. 17, бис), применяющаяся для боль­ших окружных скоростей (до 300 м/сек).

Часто диски имеют гиперболический профиль, как, например, на рис. 17, г, относящийся к двухвенечному колесу скорости.

При очень больших окружных скоростях (400 м/сек и выше) применяют иногда диски равного сопротивления (рис. 17, ж). в которых напряжения по радиусу не меняются. Чаще диски по своему профилю лишь приближаются к дискам равного сопро­тивления. У большинства дисков можно различать обод, втулку и среднюю часть диска, называемую иногда полотном. В некото­рых конструкциях при небольшой ширине лопаток (рис. 17, а, д и е) обод не отличается по толщине от примыкающего к нему полотна. Размеры обода целиком определяются размерами хво­стовика лопатки. Размеры втулки связаны с величиной возни­кающих в ней напряжений. Для понижения последних прихо­дится увеличивать как длину, так и наружный диаметр втулки. Диски без отверстия для вала (см. рис 17, ж) не требуют втулки и отличаются значительной прочностью.

Безымянный

Рис. 17. Конструктивные формы дисков:

о  — диск  постоянной толщины  с втулкой  для  посадки на  вал;  б — конический диск с ободом   и   втулкой;   в  —   диск   последней   ступени   мощной     конденсационной   турбины; г —  диск  со  ступенями   скорости; д —  диски   постоянной  толщины   цельнокованого  ро­тора;   е  —  диски   цельнокованого   ротора;   ж  — диск  равного   сопротивления

Диск без центрального отверстия (рис. 17, ж) соединяется с фланцами вала при помощи шпилек; выступающие части фланцев центрируют диск относительно вала. Более целесообразна конструкция креплений дисков, допускающая независимые температурные деформации.

Для конструкций, изображенных на рис. 17, а — е, чаще всего применяется непосредственная посадка диска на вал с натягом, обеспечивающим плотность посадки в рабочих условиях. Под действием центробежных сил диска и вследствие разности температур между втулкой диска и валом посадка диска на вал в рабочих условиях ослабевает и может даже появиться зазор, обусловливаю­щий вибрацию ротора и возможность аварии турбины. Необходимая величина натяга для посадки диска опре­деляется расчетом. Ориентировочная величина натяга составля­ет 0,001 диаметра вала. Разность между максимальным и минимальным натягами обычно равна 0,05—0,08 мм.  

Посадка дисков с натягом не устраняет необходимости применения шпонок (одной или двух на каждый диск), которые обеспечивают передачу крутящего момента от диска к валу (рис. 18).

Чтобы не ослаблять шпоночными канавками втулку особо на­пряженных дисков, применяют конструкцию с радиальными шпонками.  Радиальные шпонки посажены в диск с натягом, а в кольцо, входят с зазором 0,02—0,04 мм. Такое же крепление диска одной радиальной шпонкой предусмотрено Харьковским турбинным заводом.

В конструкции, показанной на рис. 17, г, применена пальце­вая втулка, которая наружным диаметром точно (но без натяга) пригоняется к диску и соединяется с ним радиальными штифтами. Диск с втулкой насаживается на вал с натягом и удержи­вается от проворачивания шпонками.

Если под действием температуры или центробежных сил диа­метр отверстия в диске станет больше диаметра пальцевой втулки, то соосность диска и втулки (а, следовательно, и вала) не нарушится вследствие наличия радиальных штифтов.

БезымянныйРис. 18. Шпонка для крепления диска на валу

Бандажи и связи для рабочих лопаток

Бандажи и связи служат главным образом для повышения вибрационной надежности лопаточного аппарата. Периферийный бандаж позволяет одно­временно уменьшить утечку пара и поэтому повы­шает КПД ступени.

Для рабочих лопаток ЦВД и недлинных (менее 350 мм) лопаток ЦСД применяют удобные накладные ленточные бандажи, объединяющие в пакет 6—14 лопаток. Полного объединения всех лопаток в один пакет стараются не делать, так как при этом затрудняются тепловые деформации бандажа относительно лопаток, которые могут ме­нять свою температуру в процессе эксплуатации по-разному. В результате в бандаже могут появиться трещины малоцикловой усталости.

Шипы, фрезеруемые на торцевой поверхности рабочей лопатки, в зависимости от ее ширины могут располагаться в один или два ряда, иметь круглую, квадратную или прямоугольную форму в сечении.

С возрастанием мощности турбоагрегатов, когда вместе с ростом расхода пара увеличивается хорда лопаток, а также с увеличением диаметра ступени центробежная сила массы бандажа возрастает настолько, что выполнение ленточного периферийного бандажа становится затруднительным. В этих случаях либо отказываются от бандажа вообще, обеспечивая вибрационную надежность облопачивания другими средствами, либо выполняют бандаж заодно с каждой из лопаток (рис. 14). Такой бандаж называют цельнофрезерованным, или интегральным.

Выполнение цельнофрезерованного бандажа особенно полезно для лопаток регулирующей ступени. На рис. 15 показан пакет из трех лопаток для регу­лирующих ступеней турбин ЛМЗ. Лопатки свариваются в пакеты по полкам цельнофрезерованного бандажа и по полкам хвостовиков. На полках бандажа выполняют шипы, на которые дополнительно на­девают ленточный облегченный бандаж.

Вместо ленточного приклепанного бандажа можно использовать демпферную связь (рис. 16) в виде полосы трапециевидного сечения, закладываемой в паз, выточенный в цельнофрезерованном бандаже. В этом случае при колебаниях между свя­зью и бандажом возникают силы трения, гасящие колебания. Вместе с тем эта связь не препятствует взаимному   температурному   расширению   отдельных пакетов, что особенно важно для лопаток регу­лирующей ступени, где температура пара при пере­ходных режимах изменяется наиболее значительно.

Безымянный

Рис. 15. Сварной пакет из трех лопаток для регулирую­щей ступени

БезымянныйРис. 16 Пакеты рабочих лопаток с демпферной связью для регулирующей ступени

Безымянный

Рис. 14. Цельнофрезерованный бандаж

Бандажные связи очень важны для лопаток последних ступеней. При их отсутствии не только снижается вибрационная надежность облопачивания, но и происходит упругая раскрутка лопатки: под действием центробежной силы профили в отдельных сечениях лопатки поворачиваются вокруг ее продольной оси (иногда на 10—12°) и начинают занимать не то положение, на которое рассчитана лопатка. В результате обтекание лопаток потоком пара становится нерасчетным и экономичность ступени снижается. Выполнение на периферии лопатки цельнофрезерованного бандажа с «зубом» (рис. 15) препятствует упругой раскрутке лопат­ки. Мало того, контакт поверхностей зубьев сосед­них лопаток и возникающие на них силы трения создают хорошее демпфирование колебаний.

В тех случаях, когда раскручивающая лопатку сила невелика и возникающие силы прижатия бандажных полок друг к другу недостаточны, в выточку бандажа (рис16) устанавливают замкнутую на круг проволочную связь. Во-первых, для их установки в профиле лопатки приходится выполнять отверстия, являющиеся концентраторами напряжений и потенциальными зонами образования трещин с последующим обрывом. Это заставляет в месте установки проволоки утолщать профиль. Тем самым обтекание паром зоны установки проволоки становится неудовлетворительным и возникают дополнительные потери энергии.

Безымянный

Рис 15 Цельнофрезерованный бандаж с «зубом» для ло­паток турбин ЛМЗ

Очень важную роль в облопачивании играют проволочные связи, устанавливаемые между корне­вым и периферийным сечениями. Вообще говоря, проволочные связи крайне нежелатель­ны по целому ряду причин.

Во-вторых, затруднительно обеспечить проч­ность самой проволочной связи в условиях влажно-парового потока при тех огромных центробежных силах, которые на нее действуют. Обрывы прово­лочных связей — достаточно частое явление. Оборвавшаяся проволочная связь может быть не только прямым виновником разрушения лопаточного аппа­рата вследствие ее заклинивания между вращающи­мися и неподвижными деталями, но и изменения вибрационных характеристик облопачивания, что тоже в конечном счете может привести к разрушению лопаток. Поэтому, стремясь обеспечить их надежность, связи часто выполняют из трубок или из титановой проволоки.

В-третьих, технология установки проволочных связей сложна, при их ремонте возникает разбалансировка ротора, которую необходимо восстанавливать. Связи, устанавливаемые между рабочими частя­ми лопаток, по назначению можно разделить на паяные и демпферные.

Паяные связи припаиваются к лопаткам и служат для ликвидации некоторых особенно опасных видов колебаний. Ясно, например, что в пакете лопатки при колебаниях могут переме­щаться относительно друг друга. Если же их про­шить проволокой, то лопатки не сумеют вибрировать указанным образом. Припаивают связь к ло­паткам серебряным припоем.

Демпферные связи устанавливают для гашения колебаний. Их к лопаткам не припаивают. За счет центробежных сил они умеренно, допуская проскальзывание, прижимаются к поверхности от­верстий в лопатках, а возникающие силы трения не дают развиться интенсивным колебаниям. Примеры демпферных связей показаны на рис.16.

Во всех случаях демпферный бандаж должен быть сделан так, чтобы он выполнял свои функции: он должен быть в меру податливым, чтобы плотно прилегать к лопатке под действием центробежных сил и создавать силу трения и вместе с тем достаточно жестким, чтобы иметь необходимую прочность.

Безымянный

Рис. 16. Цельнофрезерованный бандаж с расположенной в нем демпферной проволокой

 

Хвостовики лопаток турбины

Хвостовик — один из самых напряженных и ответственных элементов лопатки. С его помощью она крепится на диске.

Выбор типа хвостовика для рабочей лопатки оп­ределяется двумя факторами: нагрузкой, создавае­мой лопаткой, и технологическим оборудованием турбинного завода.

На рис. 11 показан один из простейших хвосто­виков — Т-образный, применяемый для лопаток малой длины. Для установки рабочих лопаток на периферии диска выполняют окружной паз по про­филю хвостовика лопатки. Для заводки лопаток в диск с двух его противоположных сторон делают­ся колодцы (рис. 11 б), через которые набираются и заводятся по окружности лопатки. Последними непосредственно в колодцы устанавливают замко­вые лопатки (рис. 11, в) и крепят их к диску цилин­дрическими заклепками.

Хвостовики рассмотренной конструкции при­годны только для коротких лопаток, центробежная сила которых невелика. При больших высотах ло­паток центробежная сила R, приложенная в плоскостях контакта вызывает в сечениях диска высокие напряжения изгиба. Это может привести в зоне высоких температур к появлению трещины длительной прочности и требует увеличения толщины диска на периферии. Для уменьшения напряжений в ободе диска на хвостовой части лопатки выполняют замки (рис.13) с плотным контактом поверхностей хво­стовика и диска. Под действием центробежной силы R j, приложенной к опорной поверхности обода в месте контакта, возникает сила R2, уменьшающая изгибающие напряжения в сечении ВВ.

Т-образные хвостовики широко применяют ЛМЗ и ТМЗ в турбинах разных типов.

Безымянный

Рис 11 Рабочая лопатка с Т-образным хвостовиком

 а- хвостовое соединение; б — колодец для заводки лопаток; в — крепление замковой рабочей лопатки заклепкой, г — разгиб щеки диска центробежной силой лопатки.

На рис. 12 показан простейший вильчатый хвостовик 1, выполненный в виде вилки, насажи­ваемый сверху на диск 2 и закрепляемый на нем двумя заклепками 3. Вильчатое хвостовое соедине­ние не требует специальных замковых лопаток и допускает легкую смену поврежденных лопаток без разлопачивания всего диска (как это требуется для замены лопатки с Т-образными или грибовидными хвостовиками).

Рассмотренные хвостовики пригодны для креп­ления лишь относительно коротких лопаток из-за их малой несущей способности. Увеличение числа вилок (рис. 3.10) позволяет увеличить число поверхностей среза с самого слабого элемента — ци­линдрических заклепок.

Для лопаток последних ступеней используется елочный хвостовик с торцевой заводкой, большое число опорных поверхностей которого обеспечивает высокую несущую способность. Хвостовик и паз в диске под его заводку вы­полнены по дуге окружности, для того чтобы корне­вое сечение лопатки располагалось на полке хвосто­вика без свисания кромок. Это обеспечивает высо­кую усталостную прочность лопатки. Каждая лопат­ка крепится в осевом направлении с помощью двух пластинчатых стопоров, один конец каждого из ко­торых перед заводкой лопатки в паз отгибается в тело хвостовика, а второй — на поверхность диска.

Безымянный

Рис. 12 Рабочая лопатка с простейшим вильчатым хвостовиком

Безымянный

Рис.13. Рабочая лопатка с Т-образным хвостовиком и замками

« 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 »