Узел газовой турбины, работающей на паре, и способ повышени  эффективности работы турбины - RU2002113105A

Реферат

1. Узел (22) газовой турбины, работающей на паре, предназначенный для повышения эффективности функционирования турбины, содержащий: статор (24), имеющий ось (34), проходящую в продольном направлении; ротор (26), выставленный коаксиально по отношению к статору (24) и расположенный рядом со статором (24) в радиальном направлении и на некотором расстоянии от статора (24), при этом ротор (26) содержит, по меньшей мере, пару ступеней (36, 38), соединенных друг с другом и расположенных соответственно выше и ниже по ходу потока друг относительно друга, причем каждая из ступеней (36, 38) имеет множество расположенных кольцеобразно хвостовиков (40) и лопаток (42), прикрепленных к хвостовикам (40) так, что основной поток (44) газа проходит по траектории, расположенной на определенном расстоянии от проходящей в продольном направлении оси (34) статора (24) и ротора (26) и вдоль оси (34) и удаленной от оси (34) радиально наружу, и в одном направлении между лопатками (42) соседних расположенных выше и ниже по ходу потока ступеней (36, 38) ротора (26), при этом статор (24) и расположенные выше и ниже по ходу потока ступени (36, 38) ротора (26) совместно образуют, по меньшей мере, одну колесообразную полость (46), находящуюся между ними и имеющую противоположные, расположенные выше и ниже по ходу потока концы (46а, 46b), открытые в направлении основного потока (44) газа у расположенных выше и ниже по ходу потока ступеней (36, 38) ротора (26), так что, по меньшей мере, один вторичный поток (48) газа проходит по другой траектории через колесообразную полость (46) между расположенными выше и ниже по ходу потока ступенями (36, 38) ротора (26) от конца (46а), расположенного выше по ходу потока, к расположенному ниже по ходу потока концу (46b) колесообразной полости (46) и в основной поток (44) газа; по меньшей мере, одно из уплотнений - кольцевого щеточного уплотнения (28) и кольцевого лабиринтного уплотнения (56), расположенных между статором (24) и ротором (26) и поперек траектории вторичного потока (48) газа так, что указанное, по меньшей мере, одно уплотнение (28, 56) блокирует, по меньшей мере, часть вторичного потока (48) газа; первый отражатель (30) газового потока, образованный краем (24а) статора (24), находящимся рядом с хвостовиком (40) расположенной ниже ходу потока одной из ступеней (38) ротора (26); и второй отражатель (32) газового потока, образованный краем (40а) хвостовика (40) расположенной ниже по ходу потока одной из ступеней (38) ротора (26), так что первый отражатель (30) газового потока расположен на определенном расстоянии от второго отражателя (32) газового потока и над ним так, что осуществляется поворот вторичного потока (48) газа, проходящего из колесообразной полости (46) в основной поток (44) газа, между первым и вторым отражателями (30, 32) газового потока в сторону расположенной ниже по ходу потока одной из ступеней (38) ротора (26) и в основной поток (44) газа по касательной к основному потоку (44) газа и к хвостовику (40), расположенной ниже по ходу потока одной из ступеней (38) ротора (26).

2. Узел (22) по п.1, дополнительно содержащий по меньшей мере, хвостовик (40) расположенной ниже по ходу потока одной из ступеней (38) ротора (26), в котором образован сквозной перепускной канал (54) для пара, открытый в направлении колесообразной полости (46) для отвода, по меньшей мере, части вторичного потока (48) газа от прохождения в основной поток (44) газа.

3. Узел (22) по п.2, в котором перепускной канал (54) для пара имеет размер, приспособленный для отвода, по меньшей мере, части вторичного потока (48) газа от прохождения в основной поток (44) газа.

4. Узел (22) по п.1, в котором щеточное уплотнение (28) имеет закрепленный конец (28а) и свободный конец (28b), при этом указанный закрепленный конец (28а) щеточного уплотнения (28) прикреплен к статору (24), и свободный конец (28b) щеточного уплотнения (28) проходит в колесообразную полость (46) в сторону ротора (26).

5. Узел по п.1, в котором кольцевое лабиринтное уплотнение (56) выставлено коаксиально по отношению к статору (24) и ротору (26) и образовано, по меньшей мере, на одном из элементов - на статоре (24) и/или роторе (26), и проходит в колесообразную полость (46) между статором (24) и ротором (26), при этом лабиринтное уплотнение (56) предназначено для блокирования, по меньшей мере, части вторичного потока (48) газа.

6. Способ повышения эффективности функционирования газовой турбины, работающей на паре, включающий в себя следующие операции: обеспечение наличия статора (24), имеющего ось (34), проходящую в продольном направлении; обеспечение ротора (26), выставленного коаксиально по отношению к статору (24) и расположенного рядом со статором (24) в радиальном направлении и на некотором расстоянии от статора (24), при этом ротор (26) содержит, по меньшей мере, пару ступеней (36, 38), соединенных друг с другом и расположенных соответственно выше и ниже по ходу потока друг относительно друга, причем каждая из ступеней (36, 38) имеет множество расположенных кольцеобразно хвостовиков (40) и лопаток (42), прикрепленных к хвостовикам (40); введение основного потока (44) газа, проходящего по траектории, расположенной на определенном расстоянии от проходящей в продольном направлении оси (34) статора (24) и ротора (26) и вдоль оси (34) и удаленной от оси (34) радиально наружу, и в одном направлении между лопатками (42) соседних расположенных выше и ниже по ходу потока ступеней (36, 38) ротора (26); образование, по меньшей мере, одной колесообразной полости (46) между статором (24) и расположенными выше и ниже по ходу потока ступенями (36, 38) ротора (26), которая имеет противоположные, расположенные выше и ниже по ходу потока концы (46а, 46b), открытые в направлении основного потока (44) газа у соответствующих расположенных выше и ниже по ходу потока ступеней (36, 38) ротора (26); введение, по меньшей мере, одного вторичного потока (48) газа, проходящего по другой траектории через колесообразную полость (46) между расположенными выше и ниже по ходу потока ступенями (36, 38) ротора (26) от конца (46а), расположенного выше по ходу потока, к расположенному ниже по ходу потока концу (46b) колесообразной полости (46) и в основной поток (44) газа; обеспечение, по меньшей мере, одного из уплотнений - кольцевого щеточного уплотнения (28) и кольцевого лабиринтного уплотнения, расположенного между статором (24) и ротором (26) и поперек траектории вторичного потока (48) газа так, что указанное, по меньшей мере, одно уплотнение (28, 56) блокирует, по меньшей мере, часть вторичного потока (48) газа; преобразование края (24а) статора (24), находящегося рядом с хвостовиком (40) расположенной ниже ходу потока одной из ступеней (38) ротора (26) в первый отражатель (30) газового потока; и преобразование края (40а) хвостовика (40) расположенной ниже по ходу потока одной из ступеней (38) ротора (26) во второй отражатель (32) газового потока так, что первый отражатель (30) газового потока будет расположен на определенном расстоянии от второго отражателя (32) газового потока и над ним так, что осуществляется поворот вторичного потока (48) газа, проходящего из колесообразной полости (46) в основной поток (44) газа, между первым и вторым отражателями (30, 32) газового потока в сторону расположенной ниже по ходу потока одной из ступеней (38) ротора (26) и в основной поток (44) газа по касательной к основному потоку (44) газа и к хвостовику (40) расположенной ниже по ходу потока одной из ступеней (38) ротора (26).

7. Способ по п.6, дополнительно включающий в себя операцию образования перепускного канала (54) для пара, проходящего сквозь, по меньшей мере, хвостовик (40) расположенной ниже по ходу потока одной из ступеней (38) ротора (26) и открытого в направлении колесообразной полости (46) для отвода, по меньшей мере, части вторичного потока (48) газа от прохождения в основной поток (44) газа.

8. Способ по п.7, в котором операция образования перепускного канала для пара включает в себя образование перепускного канала (54) для пара с размером, приспособленным для отвода, по меньшей мере, части вторичного потока (48) газа от прохождения в основной поток (44) газа.

9. Способ по п.6, в котором щеточное уплотнение (28) имеет закрепленный конец (28а) и свободный конец (28b), при этом закрепленный конец (28а) щеточного уплотнения (28) прикреплен к статору (24), и свободный конец (28b) щеточного уплотнения (28) проходит в колесообразную полость (46) в сторону ротора (26).

10. Способ по п.6, в котором кольцевое лабиринтное уплотнение (56) выставлено коаксиально по отношению к статору (24) и ротору (26) и образовано, по меньшей мере, на одном из элементов - на статоре (24) и/или роторе (26), и проходит в колесообразную полость (46) между статором (24) и ротором (26), при этом лабиринтное уплотнение (56) предназначено для блокирования, по меньшей мере, части вторичного потока (48) газа.