Сито паровое стопорного клапана паровой турбины

Классификация по МПК: F01B

Патентная информация
Патент на изобретение №: 
2505728
Дата публикации: 
Понедельник, Январь 27, 2014
Начало действия патента: 
Понедельник, Июль 2, 2012

Изобретение относится к области паротурбиностроения и предназначено для использования в стопорных клапанах паровых турбин любых типов, любых мощностей и назначений. Сито паровое стопорного клапана паровой турбины состоит из каркаса и цилиндрической оболочки со щелями, пропускающими пар и задерживающими твердые частицы окалины и предметы, опасные по размерам для проточной части турбины. На цилиндрической оболочке выполнены несколько сквозных щелей. Каждая из щелей выполнена в виде винтовой линии одного вращения. Изобретение направлено на обеспечение экономичности паровой турбины, минимизацию потерь давления парового потока при прохождении через стопорный клапан и минимизацию технологических ошибок при изготовлении сита парового с одновременным снижением трудоемкости. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области паротурбиностроения, может быть использовано в стопорных клапанах паровых турбин любых типов, любых мощностей и назначений.

Свежий пар поступает в паровую турбину из парового котла по трубопроводу, на котором устанавливается стопорный клапан (термин использован Г.С. Жирицким в книге «Паровые турбины», т.1, издание второе, Гостехиздат Украины, 1930 г. стр.260), он же - клапан автозатвора.

В корпусе клапана устанавливается неподвижное седло и клапан, перемещающийся с помощью управляющего устройства (автозатвора), расположенного снаружи клапана. Клапан имеет два рабочих положения -полное открытие либо полное закрытие.

Для исключения попадания на запирающую поверхность клапана крупных частиц окалины, сварочного грата или случайных предметов, оставленных в трубопроводе свежего пара при его монтаже, а также для защиты от перечисленных предметов проточной части турбины, клапан и седло помещены внутри парового сита, устанавливаемого во внутренней полости корпуса клапана со стороны входа пара.

Сито паровое состоит из каркаса и жестко закрепленной на нем цилиндрической оболочки, у которой выполнено несколько тысяч круглых отверстий малого диаметра. Так, например, в сите паровом стопорного клапана турбины Т-110/120-130-5 выполнено 19900 отверстий ⌀ 3,5 мм., см. М.М. Ковалевский «Качественная оценка конструкций паровых турбин» Машгаз, Москва-Свердловск, 1963, стр.47.

Аналогичные паровые сита устанавливаются в стопорных клапанах турбины Р-100-130-/15, ПТ-140/160-130-2(-3), Т-185/210-130-3(-4).

Суммарная площадь фильтрующих отверстий на 40-50% больше площади пароподводящих патрубков корпуса клапана. Через сито проходят твердые частицы, четко ориентированные по оси отверстия и имеющие поперечные размеры меньше диаметра отверстия.

Фильтрующие отверстия примерно 20000 шт.сверлятся в развернутом листе металла заготовки цилиндрической оболочки многопозиционной сверлильной головкой (6÷8 сверл). При переходе от готовой группы отверстий к сверлению следующей группы отверстий необходимо соблюдать шаг между крайними отверстиями двух групп - группы готовых отверстий и группы пока еще не готовых отверстий. Технологическая длительность исполнения всего необходимого количества отверстий - более 150 н/час, что подтверждается опытом изготовления паровых сит на турбинном заводе.

Монотонность труда приводит к частым ошибкам исполнения -неисполнению части отверстий, отклонениям по шагам между отверстиями, наличию частично совпадающих отверстий (отверстий - двойников).

Кроме того, многочисленность отверстий не позволяет профилировать каждое отверстие для обеспечения наилучших аэродинамических характеристик, что приводит к увеличенным потерям давления парового потока при его протекании через сито паровое и в конечном результате - к снижению экономичности паровой турбины.

Отмеченные недостатки устраняются предлагаемым устройством - ситом паровым.

Задачей изобретения является минимизация потерь давления парового потока при его прохождении через стопорный клапан и минимизация технологических ошибок при изготовлении сита парового с одновременным снижением трудоемкости.

Решения указанной задачи достигается следующим образом:

1. Сито паровое, изображенное на фиг.1-2, состоит из каркаса 1, наружной цилиндрической оболочки 2 и внутренней цилиндрической оболочки 3. Обе оболочки жестко закреплены на каркасе, например, сваркой.

2. На наружной оболочке выполнены сквозные фильтрующие щели 4, каждая из которых выполнена в виде винтовой линии одного направления вращения

3. На внутренней оболочке выполнены сквозные фильтрующие щели, каждая из которых выполнена в виде винтовой линии одного направления вращения, противоположного направлению вращения фильтрующих щелей на наружной оболочке.

4. Фильтрующие щели в виде винтовых линий могут быть выполнены на универсальном токарном станке не более, чем за 2-3 часа. Суммарная площадь фильтрующих щелей, на 40-50% большая площади сечения паровпускных патрубков, определяется шириной щели, длиной винтовой линии (т.е. углом подъема винтовой линии) и количеством щелей, т.е. многозаходностью винтовых линий.

5. Через наклонные щели наружной оболочки могут пролетать не только частицы меньшие ширины щели, но и удлиненные частицы, длина которых сориентирована по направлению щели. Однако, в зазоре между наружной и внутренней оболочками такая удлиненная частица не успеет повернуться в направлении, соответствующему направлению винтовой линии противоположного вращения и будет задержана.

6. Каждой щели может быть придан оптимальный аэродинамический профиль, например, скруглением кромок на входе и на выходе, что не выходит за пределы возможностей универсального токарного станка.

Формула изобретения

1. Сито паровое стопорного клапана паровой турбины, состоящее из каркаса и цилиндрической оболочки со щелями, пропускающими пар и задерживающими твердые частицы окалины и предметы, опасные по размерам для проточной части турбины, отличающееся наличием на цилиндрической оболочке нескольких сквозных щелей, каждая из которых выполнена в виде винтовой линии одного вращения.

2. Сито паровое по п.1, отличающееся наличием наружной оболочки со сквозными щелями в виде винтовых линий одного вращения и концентричной внутренней оболочки со сквозными щелями в виде винтовых линий противоположного направления вращения.