Turbina de vapor, fila de paletas de rotor de la turbina de vapor y método de expansión del flujo de vapor
Descripción general
 El mantenimiento de la tasa de vapor a un valor relativamente bajo, la supresión de una desaceleración significativa del vapor se expande hacia el borde de salida, una superficie aerodinámica que puede reducir al mínimo la fuga de vapor en el flujo secundario y la punta de la pala en la base de la superficie de sustentación Sección de la hilera de álabes de la turbina de vapor. La geometría de la porción 11 de la superficie aerodinámica de la pala 5 del rotor para la turbina 1 de vapor se forma para minimizar la pérdida de energía causada al pasar a través de la fila de la pala del rotor y controlar la distribución radial de la reacción. La velocidad del vapor de agua sobre la superficie de las cuchillas reduce las pérdidas por fricción se reducen al mínimo, la rápida desaceleración de la exfoliación velocidad del vapor se evita se impide que la capa límite de acuerdo con el vapor se expande hacia el borde de salida . Controlar la distribución de retroceso de modo que se produzca un retroceso relativamente alto en la base 15 del perfil aerodinámico 11 para reducir el flujo secundario de modo que se produzca un retroceso relativamente bajo en la punta 16 del perfil aerodinámico 11 Minimice la fuga de la punta de la punta.
Antecedentes de la técnica
La presente invención se refiere a una cuchilla o una cuchilla de un rotor de turbina de vapor. En particular, la presente invención se refiere a un ala de retroceso controlada de alto rendimiento utilizada para una etapa un paso aguas arriba de la siguiente a la última etapa en una turbina de vapor a baja presión.
La trayectoria del flujo de vapor de la turbina de vapor está formada por un cilindro estacionario y un rotor. Varias hojas estacionarias están unidas al cilindro estacionario en una fila en una dirección circunferencial y se extienden hacia dentro hacia el interior del canal de vapor. Asimismo, un gran número de palas de rotor están montadas circunferencialmente en filas en el rotor y se extienden hacia fuera en el canal de vapor. Estas cuchillas estacionarias y cuchillas móviles están dispuestas alternativamente en filas, y una fila de cuchillas estacionarias y una fila de cuchillas móviles inmediatamente aguas abajo forman un paso. Dado que la cuchilla estacionaria desempeña un papel de dirigir el flujo de vapor, el vapor entra en la fila de la cuchilla móvil aguas abajo en el ángulo correcto. La superficie aerodinámica del perfil extrae energía del vapor, generando así la potencia necesaria para impulsar el rotor y la carga que se le atribuye.
La cantidad de energía extraída por cada hilera de cuchillas, así como la cantidad de cuchillas en movimiento en esa hilera, depende del tamaño y la forma del ala de pala. Por lo tanto, la forma de las superficies de sustentación de la cuchilla es un factor muy importante en el rendimiento termodinámico de la turbina de vapor, la determinación de la geometría de las superficies de sustentación de cuchilla son una parte importante del diseño de la turbina de vapor.
A medida que el vapor fluye a través de la turbina de vapor, la presión del vapor cae para cada paso subsiguiente hasta que se alcanza la presión de descarga deseada. Por lo tanto, las propiedades del vapor, es decir, la temperatura, la presión, la velocidad y el contenido de humedad, varían de una fila a otra a medida que el vapor se expande en la trayectoria del flujo. Como resultado, cada fila de palas de rotor emplea una cuchilla móvil que tiene una forma de superficie de sustentación optimizada para la condición de vapor asociada con la fila. Sin embargo, a excepción de ciertas turbinas en las que se cambia la forma de la superficie aerodinámica entre las hojas móviles en una fila para cambiar la frecuencia de resonancia, la forma de la superficie aerodinámica de la hoja es equivalente en una fila dada .
La dificultad asociada con el diseño de las palas de la turbina de vapor es que la forma del perfil aerodinámico determina en gran medida la resistencia mecánica de la pala y su frecuencia de resonancia, además de su rendimiento termodinámico Se intensifica por el hecho de que lo es. Dado que estas consideraciones imponen varias restricciones en la selección de forma de los perfiles aerodinámicos de pala, es inevitable que la forma óptima de pala aerodinámica para una fila determinada tenga sus propiedades mecánicas. Y las propiedades aerodinámicas del material.
En general, las principales pérdidas en la hilera de cuchillas en movimiento pueden ser causadas por los siguientes cuatro fenómenos: (i) pérdida de fricción cuando el vapor fluye a través de la superficie del perfil y (ii) dinámica Pérdida debido a la delaminación de la capa límite en la superficie de succión de la cuchilla, (ii) flujo secundario en el vapor que fluye a través del paso formado por el cucharón adyacente y la pared del extremo, y (iv) la punta del ala Y el vapor se filtra a través de él. Las pérdidas por fricción se minimizan al mantener la velocidad del vapor a un valor relativamente bajo. La deslaminación de la capa límite se evita asegurando que el vapor no desacelere demasiado rápido a medida que se expande hacia el borde posterior del ala del perfil aerodinámico. Las pérdidas debidas al flujo secundario y a la fuga de la punta se pueden minimizar controlando la distribución del retroceso radial a lo largo del perfil aerodinámico.
En turbina de reacción, una porción de la caída de presión etapa se produce en la fila de álabes de estator y el resto de la caída de presión etapa como ocurre esencialmente en la serie de palas giratorias, superficies de sustentación de la pala y hojas están diseñadas . El grado de reacción en una etapa de la turbina se define como un porcentaje de la caída de presión escalonada que se produce en la fila de las hojas en movimiento y es un parámetro importante en el diseño de la pala. Convencionalmente, el retroceso es de aproximadamente 10 a 15% en la base de la hoja de álabe, es decir, aguas arriba de la etapa de cerca del buje es de 10 a 15% de la caída de presión etapa se produce en la fila de álabes del rotor, y 85 90% paletas Ocurrió en la fila lateral. El retroceso en la punta del perfil aerodinámico se mantuvo convencionalmente en alrededor del 65%. Sin embargo, una distribución de retroceso radial de este tipo puede causar un flujo secundario significativo en la base del perfil aerodinámico y una alta fuga en la punta del perfil aerodinámico, que pueden usarse para mejorar el rendimiento de la pala del rotor. Adversamente.
Por lo tanto, el mantenimiento de la velocidad del vapor a un valor relativamente bajo, vapor asegura que el vapor no se desacelera significativamente cuando se infla hacia el borde de salida, además, un flujo secundario en la base de la punta del álabe de perfil aerodinámico es deseable proporcionar una fila de álabes en movimiento de una turbina de vapor para un alto rendimiento mediante el uso de forma aerodinámica para controlar el retroceso de modo que la fuga de vapor conduce a la radial distribución de retroceso como para reducir al mínimo en.
Medios para resolver el problema
Efecto de la invención
Breve descripción de los dibujos
1 es una vista en sección parcial de una turbina de vapor en las proximidades de una etapa que incluye una cuchilla móvil de L2R de acuerdo con la presente invención.
La figura 2 es una vista en sección transversal de dos palas de rotor adyacentes según la invención, con parámetros asociados con diversas prestaciones.
3 (a) es una vista en sección transversal en la punta dirección radial de la pala de rotor se muestra en la Fig. 1, (b) es una vista en sección transversal en la altura radial dirección 25%, (c) en la mitad de la altura radial (D) es una vista en sección transversal a una altura del 75% en la dirección radial, y (e) es una vista en sección transversal en la porción de base radial.
La figura 4 es un gráfico que muestra la distribución radial calculada de la medición desde la base hasta la punta del perfil aerodinámico en la fila de álabes del rotor según la presente invención.
La figura 5 es un gráfico que muestra la distribución radial calculada del vapor que entra en la hilera de álabes del rotor según la invención, con respecto al ángulo de flujo de entrada desde la base hasta la punta del perfil aerodinámico.
En la posición de dirección radial en la base de la Fig. 6 de superficie aerodinámica para la superficie de presión de la superficie palas del rotor de aspiración y cuchillas fueron como se muestra, respectivamente, por el triángulo y la cruz, de superficie aerodinámica desde el borde delantero LE al borde de salida TE 4 es un gráfico que muestra la distribución axial calculada con respecto a la relación de velocidad de vapor VR sobre el ancho de la pieza, es decir, la relación entre la velocidad de descarga de la fila de cuchillas y la velocidad en la superficie local.
En la posición de dirección radial a media altura de 7 superficie de sustentación para la superficie de presión de la superficie palas del rotor de aspiración y cuchillas fueron como se muestra, respectivamente, por el triángulo y la cruz, la hoja que lleva desde el borde LE hasta el borde posterior TE ala 4 es un gráfico que muestra la distribución axial calculada con respecto a la relación de velocidad de vapor VR a lo largo del ancho del perfil aerodinámico, es decir, la relación entre la velocidad de descarga de la fila de álabes y la velocidad en el plano local.
En ubicación radial de altura 75% de 8 superficies de sustentación para la superficie de cuchillas de succión y la superficie de las cuchillas de presión es como se muestra, respectivamente, en un triángulo y una cruz, desde el borde delantero LE al borde de salida TE La relación de la relación de velocidad del vapor VR a lo largo del perfil aerodinámico del perfil aerodinámico, es decir, la relación entre la velocidad de descarga de la fila de álabes y la velocidad en el plano local.
La figura 9 es un gráfico de la distribución radial calculada con respecto al retroceso de la etapa mostrada en la figura 1.
1 Turbina de vapor
2 cilindros estacionarios
3 rotor
4 paletas del estator
5 palas del rotor
6 Steam
11 Superficie aerodinámica dinámica (significa que el vapor puede recibir una segunda parte de la caída de presión)
15 base (parte de base)
16 punta de la cuchilla (parte de la punta del ala)
37 Parte del cubo (región del centro)
36 superficie aerodinámica (medios para permitir que el vapor reciba la primera parte de la caída de presión)
38 punta de la cuchilla (área de la punta de la cuchilla)
Reclamo
Reivindicaciones 1. Una turbina de vapor que comprende: a) un cilindro estacionario para confinar un flujo de vapor y un rotor rodeado por el barril estacionario, b) dispuesto en el barril estacionario, Una etapa que tiene medios para expandir al menos parcialmente dicho flujo de vapor, experimentando dicho flujo de vapor una caída de presión escalonada a medida que se expande a través de dicha etapa, comprendiendo dicha etapa (i) una fila de álabes estacionaria, (ii) C) las paletas del estator están dispuestas de manera que a medida que el vapor fluye a través de las palas del estator, el vapor fluye hacia la primera porción de la caída de presión del escalón D) dicha hilera de cuchillas comprende: (i) una pluralidad de hileras de cuchillas, cada una de las cuales está dispuesta de modo que (i) el vapor recibe una segunda porción de la caída de presión escalonada a medida que el vapor fluye a través de la hilera , (Ii) el diámetro de la segunda porción de la caída de presión del escalón Controlar la distribución direccional de modo que la segunda parte sea mayor que aproximadamente el 20% de la caída de presión escalonada en la región del cubo y menos de aproximadamente el 50% de la caída de presión escalonada en la región de la punta Y un control de descenso significa.
2. Una hilera de palas de rotor de una turbina de vapor, la hilera de palas que comprende superficies aerodinámicas para cada pala, comprendiendo cada una de dichas superficies aerodinámicas una porción de base, una porción de altura intermedia, una punta de ala Una porción de 25% de altura entre la porción de base y la porción de altura intermedia, y una porción de altura de 75% entre la porción de altura intermedia y la porción de punta de ala, y todas las esquinas se expresan en grados Una hilera de pala de rotor de una turbina de vapor que consta de parámetros definidos aproximadamente por los valores enumerados en la Tabla 1 a continuación.
ID de reclamo = 000003 HE = 085 WI = 114 LX = 0480 LY = 1100
La reivindicación 3 (i) fila de álabes estacionarios, (ii) la serie de palas giratorias, (iii) la región de la punta, y (iv) en una turbina de vapor que tiene una fase que tiene una región de cubo, al menos parcialmente, el flujo de vapor a través de dicha etapa , De modo que el vapor recibe una caída de presión escalonada, caracterizada porque comprende los siguientes pasos: a) permitir que el flujo de vapor reciba una primera parte de la caída de presión escalonada fluyendo a través de la fila de cuchillas del estator , B) permitir que el flujo de vapor reciba una segunda porción de dicha caída de presión escalonada fluyendo a través de dicha fila de palas de rotor, c) controlar la distribución radial de dicha segunda porción de dicha caída de presión de paso Tal que dicha segunda porción sea mayor que aproximadamente 20% de dicha caída de presión escalonada en dicha región de cubo y menos de aproximadamente 50% de dicha caída de presión escalonada en dicha región de región de punta Método de expansión del flujo.
Dibujo :
Application number :1994-010604
Inventors :ウエスチングハウス?エレクトリック?コーポレイション
Original Assignee :シャン?チェン、ジュレク?ファールジャー