Цилиндр низкого давления

Часть низкого давления турбины состоит из двух цилиндров, каждый из которых выполнен двухпоточным. Корпус каждого ЦНД состоит из двух выхлопных патрубков, имеющих верхнюю и нижнюю половины. Выхлопные патрубки представляют собой сварную конструкцию из стальных листов. Патрубки соединяются между собой вертикальными фланцами по оси паровпуска. Верхняя половина выхлопного патрубка выполнена с двойной сеткой. Для предотвращения разогрева выхлопных патрубков цилинд­ров низкого давления выше 75°С при пусках и остановах турбины предусмотрена подача основного конденсата на охлаждение выхлопных патрубков ЦНД с напора конденсатных насосов.

Для уменьшения выходных потерь за последней ступенью в верхней и нижней половинах выхлопного патрубка вварены направляющие листы в форме тора. По обе стороны от оси паровпуска в верхней половине ЦНД на его корпусе сверху расположены два атмосферных клапана, которые срабатывают при аварийном повышении давления в выхлопном патрубке Р = 0,05÷0,15 кгссм².

Нижняя половина выхлопных патрубков имеет балкон, которым ЦНД опирается на фундамент. Выхлопные патрубки каждого из цилиндров соединяются шпильками по вертикальному разъёму, верхние и нижние половины выхлопных патрубков - шпильками по горизонтальному разъёму. Для доступа внутрь выхлопных патрубков без вскрытия цилиндра в верхних половинах патрубков имеются шесть люков-лазов. Нижние половины выхлопных патрубков соединяются сваркой с переходными патрубками конденсаторов. Цилиндры низкого давления имеют по три нерегулируемых отбора в каждом потоке: VI, VII и VIII отборы, которые выполнены соответственно за I, II и III ступенью ЦНД и предназначены для подогрева основного конденсата соответственно в ПНД-3,2,1.

 

Проточная часть низкого давления

Внутри каждого корпуса ЦНД установлена обойма “плавающего” типа. Обойма ЦНД - сварная и состоит из двух половин. Обе половины соединяются по горизонтальному разъёму при помощи шпилек. В средней части обоймы выполнена кольцевая полость, в которую подводится пар. Из кольцевой полости пар поступает в проточную часть ЦНД, которая делится на два потока направляющим аппаратом. В обоймах выполнены кольцевые посадочные выступы для установки диафрагм I¸V ступеней. В нижних половинах обойм приварены патрубки отборов пара на регенерацию. Конструктивно все потоки ЦНД выполнены одинаково.

 

 

 

 

Рисунок 1.7 Ротор низкого давления

 

Диафрагмы ЦНД

Диафрагмы ЦНД предназначены для размещения направляющих лопаток. Внутренние бандажи сопловой решетки всех диафрагм ЦНД имеют цилиндрическую форму, наружные - коническую с углом раскрытия 20÷30° во второй, третьей и четвертой ступе­нях и 40° — в пятой ступени. На внутренней расточке тела проточены пазы для установки колец диафрагменных уплотнений. Диафрагмы I, IV, V ступеней сварные, а II и III ступени - литые. Направляющие лопатки выполнены из нержавеющей стали. С целью уменьшения эрозии входных кромок рабочих лопаток IV и V ступеней выполнено упрочнение верхних частей входных кромок твердым сплавом. В четвертой ступени ЦНД осуществляется влагоудаление за рабочими лопатками. Вы­ходные кромки рабочих лопаток открыты сверху, и влага, отбрасываемая центробежной силой, попадает в камеру за четвертой, сту­пенью, стекает вниз и дренируется. В пятой ступени выполнена внутриканальная сепара­ция влаги на направляющих лопатках, а также организовано влагоудаление за направляющи­ми лопатками. Над рабочими лопатками уста­новлен козырек, образующий с диафрагмой кольцевую щель, сообщающуюся с пространством за ступенью, в эту щель и отсасывается влага.

Ротор ЦНД

Ротор НД – двухпоточный, выполнен сварным, жестким и имеет десять ступеней с рабочими лопатками. Ротор называют жестким, так как у него критическое число оборотов больше рабочего. Сварные роторы изготавливают из отдельных поковок с последующей свар­кой кольцевыми швами. Центровка отдельных поковок перед сваркой осуществляется центро­вочными поясками.

Рабочие лопатки РНД

Рабочие лопатки РНД являются одними из са­мых ответственных элементов турбины. Уста­новленные на диске они образуют рабочие каналы (вращающаяся решетка), через которые проходят струи пара, выходящие из сопловой решетки и где происходит преобразование кинетической энергии потока пара в ме­ханическую энергию вращения ротора. От качества выполнения рабочих лопаток низкого давления и их сборки на диске в значительной степени зависят надежность и КПД ступени и всей турбины в целом.

Основным элементом рабочей лопатки является перо, или рабочая часть, имеющая профиль сечения, который обеспечивает мини­мальные потери энергии при обтекании пото­ком пара, выходящего из соплового аппарата.

Профили решеток сопловых и рабочих лопаток низкого давления выбирают с помощью треугольников скоростей ступени таким образом, чтобы обтекание паром было наиболее эффективным. Треугольники скоростей по высоте лопатки имеют различный вид и угол входа на рабочую лопатку изменяется очень сильно, в некоторых случаях он может меняться в пределах 100⁰ от корня до переферии и поэтому рабочую лопатку выполняют закрученой так, чтобы направление ее входной кромки совпадало с вектором входа пара на рабочую лопатку. Одновременно при этом уменьшают площадь сечения рабочей лопат­ки от корня к вершине для уменьшения дей­ствующей на лопатку центробежной силы.

Конструктивное выполнение рабочей части лопатки зависит от ее длины, а точнее, от отно­шения среднего диаметра ступени к ее длине (d/l). Рабочие лопатки РНД относятся к категории длинных лопаток (d/l<10).

Поверхность лопатки тщательно обрабаты­вается по высокому классу чистоты, что необ­ходимо:

для обеспечения высокой экономичности (при шероховатых стенках ка­налов растут потери на трение);

для повышения усталостной прочности ло­патки, которая сильно снижается при наличии рисок и царапин на поверхности.

Лопатки последних ступеней подвержены действию крупных капель влаги, срывающих­ся со стоящей впереди сопловой решетки и вы­зывающих эрозию входных кромок верхней части лопатки. Для уменьшения эрозии в этих местах лопатки по ее спинке выполняют защиту, которая заключается в электроискровой обработки.

Двухпоточные РНД имеют по пять ступеней в каждом потоке. Рабочие лопатки всех пяти ступеней (см. рисунок 1.8) имеют переменные сечения профи­ля по высоте. Лопатки первой ступени (6) имеют осевое уплотнение в виде кольцевого выступа, выто­ченного на хвостовой части, после сборки ло­паток с диском ротора. Лопатки с помощью ленточных бандажей (16) объединены в 28 пакетов по семь лопаток в каждом. На ленточных бан­дажах после расклепки шипов вытачиваются два кольцевых выступа, образующих вместе с козырьком диафрагмы радиальное надбандажное уплотнение.

Лопатки второй ступени (5) ленточными банда­жами объединены в 29 пакетов по пять лопа­ток в каждом. На ленточном бандаже второй ступени вытачиваются три кольцевых выступа радиальных надбандажных уплотнений.

Ло­патки третьей ступени (4) объединены в 14 паке­тов по восемь лопаток в каждом двумя ряда­ми проволочных бандажей (7). Проволочные бан­дажи в лопатках пропущены через отверстия, выполненные в специальных утолщениях про­фильной части (поясках), таких поясков в каждой лопатке два, бандажи припаиваются серебряным припоем к каждой лопатке па­кета.

Лопатки четвертой ступени (3) объединены двумя рядами трубчатых бандажей в 10 па­кетов по семь лопаток в каждом и один пакет из шести лопаток. Лопатки имеют два утол­щения (пояска) профильной части, в которых выполнены отверстия для пропуска бандажей. Бандажи свободно входят в отверстия про­фильных частей лопаток и удерживаются от смещения в тангенциальном направлении дву­мя шайбами, припаянными к бандажной труб­ке у крайних в пакете лопаток. Бандажи со­седних пакетов соединены между собой с помощью стержня, наружный диаметр которого равен внутреннему диаметру бандажной труб­ки, стержень одним своим концом входит в отверстие бандажа и припаивается к нему, а другим концом входит свободно в отверстие соседнего бандажа.

Лопатки пятой ступени (1) имеют два ряда втулочных бандажей (15), которые пропущены че­рез отверстия в поясках на профильной части. Втулочные бандажи входят в отверстия пояс­ков и от тангенциального смещения относи­тельно лопатки ограничиваются двумя шай­бами (14), припаянными к трубке серебряным при­поем. Часть трубки меньшего диаметра сво­бодно входит в отверстие большего диаметра соседней трубки и т. д. Трубок в одном ряду бандажа столько же, сколько лопаток в сту­пени.

От сдвига в осевом направлении каждая лопатка фиксируется двумя стопорами (2). Каждый стопор загнутым концом входит в прорезь хвоста лопатки, а другой его конец отгибается на полотно диска. Лопатки у вершины имеют утонения в про­фильной части.

Входные кромки лопаток четвертой и пя­той ступеней примерно на половине высоты лопатки имеют защиту от ударной эрозии.

Хвосты рабочих лопаток I и II cтупеней двухопорные, грибовидного типа (наездник).

Хвост рабочих лопаток III ступени трехопорный грибовидого типа (наездник).

Хвосты IV и V ступеней ёлочного типа с торцевой заводкой.

Радиальное уплотнение проточной части ЦНД осуществлено на I и II сту­пенях за счет гребней, проточенных на бандажах рабочих лопаток, на III¸V ступенях - за счет малых зазоров (4¸5 мм.) между рабочими лопатка­ми и ободом диафрагм.

Все зазоры на всех ступенях настолько велики (10¸17 мм), что осевое уплотнение практически отсутствует.