Конструкции уплотнений паровых турбин

В многоступенчатой турбине используются концевые, периферийные по бандажу рабочей решетки и диафрагменные уплотнения лабиринтового типа. Концевые уплотнения должны обеспечивать минимум утечек пара в области выхода роторов ЦВД и ЦСД из их корпусов. В ЦНД концевые уплотнения предотвращают пропуск атмосферного воздуха в проточную часть, где имеет место разрежение. Основные принципы работы лабиринтовых уплотнений даны ранее, в разделе 7.3. Здесь, на рис. 10.9, представлены конструкции концевых уплотнений.

Рис. 10.9. Фрагменты концевых уплотнений

а) уплотнение с гребнями в статоре; б) уплотнение с гребнями в роторе

Уплотняющие гребни уплотнений 1 могут устанавливаться непосредственно на валу ротора турбины. При этом в канавки вала зачеканивают тонкую ленту толщиной 0,2-0,3 мм. Радиальный зазор в уплотнениях составляет 0,5-0,65 мм. Для предупреждения прогиба вала, который может появиться при задеваниях на поверхности ротора, после каждого сегмента выполняют тепловые (компенсационные) канавки. В уплотнениях ЦВД, расположенных рядом с осевым подшипником, осевой зазор составляет 3,5-3,8 мм, а в уплотнении с противоположной стороны осевой зазор достигает 7 мм. Эта разница связана с относительными тепловыми расширениями ротора (его расширение происходит от фикспукта, находящегося в осевом подшипнике турбины). Конструкции диафрагменных уплотнений отличаются от концевых числом гребней.

На рис. 10.10 показана схема направления потоков пара в концевом уплотнении ЦВД, работающим по принципу "самоуплотнения". После дросселирования в двух сегментах уплотнений пар отводится в соответствующие камеры и далее в сальниковые подогреватели (СП) основного конденсата тепловой схемы турбоустановки. Уплотняющий пар с давлением больше атмосферного (около 0,03-0,05 МПа), поддерживаемым в различных режимах эксплуатации турбоустановки с помощью регулятора уплотнений (РУ), направляется в предпоследнюю камеру концевого уплотнения. Из последней камеры паровоздушная смесь отсасывается эжекторами уплотнений (ЭУ) и утилизируется в его охладителях.

Рис. 10.10. Схема потоков пара в концевом уплотнении ЦВД турбины

На рис. 10.11 показана организация уплотнений трехцилиндровой турбины К-210-12,8 посредством регулятора подачи пара 1. Подвод насыщенного пара в уплотнения ЦНД осуществляется из деаэратора. Отсос паровоздушной среды из крайних (каминных) камер концевых уплотнений производится с помощью эжекторов (ЭУ) в охладители (ОУ) тепловой схемы ТЭС. Поскольку расходы пара через концевые уплотнения в современных турбинах большие, то теплоту утечек используют в системе регенеративного подогрева питательной воды (см. отборы пара из камер концевых уплотнений ЦВД и ЦСД в регенеративные подогреватели).

Рис. 10.11. Организация уплотнений паровой турбины К-210-12,8 ЛМЗ:

1 – регулятор подачи пара на уплотнения; 2 – коллектор уплотняющего пара; 3 – предохранительный клапан; 4 – подача пара в отбор №2; 5 – подача пара в отбор №4; 6 – подача пара в сальниковый подогреватель; 7 – отсос пара из концевых камер уплотнений в охладители ЭУ