4. Цилиндры паровых турбин и условия их работы. Жесткость. Фланцевые соединения и их плотность. Обеспечение жесткости и плотности. Тепловая затяжка. Деформации.

Под статором турбины понимают неподвижные детали ее цилиндров: корпуса турбин со встроенными в них корпусами подшипников (если они не выносные), обоймы для крепления диафрагм и сегментов концевых уплотнений, сами диафрагмы и сег­менты уплотнений.

Условия работы статора

Условия работы статора менее тяжелые, чем ротора, прежде всего потому, что его детали не вращаются. Основная нагрузка, действующая на корпус, диафрагмы, обоймы,— разность давлений. Под ее действием детали статора должны сохранять не только прочность, в том числе в условиях высоких температур, когда происходит ползучесть, но и жесткость, и плотность.

Недостаточная жесткость может привести к большим взаимным пере­мещениям ротора и статора и заде­ваниям. Особенно трудно обеспечить жесткость корпусов ЦНД. Недостаточная плотность при­водит к паразитным протечкам пара и снижению КПД. Особенно опасны протечки пара в турбинах насыщен­ного пара, где капли влаги, движу­щиеся с большой скоростью, могут вызвать щелевую эрозию статорных деталей.

Плотность корпусов обеспечи­вается с помощью фланцевого соединения, состоящего из двух продольных фланцев и скрепляющих их болтов или шпилек, ввинчиваемых в нижнюю половину корпуса.

При затяжке шпилек или болтов большого диаметра используется тепловая затяжка, обеспечивающая легкость за­тяжки и отсутствие надиров на поверхностях контакта. Перед за­тяжкой шпильку разогревают с по­мощью карборундового электрона­гревателя, вставляемого в осевое сверление шпильки, или подачей туда горячих продуктов сгорания. Контролируя температуру шпильки, можно добиться ее вполне опреде­ленного теплового удлинения, экви­валентного тем напряжениям растя­жения, которые возникнут в шпильке после ее затяжки и сокращения в результате охлаждения.

Быстрый прогрев фланца в верти­кальном направлении может при­вести к тому, что в холодной шпильке, не без того растянутой силой затяжки фланцев, возникнут дополнительные напряжения. Это может привести к появлению в шпильке пласти­ческих деформаций растяжения, и ее рабочая часть удлинится.

5. Двухстенные цвд и их преимущества перед одностенными. Сопловые коробки регулирующей ступени. Диафрагмы и обоймы. Корпус цнд и обеспечение его жесткости.

С повышением начальных пара­метров одностенная конструкция становится нерациональной, так как для обеспечения плотности флан­цевое соединение приходится выпол­нять очень громоздким, а это за­трудняет свободное тепловое расши­рение корпуса вслед за ротором при быстрых изменениях режима работы и увеличивает температурные напря­жения во фланцах. В таких слу­чаях корпус ЦВД выполняют двухстенным. В нем на каждый из корпусов действует только часть разности давлений, что позволяет выполнить его с тонкой стенкой и легкими фланцами. Кроме того, двухстенная конструкция позволяет локализовать во внутреннем корпусе зону высоких температур или зону высоких дав­лений и влажности, а внешний корпус выполнить из более дешевых и технологичных материалов.

В носовой части ЦВД размещены паровпускная камера, клапанная коробка и сопловая коробка с соплами первой ступени. Открываясь последовательно, регулирующие клапаны подают пар в четыре вваренные в корпус сопловые коробки, откуда пар поступает на регулирующую ступень.

Диафрагмы - неподвижный элемент ступени, устанавливаемый в корпусе паровой турбины между смежными рядами рабочих лопаток для размещения и крепления соплового аппарата и уплотнений паровой турбины. Диафрагма состоит из: обода, сопловых или направляющих лопаток, тело и диафрагменных уплотнений. Она крепится непосредственно к корпусу цилиндра или в диафрагменные обоймы, которые также крепятся к корпусу цилиндра.

Обоймы служат для размещения в них диафрагм или сегментов концевых уплотнений. Обойменная конструкция ци­линдра имеет ряд преимуществ. Большое кольцевое пространство между гребнями соседних обойм со­здает удобные камеры для отбора пара.

Корпус ЦНД и обеспечение его жесткости.

Основная характерная особен­ность ЦНД — большие габариты, вызванные стремлением уменьшить потерю с выходной скоростью. Корпуса ЦНД конденсационных тур­бин выполняют сварными из тонкой листовой стали. Хотя перепад давлений на корпус ЦНД невелик, его большие размеры обусловливают действие на него больших сил от атмосферного давления. Поэтому корпус должен иметь большое число ребер и подкосов, делающих его достаточно жестким.