2. Конструкции рабочих лопаток

2.1. Классификация рабочих лопаток

Рабочие лопатки турбины классифицируются по следующим признакам:

1. по характеру рабочего процесса – активные и реактивные;

2. по геометрии – постоянного и переменного сечения профиля по высоте (цилиндрические и закрученные);

3. по технологическому процессу изготовления – штампованные, катаные, фрезерованные, литые.

Рис. 2. Рабочая лопатка активной паровой турбины

1– шип; 2– рабочая часть (перо), состоящая из корыта и спинки; 3– хвостовик; 4– бандажная лента; 5– диск.

2.2. Методы защиты рабочих лопаток от капельной эрозии

Для рабочих лопаток, работающих во влажном паре, для защиты от капельной эрозии выполняют следующие мероприятия:

а) входная часть спинки рабочей лопатки на периферии защищается стеллитовыми пластинками, которые напаиваются на лопатки токами высокой частоты (стеллит‑ это сплав, состоящий из 6065% кобальта, 2528% хрома, 45% вольфрама и имеющий высокую твердость). Но применение кобальтовых сплавов в турбинах, работающих на радиоактивном паре не допустимо.

б) электроискровая обработка поверхности рабочей лопатки, при которой материал электрода переносится на поверхность рабочей лопатки. В качестве электродов используется:

• стеллит – для турбин ТЭС и АЭС, работающих на нерадиоактивном паре;

• феррохром, никельбор и д.р.

В результате электрических разрядов на поверхности рабочей лопатки образуется закаленный легированный слой, имеющий высокую твердость.

2.3. Типы хвостовиков

Ответственным элементом рабочей лопатки является хвостовик. Тип хвостовика определяется величиной нагрузки, создаваемой лопаткой, и оборудованием завода.

Т-образный хвостовик применяется для коротких рабочих лопаток. Для более длинных лопаток применяется Т-образный хвостовик с замком. Такие хвостовики используют ЛМЗ и ТМЗ.

ХТЗ широко применяет грибовидные (рис. 2) хвостовики. Рабочие лопатки малой высоты выпускаются с одним грибом, более длинные – с двумя и более.

КТЗ выпускает лопатки с зубчиковыми хвостовиками с окружной заводкой.

Для лопаток последних ступеней ЛМЗ применяет вильчатые хвостовики (рис. 3), ХТЗ и ТМЗ – елочные с окружной (рис. 4) и осевой (рис. 5) заводкой.

Рис. 3. Рис. 4 Рис. 5

2.4. Бандаж и связи

Бандаж и связи необходимы для повышения вибрационной надежности лопаточного аппарата и организации периферийного уплотнения.

Количество рабочих лопаток в пакете составляет 520 шт. Чем выше температура пара и меньше диаметр пакета, тем меньше в нем лопаток.

Зазор между сегментами бандажа 0,31 мм для первых и 11,5 для последних ступеней.

Цельнофрезерованный бандаж применяется:

1 ) для лопаток регулирующей ступени (например, ЛМЗ цельнофрезерует три лопатки с бандажом для турбин К-800-240). Они свариваются в пакеты по полкам бандажа и хвостовиков;

2) для рабочих лопаток последних ступеней выполняют цельнофрезерованный бандаж с зубом для предотвращения упругой раскрутки лопаток, кроме того, их трение создает хорошее демпфирование колебаний.

Проволочные связи:

1) паяние – проволока припаивается к лопаткам серебряным припоем и служит для ликвидации некоторых опасных видов колебаний

2) демпферные связи – служат для погашения колебаний, но, в отличие от первых, они не припаиваются, а прижимаются к отверстиям за счет центробежных сил. Бывают проволочные, трубчатые, втулочные демпферные связи.