2.5.Выбор схемы и расчет концевых уплотнений

Для сокращения потерь с утечками пара в местах выхода вала из корпуса турбины устанавливаются концевые лабиринтные уплотнения.

К уплотнениям предъявляется целый ряд требований. Но главным из них является обеспечение минимальной утечки пара. Для этого зазоры в уплотнениях должны быть минимально допустимыми из соображений невозможности задеваний. Утечки пара также определяются конструкцией уплотнений и числом гребешков.

Концевые уплотнения распределяются на ряд отсеков камерами, из которых предусматривается отвод части пара в промежуточные ступени турбины или в подогреватели регенеративной схемы. В крайних камерах уплотнений поддерживается с помощью эжектора разрежение, за счет чего исключается попадание пара в помещение машинного зала. В камеры, соседние с крайними, подводится охлаждающий пар из деаэратора от общего коллектора, в котором поддерживается небольшое избыточное давление в 10-20 кПа.

Начальное состояние пара перед первым отсеком переднего уплотнения будет соответствовать состоянию пара за соплами регулирующей ступени, а перед первым отсеком заднего уплотнения- состоянию пара за последней ступенью.

Расчет лабиринтного уплотнения произведен для отсеков до отвода пара в сальниковый подогреватель (СП). Для последующих отсеков число гребешков конструктивно принимается равным 6-10 для каждого отсека.

Процесс в уплотнениях может быть с достаточной точностью рассматриваться как процесс дросселирования с сохранением постоянной энтальпии. Поэтому удельный объем пара в камерах определяется по формуле при заданном в камере давлении и постоянной энтальпии, соответствующей энтальпии перед первым отсеком соответствующих уплотнений.

Расход пара в отсек уплотнений может быть определен по известной формуле

,

где =0,7-0,75- эмпирический коэффициент расхода, зависящий от формы гребешков и относительных размеров гребешка и радиального зазора между гребешками и валом; F_y= - площадь радиального зазора (d_В- диаметр вала в уплотнении, - радиальный зазор, принимаемый 0,5-0,8 мм); p₀,v₀- давление и удельный объем пара перед отсеком; =p₁/p₀- отношение давлений пара за и перед отсеком; z- число гребешков.

Результаты расчета сведены в таблицу 1.5. (1 отсек – первый отсек переднего уплотнения, 2 отсек – второй отсек переднего уплотнения, 3 отсек – первый отсек заднего уплотнения.)

Расчёт числа гребешков в отсеках

№	Показатель	Обозначение	Размерность	Формула или обоснование	Первого отсека			Второго отсека		Промежуточное уплотнение
1	Расход пара в отсек уплотнений	Gy	кг/с	0,005 *G	0,873	0,437	0,218	0,873	0,291	0,875
2	Эмпирический коэффициент расхода	y	-	mу=0,7-0,75	0,73	0,73	0,73	0,73	0,73	0,73
3	Радиальный зазор		м	=0,5-0,8мм	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5
4	Диаметр вала в уплотнении	dв	м	Принимается как для турбины прототипа	0,35	0,35	0,35	0,35	0,35	0,35
5	Площадь радиального зазора	Fy	м2	Fу =  dв	0,00055	0,00055	0,00055	0,00055	0,00055	0,00055
6	Давление пара перед отсеком	p0	МПа	Принимается п.6.[1]	4,69	2,10	0,50	2,0	0,50	9,38
7	Давление пара за отсеком	p1	МПа	Принимается п.6. .[1]	2,10	0,50	0,05	0,50	0,05	4,69
8	Энтальпия пара	h	кДж/кг	Принимается п.6. .[1]	3207,37	3207,37	3207,37	3013,0	3013,0	3455
9	Удельный объём пара перед отсеком	v0	м3/ кг	См. п.6 .[1]	0,06	0,14	0,68	0,13	0,58	0,04
10	Отношение давлений пара за и перед отсеком		-	= p1/p0	0,45	0,24	0,10	0,25	0,10	0,5
11	Расчётное число гребешков	z	-	z = у 2Fу2106р0(1- -2)/ Gу2	13	12	2	3	2	40