Тепловые расширения в паровых турбинах
Основным расширением ротора является осевое расширение. Вследствие вращения ротора, его радиальное расширение абсолютно симметрично и не вызывает проблем.
Корпус ПТ имеет сложную форму. Коэффициент теплопередачи от пара к корпусу много меньше, чем от пара к ротору, поэтому корпус изменяет свою температуру медленнее, чем ротор.
По этой причине имеет место относительное расширение ротора относительно корпуса.
С целью организации температурных расширений, корпус ПТ фиксируется относительно фундамента в некоторой точке пространства, которая называется «фикспункт» или «мёртвая точка».
Эта точка не обязательно является материальной.
Тепловые расширения в паровых турбинах
Как известно, точка в пространстве может быть организована путем пересечения трех плоскостей: горизонтальной, продольной вертикальной (в данном случае, она размещается вдоль оси ПТ) и вертикальной поперечной.
Указанные плоскости в пространстве организуются путем системы продольных, поперечных и вертикальных шпонок.
«Фикспункт» размещается обычно в наиболее тяжелой части турбины. В конденсационных ПТ он находится в области выхлопа, поскольку к выхлопу присоединен конденсатор, перемещение которого невозможно.
В турбинах с противодавлением «фикспункт» размещают также со стороны выхлопа.
В ПТ, имеющих один ЦНД, организуется один «фикспункт».
В турбинах с несколькими ЦНД каждый из них имеет свой «фикспункт».
Концевые уплотнения паровых турбин
Потери энергии в многоступенчатой турбине
В многоступенчатой турбине имеют место потери, которые нельзя отнести к любой, отдельно взятой ступени, а именно:
потери на впуске,
потери на выхлопе,
потери от утечки пара через концевые уплотнения,
потери на трение в подшипниках скольжения (механические потери).
Если рассматривать турбогенератор в целом, то следует учитывать также потери в электрическом генераторе.
Потери от утечек через концевые уплотнения.
В паровых турбинах используются только лабиринтовые уплотнения (бесконтактные, проточные).
Р
асход
через уплотнения не равен 0.
Переднее концевое уплотнение (ПКУ) предназначено для снижения утечки пара через зазор между корпусом турбины и вращающимся валом.
Назначение заднего концевого уплотнения (ЗКУ) в турбинах с противодавлением такое же, как и ПКУ.
Часть пара, проходящая через уплотнения, не работает в проточной части, т. е. не совершает работу, поэтому КПД турбины снижается.
Потери от утечек через концевые уплотнения
З
КУ
в конденсационных турбинах предназначено
для предотвращения подсоса воздуха в
выхлопной патрубок (ВП) и далее в
конденсатор.
Присутствие воздуха ухудшает коэффициент теплоотдачи в конденсаторе, в результате увеличивается давление в конденсаторе, снижается тепловой перепад турбины, увеличивается температура ВП.
Конструкция лабиринтных уплотнений
Секции концевых уплотнений, как и уплотнения в проточной части, являются лабиринтными, прямоточными или на ступенчатом валу.