Осевые усилия и их уравновешивание

Ступени активного типа всегда выполняются с небольшой степенью реакции, что обуславливает появление разности давлений на рабочем венце. Аналогичная разность давлений возникает на рабочем диске. Осевые усилия, появляющиеся за счет разности давления на каждом диске, суммируются и, поскольку площадь дисков большая, суммарное осевое усилие может быть значительным. Если не принимать мер, то осевое усилие будет огромным и не один упорный подшипник не сможет его воспринять. В дисках ступеней ЦВД и ЦСД выполняются специальные разгрузочные отверстия. Назначением которых является выравнивание давления с двух сторон диска. Но и с помощью этих отверстий значительно уменьшить разность давлений на диск не возможно, т.к. они сами обладают гидравлическим сопротивлением. Самым радикальным способом уменьшения осевого усилия является использование двухпоточной симитричной конструкции, аналогичной конструкции двухпоточного ЦНД. Однако на практике добиться полной симметрии проточной части и течения пара невозможно, поэтому и в двухпоточных конструкциях возникает некое осевое усилие. Уменьшить осевое усилие внутри цилиндра можно с помощью установки разгрузочного диска. Значительную разгрузку упорного подшипника можно получить, выполняя конструкцию с поворотом пара. Пар через подводящие патрубки подается в сопловые коробки и затем протекает справа налево через группу ступеней, расположенных во внутреннем корпусе. Затем пар делает разворот на 180 градусов, проходит между внутреннем и наружным корпусами и расширяется в группе ступеней, установленных в наружном корпусе. Затем покидает ЦВД, направляясь в промежуточный перегрев. Такая конструкция сохраняет все преимущества цилиндра с разнонаправленными потоками пара, не уменьшая высоты лопаток первых ступеней. Конечно, такая конструкция удлиняет цилиндр.

Уплотнения турбины

В местах выхода вала из кор­пуса турбины устанавливаются кон­цевые уплотнения. В областях высоких давлений уплотнения огра­ничивают выход пара из турбины, а в областях, находящихся под дав­лением ниже атмосферного, препят­ствуют подсосу атмосферного воз­духа в турбину и конденсатор, обеспечивая их нормальную работу. Лабиринтовые концевые уплотне­ния принципиально не отличаются от рассмотренных выше лабиринтов диафрагменных уплотнений. Главное отличие состоит в разности давлений, действующих на уплотнение. Концевое уплотнение органи­зуется так, чтобы исключить попада­ние пара в машинный зал даже в самых малых количествах, так как при этом теряется не только рабочее тело, которое надо восполнять на водоподготовительных установках, но и повышается влажность в ма­шинном зале, появляется опасность попадания пара в корпуса стоящих рядом подшипников и обводнения масла. Схема переднего концевого уплот­нения для части цилиндра, работаю­щей под давлением, показана на рис. 3.4. Все уплотнение разде­ляется на отдельные камеры. В пред­последние камеры подается уплот­няющий пар с регулируемым давле­нием, несколько большим атмосфер­ного. Из последней камеры пар отсасывается с помощью эжектора, и в ней создается давление, меньшее атмосферного. Таким образом, из последней камеры отсасывается пар, поступающий из предпоследней ка­меры, и воздух, подсасываемый из атмосферы, но пар из турбины не может выйти в машинный зал. Промежуточные камеры уплотнения соединяют с паровым пространством регенеративных подогревателей, на­правляя в них пар из турбины. Тем самым утилизируется теплота отсасываемого пара. Аналогичным образом организо­вано и концевое уплотнение части вала, находящегося под разреже­нием. Разница состоит лишь в том, что оно имеет только две камеры: подачи уплотняющего пара и отсоса смеси пара и атмосферного воздуха. Рис. 3.4. Схема переднего концевого уплот­нения ротора ЦВД мощной турбины: 1 —- пар из камеры регулирующей ступени; 2, 3, 4 — отсосы в подогреватели; 5 — пар от регулятора давления; 6 — отсос в вакуумный эжекторный холодильник; 7 — подсос воздуха