Цилиндр, диафрагмы, уплотнения

Цилиндр турбины обычно отливается из стали. В той части турбины, где давление пара высоко, он должен быть весьма прочен, чтобы выдерживать это давление. Дальше, где давление и температура пара становятся меньше, стен­ки цилиндра могут делаться тоньше. В конце расширен пара давление очень мало, даже меньше атмосферного, цилиндр может быть уже чугунным или сваренным из тонких стальных листов.

Цилиндр должен быть разборным, чтобы в него можно было установить сопла и диафрагмы, а также поместить ротор. Почти всегда разборность цилиндра достигается путем устройства у него горизонтального разъема. До половины цилиндра соединяются фланцами при помощи болтов. При высоком давлении и температуре пара и при большом диаметре цилиндра толщина фланца и диаметры соединительных болтов, скрепляющих две половины цилиндра, получаются очень большими. Толщина фланцев достигает 500 мм, диаметры болтов — 150—200 мм.

Горизонтальный разъем цилиндра надо сделать плотным, чтобы пар через него не мог просачиваться даже при боль­шом давлении.

Кроме прочности и плотности, цилиндр должен удо­влетворять еще условиям так называемой жесткости. Это значит, что он должен как можно лучше сопротивляться изменению своей круглой формы и искривлению своей оси во всех случаях, которые могут произойти при эксплуата­ции турбины. Эти искривления и другие изменения формы цилиндра могут быть вызваны неравномерным нагревом отдельных его частей, давлением присоединенных к нему труб, прогибом цилиндра от своего веса и многими другими причинами. Конечно, речь идет об очень небольших изме­нениях формы. Но помня, какие маленькие зазоры отде­ляют быстро вращающийся ротор от неподвижных частей крепленных в цилиндре, и зная, какую опасность пред­ставляет задевание вращающихся частей турбины о непод­вижные, легко понять важность требования, чтобы цилиндр был возможно жестким.

Все это делает изготовление цилиндров сложным и от­ветственным процессом и заставляет предъявлять к ним, как и к ротору, весьма высокие требования. Хотя, конечно, по своему характеру эти требования во многом различны.

Часть цилиндра низкого давления и его выхлопная часть, через которую пар, выходя из последнего ряда ра­бочих лопаток, направляется уже в конденсатор, отлича­ются сложной формой и особенно большими размерами, достигая пяти и более метров в высоту. Ведь здесь проходят очень большие объемы пара.

Снаружи цилиндр турбины покрывается слоем тепло­вой изоляции, а сверх ее —декоративной обшивкой.

Назначение изоляции — уменьшить потери тепла горячими поверхностями цилиндра, а одновременно и нагрев помещения, так как иначе вокруг работающей турбины будет слишком жарко. Кроме того, не менее важная задача изоляции — предохранение стенок цилиндра от случайных местных охлаждений, которые могли бы вызвать искривле­ние цилиндра и появление больших дополнительных напряжений.

Внутри цилиндра активной турбины устанавливаются диафрагмы, отгораживающие одну полость цилиндра от другой, один диск от другого. Каждая диафрагма делается из двух половин.

Обратим внимание на то, что из-за очень сложной фор­мы сделать из одного куска металла такую диафрагму вместе с направляющими лопатками практически невоз­можно. Поэтому, как рабочие лопатки делаются отдельно от диска и потом скрепляются с ним, так и направляющие лопатки делаются отдельно и тем или иным способом со­единяются с диафрагмой. Таких способов, наиболее распро­страненных в настоящее время, три: на заклепках, заливкой в металл и сваркой. Соединение на за­клепках наиболее сложно и дорого и в настоя­щее время применяется редко.

Соединение лопаток с собственно диафрагмой посред­ством сварки встречается чаще всего. Самый дешевый способ изготовления диафрагм — это заливкой лопаток в металл.

Готовые лопатки устанавливаются в форму в том же положении, в каком они должны быть в диафрагме, после чего их концы заливаются рас­плавленным чугуном, а иногда и сталью, образующими после застывания собственно диафрагму.

Чугунные диафрагмы наиболее дешевы и проще всего в изготовлении. Однако они имеют крупный недостаток, могут применяться только там, где температура не очень высокая. Область их применения — последние сту­пени турбины, где пар имеет невысокую температуру. Там же, где температура для чу­гуна недопустимо вы­сока, используются диафрагмы с лопатка­ми, залитыми сталью, а чаще сварные.

В реактивных тур­бинах диафрагм нет. Управляющие лопат­ки закреплены непо­средственно в цилинд­ре, а своими заострен­ными концами близко подходят к барабану ротора.

В местах прохода вала через диафрагму устанавли­ваются лабиринтные уплотнения, уменьшающие утечку пара между валом и диафрагмой, т. е. мимо направляющих ло­паток.

В местах выхода вала из цилиндра также необходимы уплотнения. Распространенные в производстве конструк­ции и типы лабиринтных уплотнений очень разнообразны.



Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

3 + 14 =