Геометрические характеристики турбинной ступени

Турбинная ступень состоит из двух основных элементов – неподвижного направляющего аппарата и венца рабочих лопаток, вращающихся вместе с ротором.

В ступенях активного типа ротор дисковый, а направляющий аппарат выполнен в виде сопел, установленных в диафрагме. Рабочие лопатки закреплены на диске: для увеличения жесткости и уменьшения вибрации лопаток они могут быть связаны между собой бандажом, который крепится к вершинам лопаток.

В ступени реактивного типа ротор барабанный, а направляющий аппарат выполнен в виде венца направляющих лопаток. В этом случае бандаж, как правило, не применяется, а лопатки соединяются между собой с помощью связующей проволоки. Связующая проволока проходит через отверстие в турбинных лопатках, для рабочих лопаток используется также и демпферная проволока.

Геометрическими характеристиками турбинной ступени (рис.2 и 3) являются:

– высота лопаток направляющего аппарата ℓ_d;

– высота рабочих лопаток ℓ_s;

– ширина лопаток направляющего аппарата В_d;

– ширина рабочих лопаток В_s;

– средний диаметр ступени D, определяемый диаметром окружности, проведенной через середину рабочих лопаток.

Высота направляющих (сопловых) и рабочих лопаток зависит от объемного расхода пара и места их в составе проточной части турбин и составляет величину равную 0,01…0,5 м.

Ширина (осевой размер) направляющих (сопловых) и рабочих лопаток зависит от высоты лопаток и составляет величину равную 0,015…0,06 м.

Средний диаметр ступени Dзависит отмощности (объемного расхода пара) турбины и составляет величину равную 0,7…1,5 м.

Здесь и ниже условимся все величины (размеры, параметры пара и др.), относящиеся к направляющему аппарату ступени обозначать индексом «d», а к рабочим лопаткам – индексом «s».

Для турбинной ступени характерно наличие зазоров между вращающимися и неподвижными деталями. Основными зазорами в ступени являются:

– осевой (измеренный по направлению оси турбины) зазор δ_α между выходными кромками лопаток направляющего аппарата и входными кромками рабочих лопаток;

– радиальный (измеренный в радиальном направлении) зазор δ_r;

– открытые осевые зазоры

Открытие осевые зазоры на рисунке не показаны и они характерны только для активных ступеней.

Величина зазоров зависит также от объемного расхода пара и места турбинной ступени в составе проточной части турбины, а также от типа турбинной ступени.

Увеличение высоты рабочих лопаток по сравнению с высотой направляющих лопаток определяют перекрыши:

- корневой перекрыш ∆ ;

- периферийный перекрыш ∆ .