Диафрагменное уплотнение

Увеличение утечек на диафрагменных уплотнениях оказывает влияние не только на возрастание потерь, но и на увеличение упорного давления. Последнее зависит также от осевого зазора Г (фиг. 2) между телом диафрагмы и ободом диска. Поэтому очень важно правильно выдержать как при монтаже, так и при изготовлении запасных диафрагм радиальный зазор по лабиринтовому уплотнению и минимальный осевой зазор между диафрагмой и ободом. '

Аналогично действует изменение радиальных зазоров и в других уплотнениях ротора. Так, при колебаниях ротора изменение радиальных зазоров в концевых или диафрагменных уплотнениях, вызывая неравномерность потока перед примыкающим к ним РК из-за различия протечек по окружности в зависимости от угла 0, приводят качественно к такому же эффекту, как только что рассмотренный.

Конструкция вкладыша с малыми зазорами фирмы «Дешимаг» показана на фиг. 47 (приблизительно 1937 г.) Он предназначен для многокорпусных судовых турбин активного типа средней и крупной мощности. Роторы этих турбин в основном короткие, цилиндры жесткие; характерны весьма малые зазоры в концевых и диафрагменных уплотнениях (0,2- 0,25 мм). Поэтому важно получить максимально устойчивое положение вала в подшипнике при всех режимах, в том числе и при качке корабля.

3. Потери в диафрагменных уплотнениях, а также в концевых уплотнительных устройствах определяем по формуле

доведение до формулярных значений радиальных зазоров в концевых и диафрагменных уплотнениях ЦВД и ЦСД;

Кроме термопар, устанавливаемых на лопатках диафрагм, в концевых и диафрагменных уплотнениях значительное их число устанавливалось в паровых гильзах (см. рис. 2.1) для измерения температур сред, омывающих корпуса ЦВД и ЦСД. В отличие от применявшихся ранее конструкций паровых гильз (см. рис. 2.1,6) усовершенствованная конструкция (см. рис. 2.1, а) проста в изготовлении и установке, а также отличается высокой надежностью, малой инерционностью и может быть рекомендована для установки в клапанах, цилиндрах и трубопроводах при давлении до 24 МПа и температуре до 540 °С.

В уплотнениях других типов гребенчатые втулки делаются из сталей .марок 3, 5, 35; сегменты—из сталей марок 3, 4, 25; лабиринтовые кольца — из сплавов БрАЖ9-4 и ЛН65-5 при ^ 300° С и из сталей марок 2X13, 25НЗ, 25Н5 при /<400°С; зачеканивае-мые гребни — из латуни марки Л62 или Л68 при ^^300° С (в диафрагменных уплотнениях и при более высоких температурах), из сплава НМц-65-20 или железа Армко при <=300— 400° С, .из технического «икеля марки Н2 при *=400^ 500° С, из . монель-металла марки НМЖМц-28-2,5-1,5 при температурах до 600° С; чеканочным материалом служат соответственно латунь марки Л68, железо Армко, технический никель марки Н2.

При течении сухого насыщенного и перегретого пара интенсивность теплообмена в основном определяется скоростью пара относительно ротора. В диафрагменных уплотнениях она в первую очередь зависит от протечки пара, которая, как известно из теории паровых турбин, определяется мощностью турбины: с ростом мощности от холостого хода до максимальной интенсивность теплообмена увеличивается в 8—10 раз.

21. Почему циркуляционные силы в диафрагменных уплотнениях значительно меньше, чем циркуляционные силы в промежуточных уплотнениях в цилиндрах с поворотом пара? ,-.-•-

1) переменные по окружности силы на рабочих лопатках, вызываемые неравномерностью протечек пара по окружности в периферийных и диафрагменных уплотнениях ступени (так называемые венцовые силы);

Фиг. 48. Вентили для сжиженного газа: а—магистральный: / — корпус; 2— крышка; 3 — диафрагменное уплотнение; 4 — клапан; 6 — баллонный:/ — корпус; 2 — открывающая пружина; 3 — клапан; 4 — нажимной шток; 5 — гармонико-образная мембрана: 6 — пластинка предохранительного клапана; 7 — отборная трубка.

Диафрагменное уплотнение 2,8 2,455 2,9 2,897 2,53 2,601

Причина повышения температуры пара в диафрагменном уплотнении заключается в том, что пар, попадающий в данное диафрагменное уплотнение, поступает не из основного потока, а из разгрузочных отверстий диска предыдущей ступени, куда в свою очередь он поступает как из диафрагменного уплотнения предыдущей ступени, претерпев дросселирование от ее номинального давления, так и из сопл, будучи заторможенным при входе в корневой зазор. Разность температур пара, возникающая в проточной части и уплотнениях диафрагм, зависит от соотношения расходов отдельных потоков, составляющих протечки через уплотнения.

Рис. 13. Диафрагменное уплотнение с муфтой:

При детальном расчете ступеней (см. п. 3.3.2) учитываются следующие особенности. Уточняются расходы пара по отдельным ступеням и отсекам, полученные в результате расчета тепловой схемы. Вычисляются утечки пара через концевые уплотнения и уплотнения штоков клапанов по выбранным диаметрам уплотнений, числу гребней в уплотнении и зазорам. При детальном рассмотрении каждой ступени необходимо также учитывать утечки через диафрагменное уплотнение.

/ — диафрагменное уплотнение; 2 — диафрагма; 3 — сопловая решетка; 4 — корпус турбины; 5 — надбандажное уплотнение; 6 — ленточный бандаж; 7 — рабочая решетка; 8 — диск; 9 — вал

Это относится к пару Gly (рис. 2.15), протекающему через диафрагменное уплотнение и поступающему либо через так называемые разгрузочные отверстия в диске (для разгрузки упорного подшипника от осевого усилия) к диафрагме следующей ступени, либо в корневое сечение рабочей лопатки. В последнем случае этот пар не только не совершает полезной работы, так как он не имеет соответствующей скорости, но и «портит» основной поток пара, идущего из сопловой решетки.

Протечка пара через диафрагменное уплотнение определяется соотношением

Из соотношения (2.30) видно, что протечка через диафрагменное уплотнение обратно пропорциональна корню квадратному из числа уплотняющих гребешков и прямо пропорциональна площади для прохода пара F - п D 8 ], где D — диаметр уплотнения.

Рис. 2.20. Диафрагменное уплотнение (к примеру 2.4)

Рис. 3.47. Диафрагменное уплотнение турбины