Диафрагмы и сопловые аппараты промежуточных ступеней

Основное назначение диафрагм — отделять одну ступень давления от другой и размещать лопатки сопловых аппаратов.

Любая диафрагма независимо от ее конструкции состоит из трех частей: корпуса, представляющего собой остов диафрагмы, сопловых лопаток, жестко соединенных с корпусом и образующих сопловые каналы, и уплотнения, устанавливаемого в месте прохода вала через центральное отверстие диафрагмы.

Чтобы повысить прочность, корпус диафрагмы выполняется слегка выпуклым у вала в сторону большего давления, что обеспе­чивает устойчивость диафрагмы от прогиба.

Сопла в диафрагмах могут располагаться по всей окружности или только на ее части, как это показано на рисунке 10.

Рисунок 10 – Диафрагмы с парциальным и полным впуском

В первом случае диафрагма будет с полным впуском пара, а во втором с парциальным впуском. Диафрагмы бывают неразъемные и разъемные. Неразъемные диафрагмы представляют собой круглую пластину с отверстием в центре. Разъемные диафрагмы, как видно на рисунке 10, состоят из двух полудиафрагм, смыкающихся в плоскости разъема. Верхняя диафрагма устанавливается в крышке турбины, а нижняя — в нижней половине корпуса.

В главных судовых турбинах для удобства разборки и сборки применяются только разъемные диафрагмы. Неразъемные диафрагмы применяются иногда во вспомогательных турбинах.

Рисунок 11 – Установка диафрагмы на штифтах

    Для установки диафрагм в корпусе турбины вытачиваются канавки, в которые вставляется обод диафрагм. Иногда в корпусе устанавливается одна или несколько обойм, в которые заводятся ободы диафрагм. Такая конструкция разгружает корпус от сил, могущих возникнуть при расширении диафрагм с увеличением ее температуры.

Для обеспечения свободного расширения диафрагмы относительно корпуса турбины вокруг всей диафрагмы оставляют радиальный и осевой зазоры порядка 0,5—1,0 мм. При этом каждая половина диафрагмы в корпусе опирается на три установочных штифта диаметром около 10 мм, выступающих из тела диафрагмы на 1 — 1,5 мм (рис. 11). Проворачивание диафрагмы предупреждается установкой планок (рис. 12).

После установки верхние половины диафрагм стопорятся винтами или планками на винтах впотай, предохраняющими ее от проворачивания в

Рисунок 12 – Крепление диафрагмы от проворачивания

корпусе турбины и от выпадения при вскрытии крышки турбины.

Нижние половины диафрагм при удаленном роторе обычно свободно вынимаются кверху.

Конструкция диафрагмы определяется способом соединения сопловых лопаток с корпусом диафрагмы.

Наиболее распространенными из них в настоящее время являются диафрагмы литые с залитыми сопловыми лопатками, кованые диафрагмы с наборными цельнофрезерованными лопатками и сварные диафрагмы. Литые диафрагмы с залитыми сопловыми лопатками изготовляются из чугуна и применяются при температурах пара до 200—275°С. Сопловые лопатки штампуются из листовой никелевой или хромоникелевой стали.

Кованая диафрагма (рис. 13) представляет собой два полудиска 1 постоянной толщины. По наружной поверхности полудисков имеется кольцевой выступ 2, на который надеваются цельнофрезерованные сопла 3 с прорезями 4 в хвостовой части. После установки на место сопла прикрепляются к выступу 2 заклепками 5. Для увеличения жесткости сопла скрепляются между собой полукольцами, которые входят в прорезанную в наружных выступах сопел канавку 6.

Сварная диафрагма новейшего типа с узкими сопловыми перегородками (конструкции Кировского завода и ХТГЗ) показана на рис. 14.

Сопловые перегородки 1 пригоняются к корпусу диафрагмы 2 и ободу 3. После этого диафрагма скрепляется хомутом и заваривается по определенному технологическому процессу. Затем диафрагма подвергается отпуску для снятия внутренних напряжений и окончательной механической обработке.

Рисунок 13 – Крепление сопел к кованой диафрагме

Рисунок 14 – Сварная диафрагма