Диафрагмы, применяемые в многоступенчатых активных турбинах, предназначены для разделения внутренней полости турбины на отдельные ступени давления, а также для размещения направляющих аппаратов.
Независимо от конструкции каждая диафрагма состоит из двух половин: верхней, устанавливаемой в крышке турбины, и нижней — располагаемой в нижней половине корпуса. Применение разъемных диафрагм облегчает их разборку и сборку.
В выточки корпуса турбины вставляют ободы диафрагмы с радиальным и осевым зазором порядка 0,1—0,5 мм. Положение диафрагмы фиксируется в выточках специальными штифтами (рис. 13, а). Иногда полудиафрагму подвешивают на опоры — планки или шайбы (рис. 13, б). В таких случаях между ободом диафрагмы и расточкой в радиальном направлении оставляют зазор размером 1—2 мм, что упрощает центрование диафрагмы в корпусе и позволяет ей свободно расширяться при нагреве. После установки верхние половины диафрагм стопорят винтами или планками на винтах, предохраняющими диафрагмы от проворачивания и от выпадания при подъеме крышки турбины. Плотность стыков достигается шабрением и приданием им ступенчатой формы. На внутренней расточке диафрагмы имеется выточка для крепления уплотнений.
Диафрагма состоит из полотна, соплового аппарата, обода и уплотнения, располагаемого в месте прохода вала через центральное отверстие диафрагмы. Конструкция диафрагмы определяется способом соединения соплового аппарата промежуточных ступеней с полотном и ободом. В современных турбинах применяют диафрагмы:
— литые стальные или чугунные, в которые при отливке заливают концы сопловых лопаток;
— кованые с наборными цельнофрезерованными лопатками;
— литые с наборными цельнофрезерованными лопатками;
— сварные, изготовляемые из проката или стальных поковок.
На рис. 14 показана литая полудиафрагма с залитыми лопатками. Она имеет обод 1, сопловые лопатки 2 и полотно 3. Для большей прочности соединения с основным металлом на кромках сопловых лопаток сделаны шипы в виде ласточкина хвоста. На рис. 15 изображена кованая диафрагма с наборным сопловым аппаратом. Цельнофрезерованные сопла 4 надеты на кольцевой выступ 5 кованой полудиафрагмы 1 прорезями 6 и закреплены заклепками 2. В верхней части сопла соединены между собой полукольцом, которое входит в прорезь 3 и прикреплено штифтами к соплам. Наборные обработанные сопла обеспечивают наиболее точную форму сопловых каналов.
В настоящее время широко применяют диафрагмы сварной конструкции (рис. 16). Концы сопловых перегородок 3 заведены в ленточные обоймы 2 и 4. Наружная обойма приварена к ободу а внутренняя к полотну 5 диафрагмы. Сопловые перегородки нарезают из цельнотянутых полос. После сварки диафрагмы подвергают отжигу для снятия внутренних напряжений и проточки в собранном виде.
Диафрагма находится под действием с обеих сторон разности давлений, достигающей в области высоких давлений пара большого значения. Кроме того, диафрагмы первых ступеней давления испытывают действие высоких температур. Поэтому материал диафрагм должен обладать значительной механической прочностью.
Диафрагмы литые с залитыми сопловыми лопатками изготовляют из чугуна марок СЧ18-36, СЧ21-40 и СЧ24-44, их применяют при температуре пара до 250—300° С. Сопловые лопатки штампуют из листовой никелевой или хромоникелевой стали. Стальные литые диафрагмы с залитыми лопатками из-за оплавления концов лопаток при заливке их сталью применяют весьма редко. Стальные литые с наборными сопловыми аппаратами и сварные диафрагмы изготовляют для пара с температурой до 400°С из углеродистой стали марок от 15 до 30—40, а для высоких температур — из хромомолибденовой стали 15ХМ, 20ХМ, 15ХМА. Заклепки для наборных диафрагм изготовляют из стали марок 1X13, 2X13 или 30ХМА.
|