Rectangular-Cellular Seals for Steam Turbines
Прямоугольно-ячеистые уплотнения для паровых турбин

В.Г. Грибин, С.С. Дмитриев, Б.Н. Петрунин, А.А. Гусев
2017 Proceedings of Higher Educational Institutions Маchine Building  
В настоящее время для уменьшения протечек в паровых турбинах активно применяют уплотнения с так называемыми сотовыми вставками, в которых вследствие их конструктивных особенностей можно устанавливать уменьшенные (до 0,5 мм) радиальные зазоры. Однако стремление к достижению большей экономичности способно привести к противоречию с требованиями по надежности. Кроме того, сотовые уплотнения имеют высокую стоимость. Альтернативным решением является применение прямоугольно-ячеистых уплотнений,
more » ... кция и технология изготовления которых разработаны в НИУ «МЭИ». В статье представлены результаты сравнительных экспериментальных исследований расходных и силовых характеристик трех типов уплотнений: прямоугольно-ячеистых, сотовых и стандартных с гладкими статорными частями. Показано, что новые уплотнения НИУ «МЭИ» по сравнению с сотовыми при почти аналогичных расходных характеристиках имеют существенно меньший уровень неконсервативных сил, способных вызывать паровую низкочастотную вибрацию. При этом стоимость изготовления прямоугольно-ячеистых уплотнений по технологии Опытного завода МЭИ в 6-8 раз меньше, чем у традиционных сотовых уплотнений. Ключевые слова: прямоугольно-ячеистые уплотнения, сотовые вставки, прямоугольная ячейка, коэффициент расхода, неконсервативная аэродинамическая сила, низкочастотная вибрация. Nowadays, to reduce leakage in steam turbines, seals with inserts that are commonly known as honeycomb inserts are widely used. Their design features allow setting reduced radial clearances (down to 0.5 mm). However, the pursuit of greater efficiency could conflict with reliability requirements. In addition, honeycomb seals are expensive. An alternative solution to the problem is rectangular-cellular seals designed and manufactured by the National Research University Moscow Power Engineering Institute (NRU MPEI). This paper presents the results of comparative experimental studies of flow and power characteristics for three -------* Работа выполнена при финансовой поддержке РНФ грант № 16-19-10484. #3 [684] 2017 ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ. МАШИНОСТРОЕНИЕ 23 types of seals: rectangular-cellular seals, honeycomb seals, and standard seals with smooth stator parts. The new NRU MPEI seals show similar flow rate characteristics when compared with honeycomb seals and have significantly lower levels of non-conservative forces, capable of causing vapor low-frequency vibration. At the same time, the cost of manufacturing rectangular-cellular seals using the MPEI Pilot-Production Plant technology is 6-8 times lower than that of traditional honeycomb seals.
doi:10.18698/0536-1044-2017-3-22-30 fatcat:3kcqgsleerf7zgv6xmt5x6osiu