Уменьшения перепада в периферийных сечениях
можно добиться как за счёт раскрытия горла рабочих лопаток, так и за счёт
прикрытия горла направляющих (при выполнении последнего мероприятия, как
отмечалось выше, одновременно может быть уменьшен и расход пара в периферийных
сечениях рабочих лопаток). Уменьшить изменение степени реакции по высоте, т.е.
уменьшить градиент давления в межвенцовом зазоре, можно за счёт наклона
направляющих лопаток в окружном направлении (применения так называемых
«саблевидных» лопаток) и их закрутки по высоте. Именно такая конструкция была
использована фирмой Альстом при модернизации цилиндра низкого давления
английских паровых турбин мощностью 500 и 660 МВт. 
Рис.20. Изменение степени реакции по высоте лопатки до (1) и после (2) модернизации последней ступени.
На рис.20 представлен заимствованный из [8] график изменения степени реакции (r) по высоте до и после модернизации последней ступени низкого давления.
До модернизации степень реакции в корневом сечении была отрицательной (r=-0,18) и имел место корневой отрыв, снижавший экономичность ступени. После модернизации с применением саблевидных закрученных направляющих лопаток, несмотря на увеличение степени реакции в корневом сечении с –0,18 до +0,3, степень реакции у периферии не только не возросла, но даже уменьшилась примерно с 0,64 до 0,5. Естественно, что уменьшение степени реакции приведёт к уменьшению отношения w2a/w1a и, в соответствии с изложенным в разделе 5, снизит опасность возникновения автоколебаний. Кроме того, уменьшение степени реакции должно сопровождаться уменьшением угла установки периферийного сечения (уменьшением угла между хордой и осью турбины), т.е. увеличением размеров горла. В результате при единичной амплитуде дисковых колебаний (или при единичном изменении размеров горла) относительная величина изменения горла станет меньше и, следовательно, станет меньше вызывающая автоколебания сила, связанная с закручиванием лопаток (раздел 5).
Уменьшение степени реакции у вершины лопатки не только снизит опасность возникновения автоколебаний, но и будет способствовать повышению экономичности ступени за счёт уменьшения протечек у периферии.
4. Увеличение рассеяния энергии при колебаниях.
Ранее отмечалось, что борьба с автоколебаниями может вестись как за счёт уменьшения подводимой при колебаниях энергии R1, так и за счёт увеличения рассеянной энергии R2. Следует иметь в виду, что для лопаток последних ступеней мощных турбин величина декремента практически может быть увеличена только за счёт конструкционного демпфирования. Как результаты вибрационных расчётов, так и испытаний бандажированных лопаток во вращении показывают, что наибольшее по величине рассеяние энергии имеет место в районе бандажных полок, где проскальзывание по всей контактной поверхности, сопровождающееся резким ростом демпфирования, может возникнуть уже при сравнительно низком уровне динамических напряжений в лопатках [5]. При резонансных дисковых колебаниях величины декрементов резко возрастают при снижении оборотов, т.е. при уменьшении статического давления по контактным поверхностям полок, вызванного раскруткой лопаток. Т.к. автоколебания возникают на номинальных оборотах, где величины центробежных сил являются фиксированными, то увеличить рассеяние энергии при заданном уровне динамических напряжений в лопатках (и, значит, заданной величине динамических реакций по контактным поверхностям полок) можно только за счёт таких конструктивных изменений, которые приводили бы к уменьшению статических реакций, действующих по контактным поверхностям и препятствующих взаимному смещению лопаток при колебаниях. Уменьшить величину статических реакций можно, например, за счёт сборки лопаток с зазором по контактным поверхностям или в «раскрученном» состоянии (с тем, чтобы лопатки вступали в контакт только на промежуточных оборотах), а также при расположении контактных поверхностей в плоскости диска (с тем, чтобы уменьшить величины реакций, создающих крутящий момент, препятствующий упругой раскрутке лопаток). Сборка лопаток с зазором по контактным поверхностям или в «раскрученном» состоянии, кроме того, приведёт к увеличению размеров горла на номинальных оборотах, а это, как отмечалось выше, будет способствовать уменьшению силы, действующей в фазе со скоростью и вызывающей автоколебания.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.