Узбекистан академия наук республики узбекистан

Рис.1. Протечки в ступени турбины и рабочие лопатки. 
 
Аэродинамическое совершенствование турбин за рубежом в последние 20 лет было 
связано, прежде всего, с практическим внедрением в реальные конструкции предложений, 
большинство из которых сделано еще советскими учеными 30—35 лет назад, к которым 
отечественное турбостроение в силу объективных причин оказалось невосприимчивым. 
Увеличение кольцевой площади выхода пара из турбины. Эта мера приводит к 
уменьшению потерь с выходной скоростью, пропорциональных квадрату площади выхода. 
Максимальную площадь выхода в 11,3 м
2
имеет турбина ЛМЗ К-1200-240, рабочая лопатка 
последней ступени которой имеет длину 1,2 м при среднем диаметре 3 м. Эта титановая 
лопатка создана более 20 лет назад и долгое время она была мировым рекордсменом. 
Несколько лет назад фирма Siemens создала новую лопатку (рис. 1) с площадью выхода 12,5 
м
2
(при длине 1143 мм). Лопатка выполнена из высокопрочной стали с содержанием хрома 
в 16 % (напомним, что стальная лопатка с 12 % хрома турбин мощностью 300—800 МВт 
ЛМЗ имеет длину 0,96 м и площадь выхода 7,48 м
2
) [2]. 
Известна разработка реактивного цилиндр высокого давления для турбины К-300-
240, выполненная ЛМЗ, в которой предлагается использовать много гребенчатые 
уплотнения. 
По сравнению с традиционными уплотнениями, применяемыми в цилиндр высокого 
давления и цилиндр среднего давления отечественными производителями турбин, много 
гребенчатые уплотнения имеют следующие особенности. 

---

38 
Существенно большее число гребней: 8—12 по сравнению с традиционными двумя, 
иногда тремя гребнями. При прочих равных условиях это дает снижение потерь от протечки 
более чем в 2 раза. 
Возможность выполнить примерно вдвое меньший радиальный зазор, что 
обусловлено наличием гарантированного зазора между гребнями ротора и статора и 
отсутствием опасности задевания между гребнями. Это дает снижение утечек еще 
примерно в 2 раза. Таким образом, применение много гребенчатых над бандажными 
уплотнениями позволяет сократить утечки пара через периферийные зазоры в 4—5 раза, 
что дает существенный выигрыш в относительном внутреннем КПД ступени, зависящий от 
ее параметров. Например, для первых ступеней цилиндр высокого давления турбины К-
300-240 ЛМЗ утечка через периферийные уплотнения при традиционных двух 
гребешковых уплотнениях составляет примерно 3%. Уменьшение утечки в 4—5 раз дает 
увеличение КПД ступени на 2—2, 5 % [2]. 
Кроме перечисленных мер, направленных на улучшение экономичности турбины, 
можно указать на совершенствование аэродинамики пароподводящего тракта, стопорных и 
регулирующих клапанов, внутренних перепускных трактов, систем паров пуска и выпуска 
пара из цилиндров, повороты и т.д., выполнение регулирующей ступени (первой ступени с 
переменной дугой подвода пара). 
В табл. 1 приведены примерные значения экономии топлива в паротурбинная 
установка при использовании различных способов повышения КПД турбины. Видно, что 
эта экономия может достигать 6 %, хотя на практике эти мероприятия в полной мере по 
разным причинам не реализованы ни в одной турбине западного и отечественного 
изготовления. 
Таблица 1