Конструкции газотурбинных установок - Шварц В.А.
Скачать (прямая ссылка):
В ГТУ открытого цикла также применяют подшипники, которые располагают в зонах с избыточным давлением. Так, задний подшипник турбокомпрессора ГТУ ЕМ-27Р мощностью 3000 л. с. фирмы Инглиш Электрик размещен внутри корпуса турбины, где давление превышает 4 ат. По обеим сторонам подшипника установлены короткие масляные и воздушные уплот-
295
нения. Масло подается к подшипнику под давлением 8,5 ат. Масло из подшипника сливается в закрытый бак, в котором поддерживается давление несколько ниже, чем в полости, окружающей подшипник. Масло из закрытого бака отводится в общий открытый бак с помощью поплавкового клапана, который перепускает масло и препятствует утечке воздуха.
Аналогичную конструкцию имеет подшипниковый узел установки ГТУ-15 завода «Экономайзер» [16]. Задний подшипник турбины высокого давления размещен в корпусе с приваренными к нему четырьмя полыми ребрами (рис. 206). Два горизонтальных ребра служат для подвода воздуха, охлаждающего извне корпус подшипника и поступающего также к диску турбины низкого давления. Через верхнее вертикальное ребро 4 поступает воздух, отобранный из напорного патрубка компрессора и охлажденный затем в водо-воздушном теплообменнике; этот воздух идет в камеру А между двумя рядами лабиринтных уплотнений. Через полое нижнее ребро сливается масло и выходит воздух в уравнительный бак 6. Давление в баке поддерживается с помощью регулятора 13 на 500—700 мм ниже, чем в камере А. В то же время давление в камере А заметно выше, чем в газовом тракте Б между турбинами высокого и низкого давления. Поршень 14 регулятора 13 под действием давления в баке перекрывает окна 15. Уровень масла в баке поддерживается поплавком 8 клапана 10. Аварийный сливной клапан 11 управляется с пульта машиниста с помощью электродвигателя 12. Сигнализация на пульт о необходимости открытия клапана осуществляется поплавковым регулятором 9 уровня, замыкающим контакты микровыключателя 7.
КРЕПЛЕНИЕ КОРПУСОВ ПОДШИПНИКОВ
Подшипники паровых турбин крепят обычно в жестких опорных стульях, на которые, в свою очередь, опираются корпуса турбин. Опорные лапы корпусов и вертикальные торцовые шпоночные соединения обеспечивают концентричность расширения корпусов относительно осей подшипников. При низкой температуре корпуса (выпускные патрубки паровых турбин, корпуса воздуходувок и т. п.) подшипник может быть установлен непосредственно в корпусе турбомашины. В ряде ГТУ также используют подобную схему крепления подшипников. Она свойственна в основном стационарным ГТУ, выпускаемым заводами и фирмами, имеющими опыт в паротурбостроении. Подшипники горячих корпусов этих ГТУ (в том числе и напорной части компрессора, где температура достигает 180—230° С) располагают в стульях, а подшипник входной части компрессора можно крепить непосредственно во входном патрубке. Такие конструкции характерны для установок Ленинградского металлического за-296
вода, Невского машиностроительного завода и многих других заводов и фирм.
Однако, применение подобной конструктивной схемы в ГТУ со свойственными им развитыми патрубками компрессоров и турбин встречает в ряде случаев серьезные затруднения в связи, с большими консолями стульев.
В компрессорах и турбинах с осевым подводом или выходом рабочего тела крепление подшипников в стульях связано с нарушением потока, так как в патрубках приходится выполнять большие вырезы для размещения стульев (рис. 172, а). Установка стульев в средней части прямоточных турбокомпрессоров весьма затруднена при использовании секционных камер и неприемлема при кольцевых камерах. В таких установках применяют принципиально иную схему взаимосвязи корпусов 'турбомашин и корпусов подшипников: корпуса компрессоров и турбин крепят на фундаменте на собственных опорах, а корпуса подшипников подвешивают к корпусам турбомашин с помощью элементов, обеспечивающих концентричность их положения при различных тепловых расширениях. Такое конструктивное направление допускает свободу компоновки отдельных агрегатов ГТУ и широко используется для всех подшипниковых узлов установок самого различного назначения вплоть до мощных стационарных ГТУ с тяжелыми роторами.
Проблема обеспечения концентричности холодных корпусов подшипников и горячих корпусов турбомашин является одной из кардинальных в газотурбостроении; она имеет многочисленные конструктивные решения.
Подвеска на шпоночных соединениях. Примером этого соединения может служить задний опорный подшипник турбины низкого давления ГТУ мощностью 50 000 квт (рис. 207). Корпус 5 подшипника прикреплен к внутренней обечайке выпускного патрубка двумя крестообразными соединениями, которые оформлены в виде опорных шпонок 9 в горизонтальной плоскости и шпонок 10 и 13 в вертикальной. Фиксация в осевом направлении осуществлена кольцевым зубом 6. Масло из подшипника сливается в кожух 7 сливных магистралей, расположенный в силовых обтекаемых спицах 2, связывающих внешнюю обечайку / с внутренней обечайкой 3. Пространство между горячими элементами корпуса турбины и корпусом 5 подшипника со сливными магистралями заполнено изоляционным материалом. Корпус подшипника интенсивно охлаждается маслом, благодаря чему его температура не превышает 60° С, в то время как температура элементов турбины достигает 450° С.
