Конструкции газотурбинных установок - Шварц В.А.
Скачать (прямая ссылка):
Если к габаритам индивидуальных камер сгорания обычно не предъявляют жестких требований, то для секционных, трубчато-кольцевых и кольцевых камер весьма существенное значение имеет их длина. Это связано с тем, что подобные камеры чаще всего располагают вокруг вала турбокомпрессора и с уменьшением их длины сокращается расстояние между компрессором и турбиной. В ряде случаев это позволяет выполнить ротор турбокомпрессора двухопориым.
307
Камеры сгорания разделяют на два типа: прямоточные и противоточные. В прямоточных камерах направление движения охлаждающего воздуха в кольцевом канале между пламенной трубой и корпусом совпадает с направлением движения продуктов сгорания. В противоточных камерах потоки идут навстречу один другому. Противоточная конструкция может создать существенные преимущества с точки зрения общей компоновки ГТУ. При этом появляется возможность охлаждения воздухом, подаваемым от компрессора к камере сгорания горячего газопровода, идущего от камеры к патрубку турбины, и входного патрубка турбины.
Применение противоточных камер секционного, трубчатокольцевого и кольцевого типа позволяет уменьшить длину камеры сгорания по сравнению с индивидуальной (рис. 218-—220). Для сокращения расстояния между компрессором и турбиной пламенные трубы можно размещать под углом к оси агрегата.
На рис. 221 показана камера с наклонными трубами, на рис. 222 — камера с трубами, расположенными под прямым углом. В результате ротор всего турбокомпрессора выполнен двухопорным. Аналогичный эффект может быть получен и в индивидуальных встроенных камерах сгорания.
Силовой корпус камеры сгорания обычно имеет цилиндрическую форму без фланцевых разъемов вдоль образующих. С внутренней стороны корпус омывается охлаждающим воздухом и его температура близка к температуре воздуха. Поэтому в большинстве случаев корпуса камер сгорания можно изготовлять из углеродистой стали. Исключение составляют камеры сгорания вторичного подогрева газов, поступающих из турбины высокого давления. К таким камерам сгорания относится индивидуальная выносная камера низкого давления ГТУ мощностью 50 000 квт (рис. 223). Ее корпус изготовлен из стали 1Х18Н9Т, так как температура поступающей в нее газовоздушной смеси близка к 600° С. Корпуса секционных камер сгорания небольших диаметров также часто изготовляют из жаропрочных сталей вследствие значительного нагрева их выходной части.
Корпуса встроенных индивидуальных камер сгорания опирают непосредственно на общий корпус турбокомпрессора. Корпуса трубчато-кольцевых и кольцевых камер сгорания жестко соединяют со стороны входа с корпусом компрессора, а со стороны выхода — с корпусом турбины. На рис. 224 показана установка в выходной части компрессора шести камер сгорания секционного типа. Для восприятия тепловых расширений корпус каждой камеры сгорания снабжен линзовыми компенсаторами. На рис. 225 показана аналогичная камера сгорания.
Одной из главных трудностей компоновки ГТУ с секционными камерами сгорания является сложность доступа к фланцевым
308
Рис. 219. Камера сгорания ГТУ-6
Рис. 220. Камера сгорания ГТУ RM-60 фирмы Роллс-Ройс:
1 — гибкое соединение;
2 — смотровое окно; 3 — запальное устройство; 4 — трубка подвода топлива; 5 — трубка подвода охлаждающего, воздуха; 6, 7 — дренаж
309
іРис. 221. Камера сгорания ГТУ мощностью 8500 квт
фирмы Вестингауз:
1 — форсунка; 2 — регулирующий топлнвный клапан; З — выдвнжная свеча; 4 — экран; 5 — термопара; б — пламепе-ребросный патрубок
Рис. 222. Камера сгорания установки ГТ-6-750 ТМЗ
310
разъемам камер сгорания. В камере ГТУ L51C (рис. 225) вместо болтового соединения использованы накидные гайки, чем обеспечивается возможность съема каждой камеры отдельно без каких-либо демонтажных работ на патрубках компрессора или турбины.
Корпуса индивидуальных выносных камер сгорания опирают на отдельные опоры. Если камера жестко соединена с фланцем входного патрубка турбины, применяют не жесткие опоры, а
Рис. 223. Камера сгорания низкого давления ГТУ мощностью 50 ООО квт:
а — продольный разрез; 6 — общнй внд
пружинные (рис. 223), которые частично разгружают корпус турбины от восприятия ма<Йы- камеры сгорания. В холодном состоянии на опоры турбины передается примерно 2/з полной м*ееы камеры.
При работе ГТУ, когда корпус камеры удлиняется, пружины сжимается и усилие на опоры турбины уменьшается примерно до V3 йасеы камеры. На рис. 226 показана камера сгорания, подвешенная на кронштейнах с противовесами, обеспечивающими разгрузку опор турбин независимо от величины тепловых удлинений корпуса.
311
Характерное крепление камеры сгорания на жестких опорах показано на рис. 218. Лапы корпуса оперты на жесткие опоры и имеют возможность свободно перемещаться в продольном направлении. Фикспункт системы «воздухопровод — камера —
турбина» находится около входного патрубка турбины; тепловые расширения всей системы воспринимаются линзовыми компенсаторами, расположенными на воздухопроводе. Иногда корпусам придают овальную форму. В первую очередь такие корпуса применяют в камерах, объединяющих две-три пламенные трубы в одном корпусе (рис. 227 и 228), а также в индивидуальных камерах с ограничениями в габаритах.
