Конструкции газотурбинных установок - Шварц В.А.
Скачать (прямая ссылка):
патками эти диффузоры обычно выполняют разборными. На рис. 109, а показан диффузор с отдельными лопатками, закрепленными на штифтах непосредственно в стенках патрубка.
Отдельные лопатки, также вплотную прилегающие к стенкам патрубка, но закрепленные болтами, показаны на рис. 109, б; эту конструкцию применяют довольно широко.
На рис. HO, а показано кольцо диффузора с цельнофрезерованными лопатками; расположение кольца в напорном пат-трубке компрессора дано на рис. 93, а.
На рис. 107, ей HO, б показаны элементы радиальноосевого лопаточного диффузора ГТУ фирмы Блекборн —
Турбомека. Радиальная часть диффузора состоит из тонких боковых стенок, к которым сваркой или пайкой прикреплены лопатки; осевая часть имеет консольные лопатки.
На рис. 107, а показан компрессор больших размеров (диаметр напорного патрубка
около 2 м). Внутреннее давление в патрубке превышает 3 ат, а его стенки подвержены значительным распорным нагрузкам;
Рис. 109. Лопаточные диффузоры напорных патрубков центробежных компрессоров:
— ГТУ мощностью 350 квт фирмы Аллен; 6 — ГТУ «Брилл Марк II» фирмы Бад-ворт
Рис. 110. Лопаточные диффузоры напорных патрубков компрессоров:
а— ГТУ CS600 фирмы Центракс; б — ГТУ «Пэлюст» фирмы Блекборн; в — ГТУ фирмы Ричардсоне Вестгарт
кроме того, через корпус патрубка передается осевое усилие ротора. Для восприятия этих сил используются направляющие лопатки диффузора, связывающие плоские стенки патрубка. Каж-12* 179
дая лопатка (рис. 110, в) смонтирована между двумя большими круглыми втулками, которые допускают поворот и установку лопатки в оптимальном положении без нарушения жесткости корпуса.
Направляющие аппараты
Направляющие и спрямляющие аппараты компрессоров выполняют с консольными лопатками или с лопатками, закрепленными в бандажных лентах по внутренним торцам.
Рис. 111. Детали направляющих аппаратов осевых компрессоров:
а — ГТ-700-5 НЗЛ; б — ГТУ L-51C компании AEI; в — ГТУ G-9 Народных предприятий ГДР; г — ГТУ мощностью 50000 квт: 1 — направляющая лопатка; 2 — концевая вставка; 3 — стопорный винт концевой вставки; 4 — промежуточная вставка; 5 — полукольцо; 6 — полка; 7 — цапфа; 8 — внешнее полукольцо; 9 — штифт; 10 и Jl — бандажи; 12 — внутреннее кольцо; 13 — усики лабиринтного уплотнения
Консольные лопатки могут крепиться в корпусе индивидуально в пазах, проточенных по окружности (рис. 111, а и б), или на цапфах в отверстиях корпуса (см. рис. 91, в). Крепление на цапфах гарантирует более точную установку лопаток.
В компрессоре установки ГТ-6-750 ТМЗ направляющие лопатки закреплены в обойме индивидуально на цилиндрических хво* стовиках. Предварительно лопатки устанавливают в сегментах, которые, в свою очередь, заводят в обойму. Радиальные отверстия в сегментах выполняют с помощью делительного приспособления, чем достигается высокая точность установки лопаток.
180
Гайки, крепящие лопатку, затягивают динамометрическим ключом во избежание недопустимого разброса частоты колебаний. Радиальный зазор между направляющими лопатками и ротором составляет около 0,5 мм.
На рис. 111, в показаны консольно-закрепленные направляющие лопатки. Такие лопатки набраны во внешние полукольца и введены в пазы корпуса компрессора. В ГТУ фирмы Дже-нерал — Электрик лопатки закреплены в массивных полукольцах осевыми хвостами с профилем ласточкина хвоста, а кольца, в свою очередь, заведены в пазы корпуса.
Для консольных лопаток поверхность ротора между рядами рабочих лопаток должна быть гладкой.
Направляющие лопатки, закрепленные по внутреннему контуру в бандажах, могут быть использованы и при дисковых роторах. Такое крепление лопаток улучшает их прочностные и вибрационные характеристики и при наличии уплотнений на внутреннем бандаже позволяет сократить перетечки воздуха между направляющим аппаратом и ротором. Лопатки крепят во внешнем и внутреннем бандажах сваркой или пайкой тугоплавким припоем; такие соединения обычно неразборные. В компрессоре с осевой сборкой и дисковым наборным ротором направляющие аппараты могут быть выполнены в виде цельных кольцевых конструкций без горизонтальных разъемов. Так, в ГТУ фирмы СТАЛ ротор компрессора после балансировки разбирают, между дисками устанавливают цельные диафрагмы, затем ротор стягивают центральным болтом и вместе с диафрагмами вводят в неразъемный корпус.
На рис. 111, г показан направляющий аппарат, выполненный в виде диафрагмы.
Поворотные направляющие аппараты компрессоров и турбин
В ряде осевых компрессоров входной направляющий аппарат выполняют с поворотными лопатками. Путем установки лопаток под оптимальным углом при различных режимах работы расширяется диапазон характеристик компрессора, сокращается потребная для пуска мощность и ускоряется процесс пуска установки. Поворотный направляющий аппарат нашел применение также и в опытных компрессорах — не только на входе, но и в промежуточных ступенях: при испытаниях и доводке компрессора оптимальный угол установки лопаток корректируют опытным путем.
Центробежные компрессоры автомобильных ГТУ иногда снабжают поворотными лопатками на входе в рабочее колесо и в диффузоре. Применение поворотных направляющих аппаратов в этих установках вызвано необходимостью регулирования расхода рабочего тела для поддержания высокой температуры
