Конструкции газотурбинных установок - Шварц В.А.
Скачать (прямая ссылка):
233
Рис. 158. Проточная часть турбины ГТУ мощностью 16500 квт фирмы Дженерал — Электрик
и консольном расположении их роторов или при наличии промежуточных опор внутри газового тракта (см. раздел «Промежуточные патрубки»),
Даже при расположении турбин в отдалении одна от другой га.з можно перепускать по нескольким параллельным патрубкам (рис. 137). Элементы осевой симметрии соблюдены и в турбине низкого давления установки ГТ-700-12 M НЛЗ (рис. 159, б), в которой газ поступает из турбины высокого давления по двум патрубкам, расположенным по обеим сторонам средней подшипниковой опоры.
Рис. 159. Входные патрубки турбин высокого давления:
а — ГТУ мощностью 50 000 квт-, б — ГТ-700-І2М. H3JI
Все перечисленные выше примеры осесимметричного подвода газа от камер сгорания к сопловому аппарату турбины (за исключением турбины с осевым входом) предусматривают примене-
лие секционных или кольцевых камер сгорания. Так как эти камеры имеют существенные недостатки (см. гл. VI), их применение ограничено, особенно в стационарных ГТУ, а также в установках малой мощности. Обеспечить осевую симметрию входной части корпуса при одной камере с боковым подводом не представляется возможным. Осесимметричное расположение камер связано также с увеличением или длины установки, или поперечного ее размера. Кроме того, в ряде случаев секционные или кольцевые камеры затрудняют доступ к •опорам подшипников или корпусу турбины. Поэтому в большинстве стационарных и транспортных ГТУ предусматривают боковой подвод газа со всеми присущими ему недостатками, как нарушение симметрии входной части корпуса и порой значительные неуравновешенные усилия от давления газа и подводяшего трубопровода большого сечения.
На рис. 137; 139; 142;
149; 153, а и 161 показаны различные конструкции входных патрубков турбин с боковым подводом газа по трубопроводу OT отдельно Рис. 160. Корпус турбины ГТУ фирмы расположенной камеры его- Ричардсонс Вестгарт
рания.
Внешняя часть патрубка сложной конфигурации с прямыми ^участками испытывает значительные нагрузки от давления газа. Для их восприятия патрубок снабжен внешним оребрением или внутренними стяжками. На рис. 161 показана полая стяжка, через которую компрессор просасывает атмосферный воздух, •охлаждающий стяжку до 350—370° С (температура газового потока 700° С). В патрубке установлено пять стяжек. Каждая стяжка окружена слоем минеральной изоляции и заключена в обтекаемый кожух.
В ряде конструкций внутреннюю часть патрубка изготовляют литьем.
Внешняя часть патрубка, так же как и внешний корпус турбины, может иметь воздушное (рис. 150) или водяное (рис. 142) охлаждение.
В зазоре между внешним и внутренним контуром патрубка наряду с изоляцией предусматривают обычно продувку вторич-
235
ным воздухом из камеры сгорания или из напорного патрубка
компрессора.
На газоподводящих трубопроводах устанавливают компенсаторы, разгружающие по возможности корпус от боковых усилий, но симметрия в распределении массы металла при этом не исключена. В ГТУ 302 фирмы Кларк использован необычный способ установки компенсаторов, позволя-
----^ Ч ющий не только разгрузить корпус ОТ'
боковых усилий, HO и создать осевук> симметрию входной части корпуса турбины (см. рис. 162). Два кольцевых компенсатора в сочетании с компенсаторами на горизонтальном участке трубопровода от камеры до входного пат-
Рис. 161. Входной патрубок турбины ГТ-700-5 НЗЛ
Рис. 162. Входной патрубоїс турбины ГТУ мощностью 5500 квт фирмы Кларк
рубка обеспечивают независимость деформаций входного патрубка и корпуса турбины. Последний имеет осесимметричные-формы.
В моноблочных ГТУ камеру сгорания располагают в средней части корпуса турбокомпрессора — при такой схеме отсутствуют присоединительные трубопроводы, создающие боковую нагрузку на турбину (рис. 163). При этом внешняя часть входного патрубка совмещена с общим корпусом турбокомпрессора, а внутренняя часть расположена в воздухосборнике компрессора и омы-236
вается относительно холодным воздухом из напорного патрубка
компрессора.
В ГТУ с разрезным валом для сокращения потерь давления в тракте между турбинами высокого и низкого давления нашло очень широкое применение последовательное расположение турбин друг за другом.
При консольных роторах расстояние между турбинами может быть сведено к минимуму — вплоть до ликвидации промежуточной части. Так, в ГТУ, представленной на рис. 164, проточная часть обеих турбин выполнена общей; на выходе из турбины высокого давления допущена высокая скорость благодаря тому, что турбина низкого давления имеет противоположное направление вращения. Это уменьшает необходимое количество ступеней и сокращает размеры корпуса турбины. Такая конструкция является уникальной, и в других многочисленных образцах,
237
подобных ГТУ, между турбинами предусмотрен специальный“ промежуточный патрубок с разделительной диафрагмой. Патрубок профилируют в виде диффузора с небольшим углом раскрытия, в котором происходит падение скорости и восстановление давления. Перепад давлений, действующий на сопловой аппарат турбины низкого давления, воспринимает сплошная диафрагма.
