Конструкции газотурбинных установок - Шварц В.А.
Скачать (прямая ссылка):
На рис. 140, 142, 143, 155, 165, 167—171 показаны различные конструкции промежуточных патрубков, расположенных между консольными турбинами высокого и низкого давления.
Температуры отдельных частей патрубков — внешней и внутренней обечаек, соединительных ребер и диафрагмы — различны, поэтому между ними предусматривают гибкие элементы, компенсирующие разность их термических расширений. В патрубке, изображенном на рис. 168, скорость потока уменьшается со 152 до 105 м/сек. Патрубок, как и корпус турбины, выполнен двухстенным с прослойкой изоляции между внешним силовым корпусом 4 и тонкостенными элементами, ограничивающими газовый тракт. Связь внешнего кольца 2 с внутренним 1 осуществлена с помощью шести тангенциальных ребер 3, которые принимают температуру потока быстрее, чем кольца; при изменении длины ребер внутреннее кольцо поворачивается относительно внешнего. Толщина колец 1,6 мм, материал — Нимоник 75. Горизонтального разъема патрубок не имеет. Аналогичная схема компенсации расширений использована в патрубке, показанном на рис. 169. Неразъемный патрубок прикреплен в корпусе турбины к сплошному кольцу (см. рис. 155) одним из фланцев 17 (рис. 169); вторым фланцем 17 патрубок центрирован в сегментах направляющего аппарата турбины низкого давления. Внешнее кольцо 1 соединено с внутренним кольцом 2 четырьмя тангенциальными ребрами 18. Диафрагма 8, усиленная ребрами 6, воспринимает перепад давлений, а днище 12 служит только для ужесточения пат-трубка; в днище выполнено центральное отверстие, закрытое сеткой 11. В патрубке расположены ряд трубопроводов подвода охлаждающего воздуха для обдува ободов дисков обеих турбин. Охлаждающий воздух поступает через штуцер 16, плотно входящий в соответствующее гнездо корпуса турбины, и по трубе 14 идет к центральному коллектору 10. Далее по трубам 7 воздух 238
Рис. 164. Роторы турбины ГТУ ЕМ-27Р фирмы Инглиш Электрик
Рис. 165. Проточная часть турбины ГТУ мощностью 1000 квт фирмы Аллен
Рис. 166. Проточная часть турбины ГТУ
мощностью 500 квт фирмы Аллен:
1 — шпонка; 2 — обоймы; 3 — внешний корпус; 4 — корпус камеры сгорания
Рис. 167. Проточная часть турбины ГТУ G-6 компании AEi
239
направляется к отверстиям в кольце 13 на обдув диска турбины высокого давления и к дозирующим соплам 4 в кольце 5 на обдув диска турбины низкого давления. Разность температур более холодных труб и горячих колец 13 и 5 компенсируется изгибом труб. Изоляция, заполняющая внутреннюю полость патрубка, і предотвращает нагрев труб 7. Обтекатель 15, заполненный изоляцией, приварен только к кольцу 2. Для возможности заводки ротора турбины низкого давления без выемки патрубка (см. рис. 155) козырек 3 (рис. 169) выполнен разъемным — он закреплен болтами 9. Материал всех элементов патрубка — сталь 1X13 [12].
В процессе эксплуатации отмечалось выпучивание днища 12 в сторону турбины высокого давления, которое задевало за диск. Это было вызвано увеличением давления во внутренней полости патрубка вследствие закупорки изоляционной ватой отверстий в сетке 11. При аварийной остановке агрегата давление внутри патрубка падает медленнее, чем в проточной части, и днище деформируется. Поэтому в днище были просверлены 120 разгрузочных отверстий диаметром 4 мм, внутренняя полость патрубка не изолировалась, а изолировались только воздухоподводящие трубы.
В ГТУ фирмы Дженерал-Электрик (см. рис. 143) подвеска элементов промежуточного патрубка осуществлена на радиальных штифтах 1 и 4, а уплотнение газовых полостей — компенсаторами 2.
Описанные выше промежуточные патрубки являются частью общего жесткого корпуса обеих турбин. В ряде ГТУ, где предусмотрено отдельное крепление корпуса каждой турбины, промежуточный патрубок снабжен двумя гибкими компенсирующими элементами, допускающими как излом или смещение осей турбины, так и температурные расширения корпусов в осевом направлении.
На рис. 167 и 170 показаны промежуточные патрубки с компенсаторами. Поскольку компенсаторы не имеют разъемов, патрубки, как правило, выполняют неразъемными. Однако из условий сборки, в средней части патрубка между компенсаторами 240
Рис. 168. Промежуточный патрубок турбины ГТУ TA фирмы Рустон:
1 — внутреннее кольцо газохода; 2 — внешнее кольцо газохода; 3 — ребро; 4 — силовой корпус; 5, 6 —
шпонки
Рис. 170. Промежуточный патрубок турбины ГТУ мощностью 17 500 квт фирмы Бристоль — Сиддли
1 — компенсатор; 2 — газоход; 3 — камера,
соединенная со сбросным клапаном для перепуска газа в обвод турбины низкого давлення; 4, 5 — диафрагмы; 6 — трубопровод подвода охлаждающего воздуха к ротору турбины низкого давлення
16 Заказ 1063
241
может быть предусмотрен горизонтальный разъем. Корабельная ГТУ G-6 компании AEI (рис. 167) характерна ограниченными осевыми размерами. Ее промежуточный патрубок, как и все части корпусов, имеет горизонтальный разъем. Два компенсатора — единственные неразъемные элементы корпуса. После удаления промежуточного патрубка компенсаторы могут быть придвинуты один к другому — этим достигается возможность съема верхних половин корпусов и выемки роторов. Компенсаторы выполнены из нержавеющей стали. Внутри каждого компенсатора установлено металлическое уплотнительное кольцо, сводящее к
