Конструкции газотурбинных установок - Шварц В.А.
Скачать (прямая ссылка):
Сопловые аппараты имеют также различную температуру как по радису, так и по окружности вследствие того, что поле температур газового потока перед сопловым аппаратом имеет значи-
247
тельную неравномерность, особенно при секционных камерах сгорания. Поэтому наряду с основным требованием обеспечения прочности соплового аппарата путем выбора соответствующего материала, характерным требованием является создание свободы термических расширений каждой сопловой лопатки.
Вследствие значительного перепада давлений на сопловом аппарате его лопатки испытывают большие изгибные усилия и консольно закрепить их иногда не представляется возможным (в этом случае лопатки крепят также нижними полками).
Направляющие лопатки промежуточных ступеней испытывают значительно меньшие нагрузки и могут быть закреплены не только консольно, но и воспринимать перепад давления на тело диафрагмы.
Консольное крепление лопаток соплового и направляющих аппаратов выполнено в установке ГТ-700-5 НЗЛ (рис. 174). Ло-латки закреплены в разрезных сегментных вставках Т-образными тангенциальными хвостами одинакового профиля. Между хвостами предусмотрен зазор 0,2 мм для компенсации расширений. Концевые лопатки каждого сегмента фиксированы радиальными штифтами 3.
В турбине ГТУ, представленной на рис. 160, также предусмотрено консольное крепление сопловых лопаток (по четыре ло-248
Вид В
сегментная вставка
патки в каждом из 12 сегментов). По внешнему контуру лопатки зафиксированы сваркой. Чтобы получить минимальный зазор между внутренней обечайкой и лопатками, обечайка выполнена в виде двухстенного цилиндра с осевыми прорезями и плотно прилегает к торцам лопаток, обеспечивая нулевой зазор при всех температурных режимах.
Конструкции полых лопаток с внутренним воздушным охлаждением показаны на рис. 175.
В ГТУ TE фирмы Рустон лопатки нарезают из светлокатаных профильных полос и вставляют с одной стороны в отверстия сегментов корпуса, а с другой — в бандажи. Отверстия прошивают
Рис. 175. Сопловая и направ- Рис. 176. Сегменты корпуса турбины
В ГТУ TF корпус состоит
из восьми сегментов, в которых закреплено по шесть лопаток каждой ступени (рис. 176). На внутреннем торце лопатки предусмотрен шип, проходящий в отверстие внутреннего бандажа; внешний торец лопатки закреплен в кольцевом пазу с помощью ласточкина хвоста [97].
В турбинах ЛМЗ направляющие аппараты крепят в корпусе с помощью сварки (рис. 177) [10]. Лопатки массивной частью вваривают в толстостенный обод, а выходными кромками — в бандаж. Во внутреннем бандаже диафрагмы после ее сварки и термообработки, между каждыми тремя лопатками выполняют прорези для компенсации термических расширений.
На рис. 157 и 178 показаны типовые конструкции направляющих аппаратов турбин фирмы Вестингауз и фирмы Фиат. Лопатки вварены во внутренний и внешний бандажи, образующие половину диафрагмы. Во внутренних бандажах сделаны прорези
ляющая лопатки турбины ГТУ CS 600 фирмы Центракс
ГТУ TF фирмы Рустон:
электроэрозионным методом. В корпусе турбины лопатки крепят сваркой.
/ — лопатки первой ступени; 2, 6 — стопоры; 3 — полоска радиального уплотнения; 4 — уплотнительная трубка; 5 — внешняя часть сегмента; 7—полоска осевого уплотнения; 8 — внутренняя часть сегмента; 9 — канавка для полоски осевого уплотнения; 10 — уплотнительная полоска лопат-
ки; 11 — лопатки второй ступени
249
Рис. 177. Сварные диафрагмы первой и второй ступеней турбины ГТ-25-700 ЛМЗ:
Рис. 178. Элементы турбины ГТУ TG-3000 фирмы Фиат
/ — внутренний бандаж
2 — лопатки; 3
: уплотнением; обод
для компенсации расширений (по четыре прорези в каждой половинке диафрагмы). Внешние кольца диафрагм вставляют в
Рис. 179, Диафрагма и лопатка турбины ГТУ L-51C компании AEI
Т-образные пазы сегментов корпуса и крепят радиальными штифтами. Между диафрагмами и корпусом продувается охлаждающий воздух.
В газовых турбинах направляющие лопатки, как и в паровых, можно набирать в диафрагмы, которые затем заводят в соответствующие пазы корпуса. Однако, если в паровых турбинах лопатки жестко прикреплены к внешнему ободу и телу диафрагмы, то в газовых турбинах всегда предусматривают возможность свободных температурных расширений лопаток вдоль их оси.
На рис. 179 показана диафрагма, в которой направляющие лопатки прикреплены к телу диафрагмы заклепками, а шипом 250
Рис. 180. Промежуточная диа-фрагма ГТУ мощностью 1000 квт фирмы Аллен:
/ — радиальная шпонка; 2 — коническое кольцо внешнего корпуса турбин; 3 — внутренний корпус; 4 — сегментные вставки; 5 — направляющая ло-
вставлены в обод. Диафрагмы заводят в корпус турбины и фиксируют на разъеме, как это принято в паротурбинной практике.
Для защиты тела диафрагмы от резких температурных градиентов иногда предусматривают боковые щитки. В установке ¦фирмы Аллен (рис. 180) сопла турбины соединены заклепками в групповые сегменты. Лопатки направляющих аппаратов заводят в канавку промежуточного кольца корпуса и фиксируют двумя стопорными пластинами. На внутреннем конце каждой лопатки предусмотрен цилиндрический выступ, который входит в соответствующее радиальное отверстие в диафрагме — этим обес-яечивается свобода расширений каждой лопатки.