Конструкции газотурбинных установок - Шварц В.А.
Скачать (прямая ссылка):
КОРПУСА, СОПЛА И ПАТРУБКИ ЦЕНТРОСТРЕМИТЕЛЬНЫХ ТУРБИН
Конфигурация подводящего патрубка центростремительной турбины зависит от расположения и числа камер сгорания. Для кольцевой камеры сгорания характерна осесимметричная форма патрубка (см. рис. 135 и 136). При применении одной или двух тангенциально расположенных камер патрубок выполняют спиральным или тороидальным. Меридиональные сечения спиральных патрубков показаны на рис. 67, 69 и 71.
Подводящие патрубки размещают обычно внутри прочного корпуса ГТУ или в воздухосборнике камер сгорания, поэтому их стенки не подвержены воздействию перепада давления и могут быть выполнены из тонкой листовой стали. Ho даже если стенки патрубков воспринимают полный перепад
¦Рис. 181. Корпус турбины ГТУ ГПЖН завода «Экономайзер»
Рис. 182. Сопловый аппарат турбины ГТУ «Брилл Марк II» фирмы Бад-ворт
давления, они все же могут быть тонкими благодаря криволинейным очертаниям.
Направляющие аппараты (сопла) выполняют с неподвижными или поворотными лопатками. Направляющие аппараты с не-
251
подвижными лопатками могут быть цельнофрезерованными„ сварными или составными. На рис. 181 показан направляющий аппарат, в кольцевой поковке которого выполнены фрезерованные каналы и весь узел на радиальных штифтах прикреплен к диффузору компрессора. Радиальные штифты обеспечивают свободу термических расширений элементов. Сварной направляющий аппарат может быть выполнен с полыми лопатками, через, которые проходит вторичный воздух из камеры сгорания, охлаждая лопатки.
Составные направляющие аппараты показаны на рис. 109, б и 182. Каждая лопатка изготовлена отдельно и закреплена между стенками корпуса стяжными болтами, связывающими одновременно и аналогичные лопатки диффузора компрессора. Положение направляющих лопаток зафиксировано стопорными штифтами или шпильками.
Подвижные лопатки направляющих аппаратов применяют для: регулирования расхода газа на частичных режимах в автомобильных ГТУ (в этом случае лопатки можно поворачивать на небольшой угол) или для реверсирования свободной турбины полезной мощности в судовых ГТУ.
РОТОРЫ ТУРБИН Типы роторов
Цельнокованые роторы широко используются практически: всеми заводами-изготовителями паровых турбин. За многие десятилетия процессы изготовления и контроля поковок роторов паровых турбин были достаточно хорошо отработаны. Применение цельнокованных роторов в газовых турбинах может упростить и удешевить их конструкцию. Температуры отдельных участков ротора могут быть достаточно близки, чем снижаются термические напряжения. Эффективная система охлаждения позволяет также использовать перлитные стали при высокой начальной температуре газа. Весьма успешным в этой части был опыт создания цельнокованого ротора ГТ-25-700 ЛМЗ, температура которого не превышает 450° С даже в зонах первых ступеней. Цельнокованые роторы без охлаждения с успехом применяют также при относительно низкой температуре газа в установках, работающих на тяжелом жидком топливе, или в турбинах, низкого давления.
При большой внутренней расточке ротора жесткость его возрастает, а термические напряжения в металле, связанные с быстрым изменением нагрузки, сокращаются.
Однако цельнокованые роторы многоступенчатых турбин па сравнению с дисковыми сборными роторами имеют ряд недо-252
статков: повышенные напряжения от ЦеНТР°^еЖНЫ* 1Пч°
сравнению с роторами, диски которых не имею? PQ™jO;
узкии фронт работ при механической ОДИНаковых потребуется применение равного числа л хвДостах); TpyJH0
филеи хвостов на всех ступенях (при ИЗг0т0Блен'ии пУазов или невозможно применить протяну
для хвостов лопаток. tront
На рис. 148 и 183, а и б даны различные инструкции цельнокованых роторов ГТУ. Большего раЗН0° Разия кон PJ, форм ротора можно достичь при вь1П0Лне™и и.„7*
поковок, соединенных фланцами (сМ- Рис- „ > >
Высокий уровень современной сварочной техники позволяет
применить методы сварки при изготовлении рот P P
газовых турбин. Преимущества сваРных PotoP в P^
коваными состоят в том, что отдельнЫе п0К0ВКИ> и P
й „„пкованы и выполнены в виде
ривают ротор, могут быть лучше пр0«0 преимуществом
дисков без центрального отверстий ^ создаНия роторов су-
применения сварки является возмо^11^1 ^
__ ц „ попускают методы ковки цеЛЬ-
щественно большего диаметра, чем м „„„„о
w штосов выше, чем цельнокова-
ных роторов. Жесткость сварных роторив ,
ных, масса их меньше, стоимость в ряДе сЛ^а^ ' Ртяпрй-
мые детали могут быть выполнены ИЗ Pa YRnrTnRIlKM — ИЧ средняя часть ротора — из аустенитнои тал > г ~ г -7 гтолжен быть вынесен в зону
перлитнои. Сварной шов при этом
низких температур (порядка 300° С) •
Фирма Дженерал-Электрик *ИР0К0 применяет сварные F F пбОДОМ и перлитнои сердцеви-
композитные диски С аустенитным о0°Д°м сРпособна р;;ботать
нои (CM. рис. 141); жаростойкая сталь ? Рди
при высоких температурах, в то BP®“ ? 550с с им?ет
мистая сталь сердцевины при тембра ур^ определя1от
более высокую механическую ПрОЧВ^ю. Г___
