Охлаждение роторов газовых турбин

Требуется рассчитать тракт внутреннего охлаждения ротора газовой турбины влажным паром. Предполагаются заданными все размеры ротора, расход пара G, начальное состояние пара, конечное давление за ротором и удельное количество тепла сообщаемое пару в системе охлаждения. Последователь- [c.198]

ОХЛАЖДЕНИЕ РОТОРОВ ГАЗОВЫХ ТУРБИН [c.180]

В настоящее время применяется исключительно воздушное охлаждение роторов газовых турбин. [c.180]

Для дальнейшего повышения экономичности ГТУ необходимо разрешить проблему жаропрочных сталей, рационализировать охлаждение роторов газовых турбин или усложнить их схему за счет увеличения числа подводов и отводов тепла из цикла с повышением рабочего давления газов до 100—120 ата. [c.10]

Использование охлаждения позволило перейти на изготовление роторов и дисков из перлитных сталей. НЗЛ, начиная с агрегатов типа ГТ-700-4, стал применять так называемую струйную систему охлаждения дисков (роторов) газовых турбин. [c.63]

Эффективным средством создания жидкостного слоя является использование в парах трения поверхностей, сходных по формам с несущими поверхностями гидродинамических упорных подшипников. Такие пары трения применяют в торцовых уплотнениях валов крупных турбогенераторов с водородным охлаждением, в роторах газовых турбин, в циркуляционных насосах атомных электростанций. [c.303]

Эффективным средством является охлаждение роторов. Этот прием широко применяют в газовых турбинах. Охлаждающий воздух, отбираемый из первых ступеней компрессора, омывает рабочие диски, после чего вводится в общий газовый тракт турбины. Охлаждение роторов паровых турбин затруднительнее. [c.370]

Особенности газовых турбин. По принципу действия газовые турбины не отличаются от паровых. При освоенных в настоящее время температурах начальное давление и срабатываемый в газовой турбине перепад энтальпий в несколько раз меньше, чем в паровой. В результате для получения требуемой мощности необходимо, чтобы расход рабочего тела через газовую турбину был большим. Высокие температуры, относительно малые давления и перепады энтальпий, а также большие расходы обусловливают следующие особенности судовых ГТД малое число ступеней (2—8) и малую массу ротора большую длину лопаток (степень парциальности е == 1) применение диффузора на выходе из турбины применение тонкостенной составной конструкции корпуса с вертикальными разъемами широкое использование подшипников качения соединение элементов турбины, обеспечивающее тепловые расширения воздушное охлаждение подшипников, дисков, а иногда и лопаток турбин. [c.242]

В 1961 г. Харьковский турбинный завод (ХТЗ) выпустил газовую турбину мощностью 50 тыс. кет, в которой температура газа на входе 800° С. Это— первая в мире газотурбинная установка большой мощности. Теория указывает, что при температуре газа на входов газовую турбину 1200° С газовая турбина превзойдет по экономичности все другие тепловые двигатели. Весь вопрос в жароупорных материалах. Советские металлурги разработали материал, способный выдерживать длительную температуру порядка 700— 800° С, но для сильно нагруженных роторов, дисков предельная температура его снижается до 650—670° С. Конструкторы ХТЗ нашли эффективный способ настолько интенсивного охлаждения горячих деталей турбины, что при температуре газа в 800° С детали не нагревались выше допустимой температуры [22]. [c.51]

Для охлаждения ряда частей турбинного участка и для герметизации уплотнений смазки подшипников газовой турбины ГТН-25И используют атмосферный воздух и воздух, поступающий из осевого компрессора. Предусмотрено охлаждение следующих частей турбинного участка передних и задних поверхностей турбинных колес первой и второй ступеней соплового аппарата и удерживающего кольца первой ступени корпуса ротора турбины выхлопной рамы и опорных распорок внутреннего барабана. [c.55]

Рис. 50. Схема воздушного охлаждения ротора и статора газовой турбины.

Охлаждение ротора продувкой требует выполнения на роторе надежно отделенной от газового потока полости, по которой должен протекать охлаждающий воздух. Щели между полками лопаток в данной турбине уплотнены пластинками 4. Посадка пластинки в пазы выполняется с малыми зазорами и позволяет иметь хорошую плотность системы. Тонкая перемычка придает пластинке эластичность. [c.186]

Жидкостное охлаждение элементов ротора и статора газовой турбины позволяет повысить начальную температуру до 1200— 1800° С, так как большие теплоемкости и более интенсивный теплообмен уменьшают относительные потери на охлаждение. [c.57]

Для устранения этой главной опасности наиболее сильное средство — снижение температуры ротора до уровня, при котором нет заметной ползучести материала и который для применяемых материалов близок к 625 К. Этого реально можно достигнуть методом активного (с пропуском охлаждающего пара) и пассивного (без потока пара) экранирования и охлаждения ротора паром по поверхностям диска и в хвостовых соединениях, аналогично методу охлаждения газовых турбин. Уменьшение напряжений в паровых коробках и в цилиндрах достигается развитым экранированием их поверхностей для снижения разности температур по толщине стенок. Для этого не всегда целесообразно между экраном и поверхностью пропускать пар пониженной температуры. Например, ЦКТИ рекомендует [13] защищать внешнюю поверхность сопловых коробок таким образом, чтобы она не омывалась паром с температуро№ более низкой, чем внутри коробки. [c.86]

Особый эффект охлаждение дает в газовых турбинах. В паровых установках под действием высокой температуры находится также пароперегреватель, паропровод, клапаны, и охлаждение ротора решает здесь лишь небольшую часть задачи, [c.287]

Большой расход аустенитных сталей, применявшихся для изготовления газовых турбин, сильно увеличивал их стоимость и ухудшал технологичность изготовления. Стремление уменьшить расход этих сталей привело к широкому использованию искусственного охлаждения основных узлов газовых турбин с помощью части циклового воздуха, отбираемого за компрессором. К таким узлам относятся прежде всего роторы и диски турбины, обоймы, наружные цилиндры и корпуса подшипников. [c.63]

Высокая температура газов, поступающих в газовую турбину, сильно затрудняет ее изготовление и требует применения жаропрочных сталей и сплавов. Для снижения температуры ротора применяют охлаждение. При охлаждении отводится некоторое количество тепла, что снижает КПД ГТУ. Однако при этом может быть повышена температура газов перед турбиной и КПД ГТУ существенно увеличивается. [c.280]

В газовых турбинах применение интенсивного охлаждения корпуса, ротора и лопаточного аппарата также позволяет применять менее легированные материалы. [c.47]

Характерные конструктивно компоновочные схемы газовых турбин показаны на рис. 4.5. На конструктивную компоновку газовой турбины основное влияние оказывает число ступеней и число роторов турбины, место расположения опор роторов и принимаемые конструктивные схемы силовой связи опор с наружным корпусом, наличие и число разъемов у ротора и потребное количество разъемов у корпуса, геометрия проточной части, схема охлаждения элементов конструкции (сопловых и рабочих лопаток, дисков, корпусных деталей, опор и др.), удобство сборки и разборки, а также контроля технического состояния и ряд других факторов. [c.135]

Наряду с охлаждением лопаток в газовых турбинах применяется охлаждение роторов (дисков) и корпусов. [c.397]

Рабочие лопатки газовых турбин с целью получения более высокого КПД почти всегда для всех ступеней выполняют закрученными, с уменьшающимся сечением по высоте лопатки. Способы крепления рабочих лопаток к ротору применяют такие же, как и в паровых турбинах. Хорошо зарекомендовало себя в работе при высоких температурах и больших нагрузках крепление лопаток елочным хвостовиком. Оно отличается высокой прочностью, позволяет легко производить смену лопаток и осуществлять охлаждение дисков и хвостовиков лопаток путем продувки воздуха через монтажные зазоры (рис. 13.3). [c.399]

Роторы мощных газовых турбин чаще всего выполняют охлаждаемыми, причем в большинстве случаев с воздушным охлаждением (см. рис. 13.3 и 13.7). [c.401]

Коздоба Л. А. Исследования влияния формы и схемы охлаждения ротора газовой турбины на его температурное поле методом электрического моделирования на интеграторе ЭГДА-б/53. Канд. дис. Одесса, 1958. 259 с. [c.238]

Импактные струи являются высокоэффективным способом нагревания или охлаждения поверхности. В частности, импактные струи применяются во вращающихся дисковых системах для охлаждения торцевых поверхностей роторов газовых турбин. [c.22]

В большинстве конструкций газовых турбин предусматривается воздушное охлаждение дисков и роторов и фактическая рабочая температура этих деталей не превышает 550—580° С. Поэтому в качестве материала для них используются перлитные стали ЭИ415, Р2 или хромистые стали. [c.29]

Подобным же образом охлаждаются хвостовики лопаток самой мощной в мире газовой турбины ГТ-50-800 ХТГЗ. Подробнее об охлаждении роторов см. 37. [c.37]

Турбогенератор. На одном валу с газовой турбиной и ко.мпрессором установлен электрический генератор, изготовленный заводом Электросила . Тип генератора Т2-6-2, мощность 6000 кет, напряжение статорной обмотки 6,3 кв, охлаждение статора и ротора воздушное. [c.38]

Одним из эффективных способов охлаждения многоступенчатых роторов стационарных газовых турбин явилась продувка циклового воздуха через монтажные зазоры в хвостовых соединениях рабочих лопаток. Исследования этой системы проводились в Киевском институте технической теплофизики АН УССР. В дальнейшем продувка охлаждающего воздуха стала производиться через малое число щелевых зазоров в хвостовом соединении достаточно больших размеров (до 1,5 мм). Как показали исследования, проведенные в ЦКТИ, в этом случае при использовании сравнительно небольшого количества воздуха (до 1,0—1,5%) удается снизить температуру металла гребней в роторе (или в дисках) примерно на 180—230° С по отношению к температуре газа, омывающего рабочие лопатки. Перепад температуры по высоте гребня диска при этом остается весьма небольшим (до 5—10° С). [c.63]

Задачи, которым посвящается данная работа, возникают при разработке методов охлаждения роторов электрических машин и газовых турбин, при определении запрат энергии на трение цилиндрических частей роторов этих машин о жидкость или газ, находяш,ихся в кольцевом зазоре, и в (ряде других случаев. [c.390]

Газовая турбина ГТУ имеет четыре ступени, ротор турбины дисковый. Диски отцентрованы хиртовым зацеплением и стянуты между собой 12 болтами на промежуточном радиусе. Каждая лопатка может быть вынута и заменена без выемки ротора. Лопатки первых трех ступеней охлаждаются воздухом. Часть воздуха после компрессора выводится из КС, охлаждается в теплообменнике с использованием теплоты для подогрева топлива, фильтруется и направляется для охлаждения и уплотнения ротора, охлаждения дисков и рабочих лопаток. Сопловые лопатки первой ступени охлаждаются воздухом после компрессора, отбираемым также из КС. При этом применяется комбинированное пленочное и конвективное охлаждение. [c.252]

Компрессоры С винтовыми роторами, или, как их часто называют, компрессоры типа Лисхольм, в отличие от роторно-шестеренчатых компрессоров имеют проточную часть с диагональным движением воздуха. Наличие внутреннего сжатия, достигаемого изменением объема полостей между вращающимися винтовыми роторами и корпусом, допускает весьма высокую степень повышения давления воздуха в компрессоре (до 7 при наличии охлаждения корпуса) при достаточно высоком КПД. Высокая быстроходность компрессора (до 12 000 об/мин) делает его компактным и дает возможность осуществлять привод от газовой турбины. К преимуществам винтового компрессора относятся также высокая надежность и уравновешенность. Кроме того, в подаваемом воздухе отсутствуют примеси масла. Винтовой компрессор наиболее пригоден для совместной работы с поршневым двигателем. [c.109]

На двигателях с ко.мбинированным наддувом воздух последова-те.льно сжимается в компрессоре турбокомпрессора 6 (с.м. рис. 105) и в компрессоре 7, роторы которого приводятся во вращение от коленчатого вала через зубчатую передачу. На двигателе установлен турбокомпрессор типа ПД010РН чехословацкого производства. Турбокомпрессор состоит из центробежного компрессора и центростремительной газовой турбины. Подшипники турбоко.мпрессора смазываются маслом, поступающим из масляной системы двигателя. На каждые три цилиндра устанавливается один турбокомпрессор и один объемный ко.мпрессор. Система наддува не имеет промежуточного охлаждения воздуха. [c.315]

Роторы турбин являются сборочной единицей, состоящей в основе из дисков с лопатками, валов, цапф и ряда других деталей, и выполняются в большинстве случаев разъемными (либо блочно-разъемными). Разъемность роторов обеспечивает естественную возможность последовательной осевой сборки без продольного разъема наружного корпуса турбины. Этот разъем в газовых турбинах крайне нежелателен, так как ведет к неравномерности радиальных деформаций при нагреве и охлаждении в широком диапазоне рабочих температур. [c.140]

Газовые турбины для привода насосов - малогабаритные с осевым или радиальным направлением рабочего тела, в качестве которого используются продукты сгорания основных компонентов топлива в ЖГГ. Возможно использование специальных, однокомпонентных топлив, отбора газа из камеры сгорания, нагрев отдельно рабочего тела турбины в тракте охлаждения камеры двигателя и др. Для привода насосов в двигателях без дожигания применяются активные турбины, в двигателях с дожиганием -одноступенчатые реактивные. Повьииение угловой скорости ротора насосного агрегата ограничивается в основном антикавитационными характеристиками насосов, реже работоспособностью уплотнительной системы и опор ротора. [c.202]

Компрессор состоит (рис. 2.55) из трехступенчатого ротора низкого давления (вентилятора) 1, лопатки которого изготовляются из титанового сплава, и 8-ступенчатого компрессора высокого давления 2. Вентилятор не имеет направляющего аппарата, и передний подшипник расположен после вентилятора, т. е. вентилятор установлен кон-сольно. Скорость потока на периферии рабочих лопаток вентилятора сверхзвуковая и соответствует М=1,3. Рабочие лопатки всех трех ступеней вентилятора имеют проти-вовибрационные полки. Лопатки рабочего колеса 1-й ступени вентилятора толще лопаток других ступеней и с большей толщиной передней кромки для большей устойчивости при ударе о них попадающих на вход в двигатель посторонних предметов (частиц бетона, грунта и др.). Корпус вентилятора изготовлен из титанового сплава. За последней ступенью вентилятора отбирается воздух низкого давления для охлаждения газовой турбины, вентиляции двигательного отсека и для охлаждения подшипников задних поворотных сопел. [c.159]

Корпус компрессора, выпускной корпус и газоприемный корпус отлиты из алюминиевого сплава и скреплены между собой шпильками. Внутри корпусов на подшипниках скольжения уложен полый стальной сварной ротор. К ротору приварено рабочее колесо газовой турбины. Рабочее колесо компрессора напрессовано на ротор и закреплено штифтами. Лопатки и диск колеса турбины изготовлены из специальной жароупорной стали. Колесо компрессора изготовлено из алюминиевого сплава. Между улиткой и колесом установлен диффузор в виде диска с лопатками, который повышает давление воздуха и уменьшает гидравлические потери в воздушном потоке. На тыльной стороне колеса компрессора и неподвижном диске корпуса кольцевые выступы создают лабиринтное уплотнение. Аналогичное уплотнение ставится и у газового колеса. Выпускной газовый корпус и газоприемный корпус охлаждаются водой из системы охлаждения дизеля. Со стороны компрессора расположен опорно-упорный подшипник, а со стороны турбины — опорный. Подшипники вала ротора смазываются маслом, которое поступает из масляной системы дизеля. [c.177]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...