Газоотводное устройство газотурбинной установки

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано, например, в газоперекачивающих агрегатах с газотурбинной установкой в качестве привода. Газоотводное устройство газотурбинной установки содержит осерадиальный диффузор, сообщенный с выхлопной трубой. Осерадиальный диффузор выполнен с обводами, при которых проточный тракт диффузора в поперечном сечении имеет ω-образный (омегообразный) профиль, при этом он разделен перегородками, установленными эквидистатно обводам наружной стенки диффузора. Изобретение позволяет повысить коэффициент полезного действия газотурбинной установки за счет уменьшения гидравлического сопротивления в газоотводном устройстве. 2 ил.

Предлагаемое изобретение относится к машиностроению и может быть использовано, например, в газоперекачивающих агрегатах (ГПА) с газотурбинной установкой (ГТУ) в качестве привода.

Наличие гидравлического сопротивления в газоотводном устройстве (ГОУ) снижает перепад давления на свободной турбине двигателя ГТУ, уменьшая тем самым коэффициент полезного действия (кпд) ГТУ. Увеличение потерь полного давления из-за гидравлического сопротивления ГОУ на 0,01 кгс/см² равнозначно уменьшению кпд ГТУ ~ на 1%. По этой причине при проектировании ГОУ особое внимание уделяется конструктивным решениям, позволяющим снизить гидравлическое сопротивление его тракта.

Известно ГОУ, приведенное в книге авторов Бордовицына Ю.А., Вимба Л.А. и др. "Воздухоприемные и газоотводные устройства судовых ГТУ". Судостроение, 1969 г.

ГОУ содержит осерадиальный диффузор, охваченный снаружи кожухом, сообщенным с выхлопной трубой ГПА. Газовый поток после истечения из осерадиального диффузора, где он имел на выходе равномерное поле скоростей и давлений, в кожухе резко изменяет направления движения (до 180°), направляясь к выхлопной трубе. Следствием такого движения газа в кожухе является появление неравномерного поля скоростей и давлений, образование интенсивных вихревых зон, приводящих к увеличению гидравлического сопротивления газового тракта (до ~ 0,06 кгс/см²) и уменьшению кпд ГТУ.

Технической задачей данного изобретения является повышение кпд ГТУ за счет уменьшения гидравлического сопротивления ГОУ.

Технический результат достигается тем, что в ГОУ, содержащем осерадиальный диффузор, сообщенный с выхлопной трубой ГПА, осерадиальный диффузор выполнен с обводами, при которых проточный тракт диффузора в поперечном сечении имеет ω-образный (омегообразный) профиль, при этом он разделен перегородками, установленными эквидистатнообводам стенки диффузора.

На фиг.1, 2 представлено ГОУ, которое содержит осерадиальный диффузор I, образованный профилированными оболочками 2, 3, сообщенный с выхлопной трубой ГПА. Выходное сечение диффузора образовано обводами Б. Проточный тракт осерадиального диффузора 1 разделен перегородками 4, эквидистатными обводам наружной стенки диффузора. Наружная стенка и перегородки образуют отдельные каналы К. Направление газового потока в каналах показано стрелками.

Особенность работы ГОУ заключается в следующем: движение газового потока в осерадиальном диффузоре происходит с одновременным его поворотом к выходному сечению по отдельным каналам К, в которых плавность поворота исключает образование вихревых зон, что в итоге снижает гидравлическое сопротивление проточного тракта и повышает кпд ГТУ.

Формула изобретения

Газоотводное устройство газотурбинной установки, содержащее осерадиальный диффузор, сообщенный с выхлопной трубой, отличающееся тем, что осерадиальный диффузор выполнен с обводами, при которых проточный тракт диффузора в поперечном сечении имеет ω-образный (омегообразный) профиль, при этом он разделен перегородками, установленными эквидистатно обводам наружной стенки диффузора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2