Выхлопной диффузор газовой турбины

Авторы патента:

БУХАЛЬ Тобиас (DE)

БРЕКЕР Марк (DE)

F01D25/30 - выхлопные патрубки, выпускные камеры и т.п.

Владельцы патента RU 2560131:

СИМЕНС АКЦИЕНГЕЗЕЛЛЬШАФТ (DE)

Выхлопной диффузор (10) для газовой турбины имеет расширяющийся в направлении выхода (20) диффузора проточный канал (22), в центре которого предусмотрен распространяющийся в осевом направлении направляющий аппарат (14). Направляющий аппарат 14 по меньшей мере на одном осевом участке своей продольной протяженности имеет несколько распределенных по периметру, расположенных между направляющими элементами (32) углублений (30). Вдоль продольной протяженности направляющего аппарата (14) каждый направляющий элемент (32) проходит по спиральной линии. Позволяет получить дополнительно укороченный выхлопной диффузор, направляющий аппарат которого обладает особенно высокой прочностью и склонность которого к вибрации, обусловленной потоком, снижена. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение касается выхлопного диффузора для газовой турбины, имеющего расширяющийся в направлении выхода диффузора проточный канал, в центре которого предусмотрен распространяющийся в осевом направлении направляющий аппарат.

Такого рода выхлопной диффузор служит для замедления течения отработавших газов газовой турбины и для восстановления по меньшей мере части динамического давления. Чтобы предложить выхлопной диффузор со сравнительно большим углом раскрытия, равным 10° и больше, например, из DE 19805115 A1 известно расположение в центре канала диффузора, распространяющегося в осевом направлении направляющего аппарата. Благодаря применению направляющего аппарата выхлопной диффузор выполнен в виде кольцевого диффузора. Благодаря этому предотвращаются большие области зон обратного течения позади втулки газовой турбины, что предпочтительно сказывается на коэффициенте полезного действия выхлопного диффузора. Недостаток, однако, заключается в том, что направляющий аппарат является сравнительно длинным и вследствие своей длины должен опираться посредством дополнительных стоек. Кроме того, не учтены аэродинамические воздействия стоек несущей опоры.

Кроме того, из US 5791136 известен выхлопной диффузор газовой турбины, снабженный центральным барабанным аппаратом, на боковой поверхности которого предусмотрено множество лопаток, установленных без возможности вращения. Лопатки служат для выравнивания потока отработавших газов газовой турбины при низком падении давления.

В основу изобретения положена задача предложить компактный выхлопной диффузор для газовой турбины, который позволяет улучшить восстановление давления с целью достижения как можно более высокого коэффициента полезного действия газовой турбины. Кроме того, выхлопной диффузор должен обеспечивать возможность выравнивания оттока из диффузора, так чтобы в подключенном к газовой турбине утилизационном парогенераторе происходило как можно более гомогенное втекание горячего газа из турбины.

Эта задача в соответствии с изобретением решается с помощью выхлопного диффузора с признаками п.1 формулы изобретения. Для этого направляющий аппарат выхлопного диффузора такого рода по меньшей мере на одном осевом участке своей продольной протяженности имеет некоторое количество распределенных по периметру, расположенных между направляющими элементами углублений, при этом каждый направляющий элемент распространяется по спиральной линии.

Изобретение основано на знании о том, что должны использоваться вторичные потоки, возникающие на стойках несущей опоры задней опорной крестовины при натекании закрученного потока, чтобы усиливать перемешивание за концом втулки и таким образом дополнительно сокращать длину зон обратного потока позади втулки. Для этого направляющий аппарат выхлопного диффузора, который выполнен в виде, по существу, конического или цилиндрического тела, имеет распределенные по периметру углубления и направляющие элементы, чтобы оптимально направлять и усиливать вторичные потоки. Вторичные потоки направляют текучую среду от напорной стороны стоек несущей опоры по спиралеобразным траекториям. Благодаря применению углублений и направляющих элементов вторичные потоки могут, таким образом, попадать ближе к центральной оси диффузора, и направляющий аппарат может быть выполнен более коротким, чем в уровне техники, без уменьшения его эффективности. Благодаря сокращенной длине направляющего аппарата он может быть выполнен также висячим. Особое преимущество изобретения заключается в использовании вторичных потоков, создаваемых на установленных в определенном положении и/или профилированных стойках несущей опоры, чтобы с помощью углублений во втулке направлять текучую среду еще ближе к оси втулки, чтобы таким образом дополнительно сокращать размер и, в частности, длину зоны обратного потока позади втулки. Это приводит к дополнительно повышенной эффективности выхлопного диффузора.

Благодаря установленной в определенном положении относительно центральной оси ориентации направляющих элементов (подъем) обеспечивается как чрезвычайно эффективная, так и компактная конструкция для раскрутки потока. Подъем спиральной линии при этом сравнительно велик, так что спиральные линии только в незначительной степени наклонены относительно центральной оси выхлопного диффузора. Подъем может также уменьшаться по своей протяженности. Предпочтительно он все же увеличивается, чтобы получить вытекание из выхлопного диффузора с наименьшим возможным закручиванием. Эта система предпочтительна, в частности, у осевого выхлопного диффузора, у которого количество направляющих элементов равно количеству стоек несущей опоры, которые предусмотрены для опирания в турбине ротора газовой турбины в выхлопном диффузоре или непосредственно выше по потоку от него.

В предпочтительном варианте осуществления направляющий аппарат имеет контур поперечного сечения, расположенного перпендикулярно центральной оси выхлопного диффузора, звездообразной формы, концы которого образованы соответствующими направляющими элементами. С помощью звездообразного контура поперечного сечения может достигаться гораздо большая прочность внутренней стенки выхлопного диффузора, выполненного теперь в виде кольцевого диффузора. Склонность направляющего аппарата к вибрации, обусловленной потоком, при этом существенно сокращается. Следовательно, можно также выполнить направляющий аппарат закрепленным только с одной стороны, так чтобы его конец, обращенный к выходу диффузора, свободно вися в выхлопном диффузоре, выступал наружу. Создающего аэродинамические помехи, а также повышающего расходы опирания направляющего аппарата со стороны вытекания можно, следовательно, избежать благодаря более высокой жесткости направляющего аппарата.

В целесообразном усовершенствованном варианте осуществления каждый направляющий элемент имеет выступающую от центральной оси выхлопного диффузора наружу наружную вершину, кратчайшее расстояние от которой до центральной оси (то есть в поперечном сечении, расположенном перпендикулярно к центральной оси) уменьшается с уменьшением осевого расстояния до выхода диффузора. При этом каждое углубление имеет расположенное радиально внутри дно, кратчайшее расстояние от которого до центральной оси (то есть в поперечном сечении, расположенном перпендикулярно к центральной оси) также уменьшается с уменьшением осевого расстояния до выхода диффузора. Благодаря этому достигается расширение проточного поперечного сечения выхлопного диффузора также со стороны втулки, что способствует дополнительному сокращению осевой длины конструкции выхлопного диффузора. Увеличение проточного поперечного сечения должно, таким образом, достигаться не только посредством увеличения диаметра наружной кольцевой стенки выхлопного диффузора. Эта мера также сокращает осевую длину конструкции выхлопного диффузора.

Предпочтительно каждый направляющий элемент, если смотреть в направлении потока выхлопного диффузора, расположен в продолжение линии стоек несущей опоры. В частности, благодаря этому можно использовать вторичные потоки, возникающие на стойках несущей опоры задней опорной крестовины при натекании закрученного потока, чтобы усиливать перемешивание за концом втулки и достигать улучшенного восстановления давления. В частности, завихрения вторичного потока вдоль напорной стороны стоек несущей опоры могут тогда особенно выгодно в аэродинамическом отношении направляться в углубление направляющего аппарата, что сопровождается только сравнительно малыми аэродинамическими потерями. При этом может быть предусмотрено, чтобы уже на том осевом участке выхлопного диффузора, на котором расположены стойки несущей опоры, направляющий аппарат между стоек имел дугообразный в окружном направлении контур внутренней стенки, кратчайшее расстояние от которого до центральной оси выхлопного диффузора уменьшается с уменьшением осевого расстояния до выхода диффузора. Другими словами, не только примыкающий к стойкам несущей опоры направляющий аппарат может быть выполнен коническим, но и внутренняя стенка кольцеобразного выхлопного диффузора на осевом участке стоек несущей опоры также может быть выполнена уже конической, при этом ее диаметр также уменьшается к выходному концу выхлопного диффузора.

В частности, в случае утилизационного парогенератора, подключенного к газовой турбине со стороны отработавших газов через выхлопной диффузор, достигается экономия материала за счет сокращения сопутствующих паропроводов к утилизационному парогенератору или котлу-утилизатору. Соответствующий утилизационный парогенератор или котел лежачей или стоячей конструкции может быть тогда выполнен с относительно малой поверхностью нагрева, так как вследствие сравнительно гомогенного или более равномерного натекания она используется лучше, чем до сих пор. При этом снижается потеря давления котла со стороны отработавших газов, что, в свою очередь, приводит к выигрышу в коэффициенте полезного действия газовой турбины.

Примеры осуществления изобретения поясняются подробнее с помощью чертежа.

На нем показано:

фиг.1: выхлопной диффузор газовой турбины в частично рассеченном, частично перспективном изображении с расположенным в центре направляющим аппаратом,

фиг.2: поперечное сечение направляющего аппарата, показанного на фиг.1, изображенное в первом сечении и

фиг.3: направляющий аппарат, показанный на фиг.1, во втором сечении.

На фиг.1 изображен выхлопной диффузор 10 для газовой турбины в продольном сечении, при этом расположенная в центре выхлопного диффузора 10 опорная крестовина 12 для опирания на турбину ротора газовой турбины и расположенного на нем направляющего аппарата 14 показаны в перспективном изображении. Выхлопной диффузор 10 имеет находящуюся в его центре центральную ось 16, которая распространяется от расположенного со стороны втекания конца 18 к расположенному со стороны вытекания концу 20. В выхлопном диффузоре 10 предусмотрен проточный канал 22, поперечное сечение которого, расположенное перпендикулярно к центральной оси, имеет кольцевой контур. Проточный канал 22 ограничен при этом расположенной радиально снаружи наружной стенкой 24. В центре выхлопного диффузора 10, то есть в области его центральной оси 16 расположен направляющий аппарат 14, являющийся при этом расположенным радиально внутри ограничением проточного канала 22. Направляющий аппарат 14 опирается при этом на пять равномерно или же неравномерно распределенных по периметру стоек 26 несущей опоры. На осевом участке A выхлопного диффузора 10, на котором также расположены стойки 26 несущей опоры, внутри направляющего аппарата заканчивается обращенный к турбине конец ротора газовой турбины, который в целях наглядности не изображен. Выше по потоку от участка A, то есть в направлении расположенного со стороны втекания конца 18 направляющий аппарат 14 выполнен цилиндрическим. Предусмотрено, что уже на участке A направляющий аппарат 14 между стойками 26 несущей опоры имеет не цилиндрический контур внутренней стенки, а что уже там предусмотрены увеличивающиеся (углубляющиеся) углубления 30. Ниже по потоку от участка A распределенные по периметру направляющего аппарата 14 углубления 30 ограничиваются направляющими элементами 32, так что в тангенциальном направлении поочередно расположены углубления 30 и направляющие элементы 32. Количество направляющих элементов 32 соответствует при этом количеству стоек 26 несущей опоры, в изображенном примере осуществления предусмотрено по пять направляющих элементов 32 и стоек 26 несущей опоры. Может быть также предусмотрено больше или меньше направляющих элементов 32 или соответственно стоек 26 несущей опоры. Поскольку стойки 26 несущей опоры распределены по периметру неравномерно, углубления 30 и направляющие элементы 32 со стороны втекания распределены соответственно неравномерно. Со стороны вытекания, во всяком случае, предпочтительно их равномерное распределение. Известным образом стойки 26 несущей опоры являются аэродинамически профилированными. Таким образом, стойки 26 несущей опоры имеют предварительно заданный угол скоса потока, который также известен у турбинных лопаток и лопаток компрессоров, в аэродинамическом продолжении линии которого направляющие элементы 32 скручиваются с наклоном относительно центральной оси в направлении расположенного со стороны вытекания конца 20 выхлопного диффузора 10. Каждый направляющий элемент 32 имеет выступающую наружу вершину 36, крайняя наружная точка которой находится на кратчайшем расстоянии от центральной оси выхлопного диффузора 10, для каждого произвольного, расположенного перпендикулярно центральной оси 16 поперечного сечения, и это расстояние уменьшается с уменьшением осевого расстояния от поперечного сечения до выхода 20 диффузора. То же самое относится к каждому углублению. Кратчайшее расстояние от расположенного радиально внутри дна 38 до центральной оси 16 уменьшается с уменьшением осевого расстояния до выхода диффузора. Благодаря этому направляющий аппарат 14 выше по потоку от своего участка A приобретает в целом конический вид, что приводит к тому, что внутренняя поверхность поперечного сечения направляющего элемента, через которую не протекает отработавший газ, постоянно уменьшается. В конце направляющего аппарата остается, таким образом, только сравнительно небольшое поперечное сечение, которое может приводить к областям обратного потока, которые соответственно выполнены сравнительно короче и слабее.

На фиг.2 и 3 изображены расположенные перпендикулярно центральной оси 16 виды поперечного сечения направляющего аппарата 14 в соответствии с сечениями II и III, указанными на фиг.1. При этом идентичные признаки снабжены идентичными ссылочными обозначениями.

В целом изобретение предлагает выхлопной диффузор 10 для газовой турбины, имеющий расширяющийся в направлении выхода 20 диффузора проточный канал 22, в центре которого предусмотрен распространяющийся в осевом направлении направляющий аппарат 14. Чтобы предложить дополнительно укороченный выхлопной диффузор 10, направляющий аппарат 14 которого обладает особенно высокой прочностью и склонность которого к вибрации, обусловленной потоком, снижена, предусмотрено, чтобы направляющий аппарат 14 по меньшей мере на одном осевом участке своей продольной протяженности имел некоторое количество распределенных по периметру, расположенных между направляющими элементами 32 углублений 30.

1. Выхлопной диффузор (10) для газовой турбины,
имеющий расширяющийся в направлении выхода диффузора проточный канал (22), в центре которого предусмотрен проходящий в осевом направлении направляющий аппарат (14),
при этом направляющий аппарат (14) по меньшей мере на одном осевом участке своей продольной протяженности имеет несколько распределенных по периметру, расположенных между направляющими элементами (32) углублений (30),
отличающийся тем, что
в нем вдоль продольной протяженности направляющего аппарата (14) каждый направляющий элемент (32) проходит по спиральной линии.

2. Выхлопной диффузор (10) по п.1, у которого направляющий аппарат (14) перпендикулярно центральной оси (16) выхлопного диффузора (10) имеет контур поперечного сечения звездообразной формы, концы которого образованы соответствующими направляющими элементами (32).

3. Выхлопной диффузор (10) по п.1 или 2, у которого каждый направляющий элемент имеет выступающую от центральной оси (16) выхлопного диффузора (10) наружу вершину (36), кратчайшее расстояние от которой до центральной оси (16) выхлопного диффузора (10) уменьшается с уменьшением осевого расстояния до выхода (20) диффузора.

4. Выхлопной диффузор (10) по п.1 или 2, у которого каждое углубление (30) имеет расположенное радиально внутри дно (38), кратчайшее расстояние от которого до центральной оси (16) выхлопного диффузора (10) уменьшается с уменьшением осевого расстояния до выхода (20) диффузора.

5. Выхлопной диффузор (10) по п.3, у которого каждое углубление (30) имеет расположенное радиально внутри дно (38), кратчайшее расстояние от которого до центральной оси (16) выхлопного диффузора (10) уменьшается с уменьшением осевого расстояния до выхода (20) диффузора.

6. Выхлопной диффузор (10) по любому из пп.1, 2 или 5, у которого осевой участок направляющего аппарата (14), снабженный углублениями (30) и направляющими элементами (32), проходит по всей осевой протяженности направляющего аппарата (14).

7. Выхлопной диффузор (10) по п.3, у которого осевой участок направляющего аппарата (14), снабженный углублениями (30) и направляющими элементами (32), проходит по всей осевой протяженности направляющего аппарата (14).

8. Выхлопной диффузор (10) по п.4, у которого осевой участок направляющего аппарата (14), снабженный углублениями (30) и направляющими элементами (32), проходит по всей осевой протяженности направляющего аппарата (14).

9. Выхлопной диффузор (10) по любому из пп.1, 2, 5, 7 или 8, у которого количество направляющих элементов (32) равно количеству стоек (26) несущей опоры, предусмотренных для обеспечения опоры со стороны турбины ротора газовой турбины.

10. Выхлопной диффузор (10) по п.3, у которого количество направляющих элементов (32) равно количеству стоек (26) несущей опоры, предусмотренных для обеспечения опоры со стороны турбины ротора газовой турбины.

11. Выхлопной диффузор (10) по п.4, у которого количество направляющих элементов (32) равно количеству стоек (26) несущей опоры, предусмотренных для обеспечения опоры со стороны турбины ротора газовой турбины.

12. Выхлопной диффузор (10) по п.6, у которого количество направляющих элементов (32) равно количеству стоек (26) несущей опоры, предусмотренных для обеспечения опоры со стороны турбины ротора газовой турбины.

13. Выхлопной диффузор (10) по п.9, у которого каждый направляющий элемент (32), если смотреть в проточном направлении выхлопного диффузора (10), расположен в продолжении линии стоек (26) несущей опоры.

14. Выхлопной диффузор (10) по любому из пп.10-12, у которого каждый направляющий элемент (32), если смотреть в проточном направлении выхлопного диффузора (10), расположен в продолжении линии стоек (26) несущей опоры.

15. Выхлопной диффузор (10) по любому из пп.10-13, у которого на осевом участке (А) стоек (26) несущей опоры предусмотрен дугообразный в окружном направлении контур внутренней стенки между стойками (26) несущей опоры, кратчайшее расстояние от которого до центральной оси (16) выхлопного диффузора (10) уменьшается с уменьшением осевого расстояния до выхода диффузора.

16. Выхлопной диффузор (10) по п.9, у которого на осевом участке (А) стоек (26) несущей опоры предусмотрен дугообразный в окружном направлении контур внутренней стенки между стойками (26) несущей опоры, кратчайшее расстояние от которого до центральной оси (16) выхлопного диффузора (10) уменьшается с уменьшением осевого расстояния до выхода диффузора.

17. Выхлопной диффузор (10) по п.14, у которого на осевом участке (А) стоек (26) несущей опоры предусмотрен дугообразный в окружном направлении контур внутренней стенки между стойками (26) несущей опоры, кратчайшее расстояние от которого до центральной оси (16) выхлопного диффузора (10) уменьшается с уменьшением осевого расстояния до выхода диффузора.

18. Газотурбинная установка, снабженная выхлопным диффузором (10) по одному из пп.1-17.

19. Газотурбинная установка по п.18, снабженная подключенным к выхлопному диффузору (10) утилизационным парогенератором.

Устройство выпуска отработавшего пара для модуля паровой турбины снабжено каналом (4а, 4b) для выпуска пара, ограниченным поверхностью (8а, 8b) диффузора (5а, 5b), направляющей пар, а также нижней стенкой (7а, 7b).

Выпускной патрубок для паровой турбины и способ снижения выпускных потерь в выпускном патрубке паровой турбины // 2554170

Выпускной патрубок (110) паровой турбины (10) содержит нижний выпускной патрубок (105), направляющую (24) для пара, отверстие (26) конденсатора, пластину (200) выпускного патрубка и внутренний канал (215).

Выпускное устройство для осевой паровой турбины // 2553837

Выпускное устройство (100) осевой паровой турбины содержит внутренний корпус (116) турбины и конденсатор (140) турбины, установленный ниже выпускного кожуха (121). Выпускной кожух (121) содержит верхний выпускной кожух (122) и нижний выпускной кожух (123) и обеспечивает двойной выпускной тракт (180, 190) к конденсатору (140) турбины.

Выхлопное устройство энергетической установки // 2544110

Изобретение относится к энергетическим установкам, предназначенным для выработки механической, тепловой или электрической энергии. Выхлопное устройство энергетической установки содержит корпус, преобразующий горизонтальное движение потока выхлопных газов в вертикальное.

Часть низкого давления паровой турбины // 2540213

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано на тепловых электростанциях (ТЭС) с конденсационными паровыми турбинами, в том числе имеющими отбор на теплофикацию.

Выпускное устройство для паровой турбины // 2538215

Выпускное устройство (400) для двухпоточной паровой турбины (401) обеспечивает отдельный внешний выпускной канал (320) из верхней части (316) выпускного отверстия (315) первой секции (305) турбины и отдельный внешний выпускной канал (325) из нижней части (317) выпускного отверстия первой секции (305) турбины, ведущие к первому конденсатору (330).

Часть низкого давления паровой турбины // 2532086

Изобретение относится к энергетике. Часть низкого давления паровой турбины, включающая регулирующий орган на входе, группу ступеней с промежуточными камерами и выхлопной патрубок, соединенный с конденсатором, разделенным трубной системой на входной и выходной объемы, при этом выходной объем конденсатора соединен с промежуточной камерой, например, перед последней ступенью, посредством перепускной трубы с клапаном.

Выпускной патрубок для использования с турбиной и паровая турбина // 2529622

Выпускной патрубок для использования с турбиной, включающей множество ступеней, выполнен с возможностью направления пара из турбины в конденсатор и содержит опорный конус, окружающий ротор турбины, направляющую и колпак направляющей.

Диффузор выхлопного тракта газотурбинной установки // 2526997

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в выхлопном тракте газоперекачивающего агрегата или газотурбинной электростанции. Диффузор выхлопного тракта газотурбинной установки содержит обечайку с фланцами, кожух, охватывающий обечайку и звукоизоляцию, размещенную между обечайкой и кожухом.

Выхлопное устройство для газотурбинной установки // 2525993

Изобретение относится к выхлопным устройствам и может использоваться в составе газоперекачивающего агрегата с газотурбинной установкой. Выхлопное устройство содержит диффузор, переходник с разделяющими поток ребрами и шумоглушитель кассетного типа, размещенный под углом 30-60° к оси переходника.

Диффузор для стационарной газотурбинной установки // 2569015

Диффузор (20), в частности, для осевого компрессора, предпочтительно стационарной газотурбинной установки. В диффузоре (20) кольцевой канал (17), имеющий первую площадь поперечного сечения, переходит в выходное пространство (21), имеющее вторую, большую площадь поперечного сечения вдоль оси (31) машины. Переход осуществлен в несколько ступеней (22а-с). Диффузор (20a) содержит внешний корпус (23) и внутренний корпус (24), между которыми через диффузор (20a) перемещается рабочая среда. Ступени (22a-c) в площади поперечного сечения образованы ступенями диаметра внутреннего корпуса (24) Достигается улучшенная эффективность диффузора и повышение общего КПД газотурбинной установки. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

Паровая турбина низкого давления // 2580913

Концевые бандажи (411) на лопатках (419) последней ступени конденсационной паровой турбины (410) могут создавать значительное препятствие и образовывать завихрение у стенки паронаправляющей (423, 424) диффузора (300), что приводит к отрыву потока пара от указанной стенки паронаправляющей. Образование завихрения уменьшает проходное сечение для распространения оставшейся текучей среды, что приводит к недостаточному восстановлению давления. Предложен направленный внутрь радиальный выступ (425), который имеет заданную высоту и расстояние вдоль внутренней стенки (480) паронаправляющих (423, 424) и слегка отклоняет потоки концевой протечки в направлении вниз, уменьшая эффект блокирования, создаваемый бандажом. 9 з.п. ф-лы, 9 ил.

Глушитель шума выхлопной струи пара (варианты) // 2586804

Глушитель предназначен для снижения шума выхлопной струи пара. Глушитель состоит из верхней и нижней ступеней. Глушитель содержит корпус, звукопоглощающую внутреннюю облицовку, крышу, дренажное устройство, выхлопной трубопровод. Звукопоглощающая внутренняя облицовка установлена с зазором по отношению к внутренней боковой поверхности корпуса и выполнена из мультипористого поглотителя, сплетенного из пористых нитей, работающего по принципу резонатора Гельмгольца. Верхняя ступень представляет собой звукопоглощающий диссипативный блок и состоит из комплекта звукопоглощающих элементов толщиной Н, установленных с зазором S между ними, при этом эффективность шумопоглощения зависит от соотношения H/S, а ниже крышки глушителя, выполненной в виде конуса с теплоизолированной звукопоглощающей облицовкой, расположена защитная сетка. Звукопоглощающие элементы глушителя могут быть выполнены в виде цилиндрических перфорированных кассет, зажатых между параллельными горизонтальными тарелками со сквозными отверстиями, количество и расположение которых соответствует количеству и расположению цилиндрических перфорированных кассет, при этом шумопоглощающий волокнистый материал размещен между цилиндрами и намотан на внешнюю поверхность цилиндров, для укрепления и предотвращения его сползания зажимается хомутами, при этом струя пара направляется внутрь перфорированных цилиндров, являющихся газоходами. Технический результат - снижение уровня шума выхлопной струи пара. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 8 ил.

Система выхлопа // 2606298

Изобретение относится к системам очистки от оксидов азота газов и может быть использовано для очистки выхлопных газов газотурбинных двигателей, например, газоперекачивающих агрегатов, газотурбинных электростанций. Система выхлопа включает газоход с устройством для подачи реагента-восстановителя, проставку, диффузор и трубу выхлопа, содержащую катализатор селективного каталитического восстановления. На входе и выходе проставки установлены решетки с ячейками в виде каналов. Диффузор снабжен продольными пластинами, скрепленными своими ребрами с внутренней поверхностью диффузора и образующими между собой и со стенками диффузора конические газовые каналы с углом раскрытия 7-10 градусов. Возможно выполнение решеток с увеличением количества ячеек в области максимальных скоростей выхлопных газов. Предлагаемое изобретение позволяет обеспечить аэродинамическую равномерность потока выхлопных газов на входе в катализатор селективного каталитического восстановления. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Конструкция теплообменника, интегрированная в выпуске турбомашины // 2609039

Конструкция турбомашины с теплообменником, интегрированным в выпускной газовоздушный тракт (10) потока горячих газов (1) турбомашины, отличающаяся тем, что элементы теплообмена (60, 60а-60i; 9), установленные в одном из элементов (11, 14, 14а, 14b, 15, 16, 16а, 16b, 18, 18а, 18с) выпускного газовоздушного тракта (10), выполнены с возможностью направлять часть потока горячих газов (1), проходящую через элементы теплообмена, с последующим использованием остаточной тепловой энергии указанной части потока горячих газов (1) для увеличения мощности на валу (30, 31) турбомашины (20, 20а, 20b), оставляя большую часть потока горячих газов (1) невозмущенной. Позволяет добиться оптимального общего компромисса между техническими характеристиками, массой и эксплуатационными расходами. 8 з.п. ф-лы, 9 ил.

Центростремительная турбина // 2612309

Изобретение относится к энергетическому, транспортному и авиационному двигателестроению и может быть использовано в технических объектах, где в качестве источника энергии целесообразно использовать высокотемпературную высокооборотную центростремительную турбину с небольшим объемным расходом рабочего тела. Предлагается центростремительная турбина, содержащая корпус, радиально-осевое рабочее колесо турбины, снабженное лопаточным аппаратом. На корпусе центростремительной турбины на выходе рабочего тела из лопаточного аппарата радиально-осевого рабочего колеса выполнен кольцевой выступ, перекрывающий зазор между корпусом и лопатками рабочего колеса. Расстояние между выходной кромкой лопаточного аппарата и выступом на корпусе центростремительной турбины не превышает величину зазора между периферией лопаточного аппарата и корпусом центростремительной турбины. Со стороны выхода рабочего тела кольцевой выступ может быть выполнен с плоской поверхностью, расположенной по нормали к набегающему потоку рабочего тела. Технический результат предлагаемого изобретения заключается в снижении утечек рабочего тела через зазор между лопатками рабочего колеса и корпусом и, следовательно, к повышению КПД турбины. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Послеотборная ступень паровой турбины // 2630951

Изобретение относится к области энергетического машиностроения и может быть использовано при конструировании и изготовлении паровых турбин для тепловых и атомных электростанций. Послеотборная ступень паровой турбины содержит лопатки соплового аппарата, тело диафрагмы, внешний обвод соплового аппарата, рабочие лопатки и диск рабочего колеса. Внешний обвод диафрагмы смещен в направлении корневого диаметра послеотборной ступени на величину Δ относительно внутреннего диаметра корпуса цилиндра паровой турбины в области расположения рабочих лопаток предотборной ступени, величину смещения Δ для необандаженных предотборных ступеней выбирают равной: а для предотборных ступеней с бандажом рабочих лопаток: , где ΔGот - абсолютная величина расхода пара в регенеративный подогреватель, Gz - расход пара через предотборную ступень, - длина рабочих лопаток предотборной ступени, Δδ - толщина бандажа рабочих лопаток предотборной ступени, K1=1,1÷1,15 - коэффициент, учитывающий сопротивление линии регенеративного отбора. Достигается повышение эффективности послеотборной ступени, вибрационной надежности ротора паровой турбины, а также уменьшение гидравлического сопротивления тракта проточная часть-отборный патрубок. 2 ил.

Двухпоточный цилиндр низкого давления паровой турбины // 2632354

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано в энергоблоках с паротурбинными установками (ПТУ), имеющими выхлоп в конденсатор. Предложен двухпоточный цилиндр низкого давления (ЦНД) паровой турбины, соединенный с входным патрубком конденсатора, включающий корпус, расположенные по его концам входные патрубки, лабиринтовые концевые уплотнения и облопаченный ротор, опирающийся на подшипники, соединенный с генератором и содержащий группу влажнопаровых ступеней прямого, направленного в сторону генератора, потока пара с выхлопным осерадиальным диффузором и группу влажнопаровых ступеней обратного потока с выхлопным осерадиальным диффузором, при этом диффузоры расположены внутри выхлопного патрубка ЦНД, соединенного с входным патрубком конденсатора, находящимся под вакуумом, и образованы парой кольцевых лопастей, осуществляющих конфузорный поворот потока от осевого направления к радиальному, внешние лопасти заканчиваются радиальными стенками, перпендикулярными оси вращения, ограничивающими осевой размер выхлопной части осерадиальных диффузоров и образующими объединенную выхлопную часть осерадиальных диффузоров обеих групп ступеней, кроме этого выхлопной патрубок и выхлопные части диффузоров, ограниченные радиальными стенками и размещенные внутри выхлопного патрубка, расположены в средней части ЦНД, а внутренняя образующая лопасти со стороны потока выполнена с прямоугольными уступами. Заявляемое техническое решение позволяет повысить эксплуатационную экономичность и надежность энергоблока и снизить себестоимость его изготовления за счет введения в конструкцию двухпоточного ЦНД паровой турбины элементов, существенно отличающих его от аналогов и прототипа и устраняющих их эксплуатационные недостатки. Выполнение прямоугольных уступов на внутренней образующей внешней кольцевой поворотной лопасти осерадиального выхлопного диффузора устраняет отрыв потока от поверхности лопасти и позволяет сделать более компактным поворотный участок диффузора, тем самым сокращая осевые габариты и себестоимость ЦНД. Расположение в средней части цилиндра низкого давления выхлопных частей диффузоров, ограниченных радиальными стенками, размещенными внутри находящегося под вакуумом выхлопного патрубка ЦНД, устраняет присосы воздуха в конденсатор через концевые уплотнения, что существенно повышает экономичность ПТУ, а также устраняет конденсацию пара на выхлопных частях, исключая эрозию в последних ступенях и повышая надежность турбины. 1 ил.

Способ выпуска отработавших газов из газовой турбины и выпускная система, имеющая оптимизированную конфигурацию // 2635001

Изобретение призвано предложить решение, препятствующее обратному нагнетанию горячего потока в периферическое отверстие, образованное между выпускной трубой и выпускным патрубком выпускного тракта газовой турбины. Для этого изобретением предлагается частично закрывать это периферическое отверстие для предупреждения нагнетания первичного потока в моторный отсек. В частности, изобретением предусмотрен способ выпуска отработавших газов из газовой турбины, в котором положение и центральный угол по меньшей мере одного сектора (21) периферического отверстия (1) с центром в точке С, который может образовать зону всасывания первичного потока (Fp) в моторный отсек (Mb), определяют через корреляцию взаимодействий между вторичными потоками (Fs) и первичным потоком (Fp) на основании параметров вращения и скорости воздуха на входе трубы (2), геометрии выпускного тракта (2, 3) и пути вторичного потока (Fs) охлаждения моторного отсека (Mb), а также геометрии и положения входов (Е1) вторичных потоков (Fs). Это периферическое отверстие закрывают на идентифицированном(ых) таким образом угловом(ых) секторе(ах) (21). Достигается способность адаптироваться к различным режимам работы двигателя. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 7 ил.

Диффузор // 2637421

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к выхлопным диффузорам турбомашин. Диффузор содержит внешний обвод 1, выполненный коническим, на внутренней стороне которого выполнено оребрение, содержащее основные ребра 2 и вспомогательные ребра 3. Основные ребра 2 выполнены клиновидными переменной высоты, линейно возрастающей от нулевого значения в области входной кромки 4, расположенной во входном сечении 5 диффузора, до значения h1 в области выходной кромки 6, расположенной в выходном сечении 7 диффузора. Угловой шаг установки β1 между основными ребрами 2 не превышает 5°. Свободная кромка 8 основных ребер 2 параллельна продольной оси О диффузора. Вспомогательные ребра 3 установлены в середине между основными ребрами 2. Угловой шаг установки β2 между основным ребром 2 и вспомогательным ребром 3 равен половине углового шага установки β1. Вспомогательные ребра 3 выполнены трапециевидными переменной высоты. Входные кромки 9 вспомогательных ребер 3 расположены на расстоянии L1 от входного сечения 5 диффузора, выбранном равным половине осевой длины диффузора L. Выходные кромки 10 вспомогательных ребер 3 расположены в выходном сечении 7 диффузора. Свободная кромка 11 вспомогательных ребер 3 параллельна продольной оси О диффузора. Высота вспомогательных ребер 3 выполнена линейно возрастающей от значения h2 в области их входной кромки 9 до значения h3 в области их выходной кромки 10. При этом значение h2 выбрано равным половине значения h1, а значения h3 и h1 равны и выбраны как , где - число Рейнольдса, где c1 - среднерасходная скорость во входном сечении 5 диффузора, ν - коэффициент кинематической вязкости движущегося рабочего тела. Использование изобретения позволяет повысить надежность элементов турбомашин за счет эффективной стабилизации потока у широкоугольных диффузоров с углами раскрытия проточной части свыше 12° вследствие предотвращения образования отрывных зон, приводящих к резкому увеличению амплитуд пульсаций давления. 4 ил.