Узел турбины, турбина и способ поддержки компонентов турбины

Авторы патента:

F01D25/24 - кожухи (модифицированные для прогрева или охлаждения F01D 25/14); конструктивные элементы кожухов, например диафрагмы, детали крепления (кожухи для двигателей и других машин вообще F16M)

Владельцы патента RU 2622458:

Дженерал Электрик Компани (US)

Изобретение относится к энергетике. Узел турбины содержит первую неподвижную конструкцию и вторую неподвижную конструкцию, расположенную радиально снаружи относительно первой неподвижной конструкции. Узел также содержит опорный элемент, расположенный в выемке второй неподвижной конструкции и имеющий первую и вторую криволинейные поверхности для контакта соответственно с первой и второй неподвижными конструкциями, причем опорный элемент также содержит поджимающую конструкцию для удержания опорного элемента в выемке. Также представлены турбина и способ поддержки компонентов турбины. Изобретение позволяет улучшить производительность турбины. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 3 ил.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0001] Описанный в настоящем документе объект изобретения относится к турбинам. Конкретнее, объект изобретения относится к узлу неподвижных конструкций турбины.

[0002] В турбинных двигателях, например в паротурбинных или газотурбинных двигателях, неподвижные или не вращающиеся конструкции при близком расположении друг к другу могут иметь определенные зазоры. Зазоры между близко расположенными конструкциями допускают возможность смещения под действием изменений температуры или изменений давления. Например, в газотурбинном двигателе в камере сгорания химическая энергия топлива или топливно-воздушной смеси превращается в тепловую энергию. Тепловая энергия переносится текучей средой, обычно воздухом, из компрессора в турбину, где тепловая энергия преобразуется в механическую энергию. Высокая температура горения и/или высокое давление в определенных местах, например в камере сгорания и на поверхностях сопловых лопаток турбины, способствуют повышению КПД камеры сгорания и выработке электроэнергии. В некоторых случаях высокая температура и/или высокое давление в определенных конструкциях турбины могут вызвать относительное смещение близко расположенных конструкций, которое может привести к соприкосновению и трению, которые ведут к созданию напряжений в конструкциях и к их износу. Например, элементы статора, такие как кольца или кожух, соединены по окружности с корпусом турбины и подвержены воздействию высоких температур и высокого давления, когда горячий газ проходит вдоль статора.

[0003] Целесообразно улучшить производительность турбины благодаря уменьшению зазоров между конструкциями турбины. В некоторых случаях уменьшение зазоров предусматривает учет эксцентриситета, отклонения от формы окружности и неравномерность частей.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0004] В соответствии с одним аспектом изобретения узел турбины содержит первую неподвижную конструкцию и вторую неподвижную конструкцию, расположенную радиально снаружи относительно первой неподвижной конструкции. Узел также содержит опорный элемент, расположенный в выемке второй неподвижной конструкции и имеющий первую и вторую криволинейные поверхности для контакта, соответственно, с первой и второй неподвижными конструкциями, причем опорный элемент содержит поджимающую конструкцию для удерживания опорного элемента в выемке.

[0005] В соответствии со вторым аспектом изобретения способ поддержки компонентов турбины включает установку внутреннего корпуса турбины по существу соосно с ротором и окружение внутреннего корпуса турбины ее наружным корпусом. Способ также включает поддержку внутреннего корпуса турбины относительно ее наружного корпуса с помощью опорного элемента, при этом опорный элемент содержит поджимающую конструкцию, выполненную с возможностью поддержки опорного элемента, если опорный элемент не соприкасается с внутренним корпусом или с наружным корпусом турбины.

[0006] Эти и другие преимущества и признаки изобретения будут более понятны из последующего описания, рассмотренного совместно с чертежами.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0007] Рассматриваемый объект изобретения показан подробно и отдельно заявлен в формуле изобретения, в заключительной части описания изобретения. Вышеупомянутые и другие признаки и преимущества изобретения понятны из последующего подробного описания, рассмотренного совместно с прилагаемыми чертежами, на которых:

[0008] Фиг.1 представляет собой частичный разрез иллюстративной турбины;

[0009] Фиг.2 представляет собой упрощенный поперечный разрез турбины, показанной на Фиг.1; и

[0010] Фиг.3 представляет собой подробный разрез узла турбины.

[0011] В подробном описании варианты выполнения изобретения, наряду с преимуществами и признаками, поясняются посредством примера, со ссылкой на чертежи.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0012] Варианты выполнения настоящего изобретения включают систему управления зазорами, регулирующую положение внутреннего корпуса турбины относительно ротора и/или наружного корпуса турбины. При этом система предусматривает отдельные параметры для уменьшения рабочего зазора между вращающимися и неподвижными компонентами турбины с целью улучшения производительности турбины экономически эффективным способом. К основным параметрам относятся трение, эксцентриситет, отклонение от формы окружности, мощность, стоимость и легкость использования. Система может дополнительно содержать устройства управления зазорами и способы управления температурой и, следовательно, расширением и сжатием внутреннего корпуса турбины. Несмотря на то что различные варианты выполнения настоящего изобретения описаны и проиллюстрированы применительно к турбине, специалисту будет понятно, что принципы и идеи настоящей заявки могут применяться в равной степени к турбинам с близко расположенными вращающимися и неподвижными компонентами.

[0013] На Фиг.1 представлен упрощенный частичный разрез турбины 10, в соответствии с одним вариантом выполнения настоящего изобретения. Как показано на чертеже, турбина 10 обычно содержит ротор 12, один или несколько внутренних корпусов 14 и наружный корпус 16. Ротор 12 содержит несколько рабочих колес 18, разделенных прокладками 20 по длине ротора 12. Болт 22 проходит через колеса 18 турбины 18 и прокладки 20 для удержания их на месте и для формирования в совокупности части ротора 12. Расположенные по окружности рабочие лопатки 24 турбины соединены с каждым рабочим колесом 18 турбины и выступают из него радиально наружу для образования ступени в турбине 10. Например, турбина 10, показанная на Фиг.1, содержит три ступени рабочих лопаток 24, хотя настоящее изобретение не ограничено количеством ступеней, включенных в турбину 10.

[0014] Внутренние корпуса 14 турбины полностью окружают по меньшей мере часть ротора 12. Например, как видно на Фиг.1, отдельный внутренний корпус 14 турбины полностью окружает наружную поверхность рабочих лопаток 24 турбины каждой ступени. Таким образом, внутренние корпуса 14 турбины и наружная поверхность рабочих лопаток 24 турбины уменьшают поток горячих газов, который обходит ступень турбины. Наружный корпус 16 турбины в целом окружает ротор 12 и внутренний корпус 14 турбины. Расположенные по окружности сопловые лопатки 28 соединены с наружным корпусом 16 турбины и проходят радиально внутрь к прокладкам 20. Например, как показано на Фиг.1, крайняя левая сопловая лопатка 28 первой ступени соединена с наружным корпусом 16 турбины таким образом, что поток газов, поступающий через сопловую лопатку 28, оказывает давление на наружный корпус 16 в направлении вниз по потоку.

[0015] Как показано на Фиг.1, внутренний корпус 14 турбины может содержать один или большее количество внутренних каналов 30. Эти каналы 30 обеспечивают возможность нагрева или охлаждения внутреннего корпуса 14 турбины потоком среды, когда это необходимо. Например, воздушный поток из компрессора или камеры сгорания может отводиться от прохода для горячих газов и регулироваться при помощи каналов 30, расположенных во внутреннем корпусе 14 турбины. Таким образом, внутренний корпус 14 турбины можно нагревать или охлаждать, обеспечивая в управляемом режиме расширение или сжатие в радиальном направлении, для получения предусмотренного зазора между внутренним корпусом 14 и наружной поверхностью рабочих лопаток 24. Например, при запуске турбины 10 нагретый воздух может циркулировать по разным каналам 30 внутреннего корпуса 14 с целью радиального расширения внутреннего корпуса 14 снаружи от наружной поверхности рабочих лопаток 24. Поскольку внутренний корпус 14 нагревается быстрее ротора 12, то при запуске обеспечивается соответствующий зазор между внутренним корпусом 14 и наружной поверхностью рабочих лопаток 24. При работе в стационарном режиме температура воздуха, подаваемого во внутренний корпус 14, может регулироваться с целью сужения и расширения внутреннего корпуса 14 относительно наружной поверхности рабочих лопаток 24, создавая, таким образом, необходимый зазор между внутренним корпусом 14 и наружной поверхностью рабочих лопаток 24, с целью повышения КПД турбины. Аналогично, при останове турбины 10 температура воздуха, подаваемого во внутренний корпус 14, может регулироваться, обеспечивая возможность более медленного сжатия внутреннего корпуса 14 по сравнению с рабочими лопатками 24, во избежание чрезмерного контакта наружной поверхности рабочих лопаток 24 с внутренним корпусом 14. С этой целью температура среды может регулироваться для поддержания необходимого зазора при останове.

[0016] Используемые в данном документе термины «ниже по потоку» и «выше по потоку» указывают направление относительно потока рабочей среды, проходящего через турбину. Таким образом, термин «ниже по потоку» обозначает направление, в целом соответствующее направлению потока рабочей среды, а термин «выше по потоку» в целом обозначает направление, противоположное направлению потока рабочей среды. Термин «радиальный» обозначает движение или положение, перпендикулярное оси или осевой линии. Целесообразно описать части, имеющие различное радиальное положение относительно оси. При этом, если первый компонент расположен ближе к оси, чем второй компонент, то, как указывается здесь, первый компонент расположен «радиально внутри» второго компонента. И наоборот, если первый компонент расположен дальше от оси, чем второй компонент, то, как указывается здесь, первый компонент расположен «радиально снаружи» или «установлен вне» второго компонента. Термин «осевой» обозначает движение или положение параллельно оси. Термин «по окружности» обозначает движение или положение вокруг оси. Несмотря на то, что приведенное ниже пояснение относится в первую очередь к турбинам, рассматриваемые идеи не ограничиваются турбинами и могут использоваться с любыми вращающимися механизмами.

[0017] Фиг.2 представляет собой упрощенный поперечный разрез турбины 10, показанной на Фиг.1, вдоль линии А-А. При этом ротор 12 с радиально выступающими из него рабочими лопатками 24 расположен в центре. Внутренний корпус 14 полностью окружает рабочие лопатки 24 и по меньшей мере часть ротора 12, создавая зазор 32 между внутренним корпусом 14 и наружной поверхностью рабочих лопаток 24. В одном варианте выполнения внутренний корпус 14 выполнен из одной цельной конструкции, полностью окружающей часть ротора 12. Указанная цельная конструкция уменьшает эксцентриситет и отклонение от формы окружности, возникающие в сборных конструкциях. В других вариантах выполнения внутренний корпус 14 может состоять из нескольких частей, полностью окружающих часть ротора 12. Фиксатор, шпонка или другой упор 34, расположенные между нижней поверхностью внутреннего корпуса 14 и нижней поверхностью наружного корпуса 16, могут использоваться для крепления внутреннего корпуса 14 на месте в поперечном направлении и для ограничения поворотного перемещения внутреннего корпуса 14 относительно ротора 12 и/или относительно наружного корпуса 16.

[0018] Как показано на Фиг.2, между внутренним корпусом 14 и наружным корпусом 16 имеется промежуток 36 или пространство. Таким образом, внутренний корпус 14 физически изолирован от наружного корпуса 16, не допуская передачи любой деформации, сжатия или расширения от наружного корпуса 16 к внутреннему корпусу 14. Например, эксцентриситет и отклонение от формы окружности, вызываемые температурным перепадом в тракте для горячих газов в наружном корпусе 16, не передаются к внутреннему корпусу 14 и, следовательно, не влияют на формирование зазора 32, расположенного между внутренним корпусом 14 и наружной поверхностью рабочих лопаток 24.

[0019] Опорный узел 38 обеспечивает поддержку между внутренним корпусом 14 и наружным корпусом 16. Если внутренний корпус 14 представляет собой цельную конструкцию, то узел 38 может быть размещен между внутренним корпусом 14 и наружным корпусом 16 на противоположных сторонах примерно посередине в вертикальном направлении (т.е. примерно посередине расстояния между верхней и нижней частью внутреннего корпуса 14). В других вариантах выполнения, в которых внутренний корпус14 состоит из нескольких частей, система может содержать несколько опорных узлов 38, равномерно расположенных по периметру внутреннего корпуса 14. В одном варианте выполнения наружный корпус 14 содержит площадку 70, выполненную с возможностью обеспечения контакта с узлом 38.

[0020] Представленный вариант выполнения опорного узла 38 снижает трение между двумя независимыми неподвижными конструкциями турбины, например между внутренним корпусом 14 и наружным корпусом 16. Как показано на Фиг.3, узел 38 содержит опорный элемент 40, например поворотный блок, снижающий трение во время относительного перемещения конструкций. Кроме того, иллюстративный узел и опорный элемент 40 имеют меньшее количество частей, чем другие варианты выполнения узла турбины. Кроме того, конфигурация опорного элемента обеспечивает сохранение направления и положения опорного элемента, если он не соприкасается, по меньшей мере с одной из конструкций 14, 16 корпуса. Как видно из чертежей, опорный элемент 40 соприкасается с опорными поверхностями 44 и 46, соответственно, внутреннего корпуса 14 турбины и наружного корпуса 16 турбины. Кроме того, опорный элемент 40 расположен в выемке 42 в наружной корпусной конструкции 16.

[0021] Иллюстративный опорный элемент 40 содержит, по существу, квадратный блок с закругленными краями. Опорный элемент 40 представляет собой жесткую конструкцию, способную перекатываться или перемещаться 58 с поворотом, поскольку внутренняя и наружная конструкции 14 и 16 корпуса перемещаются относительно друг друга. Опорный элемент 40 содержит поджимающие элементы 48 и 52 для поддержки блока. В одном варианте выполнения поджимающие элементы 48 и 52 представляют собой пружины, расположенные рядом с углами опорного элемента 40. При этом поджимающие элементы 48 расположены в выемке 42 и соприкасаются с опорными поверхностями 46 и боковыми поверхностями 50 для удержания опорного элемента 40, когда опорный элемент не соприкасается с опорной поверхностью 44. В одном примере путем удержания опорного элемента 40 в выемке 42 сохраняются направление и положение опорного элемента 40. Кроме того, поджимающие элементы 48 выполнены с установленной жесткостью для обеспечения возможности перемещения 58 с поворотом опорного элемента 40 при относительном перемещении конструкций 14, 16 корпуса. Поджимающие элементы 52 обеспечивают поддержку и обеспечивают возможность опорному элементу 40 удерживать требуемое направление, когда силы, как сила тяжести, приводит к соприкосновению криволинейной поверхности 54 с опорной поверхностью 44.

[0022] Относительное перемещение конструкций 14, 16 корпуса приводит к качению опорного элемента 40 и повороту на малый угол 60. Например, относительное перемещение между внутренней конструкцией 14 корпуса и наружной конструкцией 16 корпуса примерно на 0,2 дюйма (~ 5 мм) может привести к повороту примерно на 4 градуса для малого угла 60. Кроме того, криволинейные поверхности 54 и 56 соприкасаются, соответственно, с опорными поверхностями 44 и 46 для обеспечения перемещения 58 с поворотом с низким трением. Иллюстративные криволинейные поверхности 54, 58 выполнены из высокопрочного материала, например из высокопрочной нержавеющей стали или из сплава с высоким содержанием никеля. В вариантах выполнения весь опорный элемент 40 может быть выполнен из высокопрочного материала, или же части блока могут быть выполнены из различных материалов, например из углеродистой стали или другой соответствующей нержавеющей стали. Снижение трения, обеспечиваемое узлом 38, позволяет уменьшить зазоры между близко расположенными частями турбины, например между конструкциями 14, 16 корпуса, для улучшения производительности и кпд. Кроме того, снижение трения, обеспечиваемое опорным элементом 40, уменьшает эксцентриситет и отклонение от формы окружности компонентов, снижая, тем самым затраты.

[0023] В одном варианте выполнения два или большее количество опорных элементов расположено на каждом опорном узле 38 (как показано на Фиг.2), причем второй и «противоположный» опорный элемент по существу представляют собой зеркальное отображение показанного на Фиг.3 элемента относительно вертикальной средней точки конструкции 14 внутреннего корпуса. Противоположный опорный элемент расположен близко к опорному элементу 40 по линии относительно вертикальной средней точки. Соответственно, противоположный опорный элемент размещают для соприкосновения с поверхностью конструкции 14 внутреннего корпуса, который расположен по существу параллельно опорной поверхности 44.

[0024] Несмотря на то, что изобретение было подробно описано в связи лишь с ограниченным числом вариантов выполнения, следует понимать, что оно не ограничивается данными описанными вариантами выполнения. Напротив, изобретение может быть усовершенствовано с учетом любого количества изменений, вариантов, замен или эквивалентных комбинаций, ранее не описанных, но соответствующих сущности и объему изобретения. При этом, несмотря на то, что были описаны различные варианты выполнения изобретения, следует понимать, что аспекты изобретения могут включать лишь некоторые из описанных вариантов выполнения. Таким образом, изобретение не должно ограничиваться приведенным выше описанием; оно ограничивается лишь объемом прилагаемой формулы изобретения.

1. Узел турбины, содержащий:

первую неподвижную конструкцию,

вторую неподвижную конструкцию, расположенную радиально снаружи относительно первой неподвижной конструкции, и

опорный элемент, расположенный в выемке второй неподвижной конструкции и имеющий первую и вторую криволинейные поверхности для контакта соответственно с первой и второй неподвижными конструкциями, причем опорный элемент содержит поджимающую конструкцию для удерживания опорного элемента в указанной выемке, причем первая и вторая криволинейные поверхности обуславливают поворот опорного элемента для обеспечения относительного перемещения первой и второй неподвижных конструкций со сниженным трением.

2. Узел по п. 1, в котором выемка имеет опорную поверхность, предназначенную для контакта со второй криволинейной поверхностью опорного элемента.

3. Узел по п. 2, в котором выемка имеет две боковые поверхности, смежные с опорной поверхностью.

4. Узел по п. 3, в котором поджимающая конструкция находится в контакте с двумя боковыми поверхностями для удержания опорного элемента, когда опорный элемент не соприкасается с первой неподвижной конструкцией.

5. Узел по п. 3, в котором поджимающая конструкция находится в контакте с опорной поверхностью на каждой стороне второй криволинейной поверхности.

6. Узел по п. 1, содержащий вторую поджимающую конструкцию, выполненную с возможностью контакта с первой неподвижной конструкцией на каждой стороне первой криволинейной поверхности.

7. Узел по п. 1, в котором первая и вторая криволинейные поверхности выполнены из высокопрочной нержавеющей стали или из сплава с высоким содержанием никеля, а по меньшей мере часть опорного элемента выполнена из углеродистой стали.

8. Узел по п. 1, в котором первая и вторая криволинейные поверхности обуславливают поворот опорного элемента, когда поджимающая конструкция деформируется.

9. Узел по п. 1, в котором поджимающая конструкция сохраняет положение опорного элемента, если опорный элемент не находится в контакте с первой или второй неподвижной конструкцией.

10. Турбина, содержащая:

ротор,

внутренний корпус, расположенный вокруг по меньшей мере части ротора и имеющий первую опорную поверхность,

наружный корпус, расположенный вокруг внутреннего корпуса турбины и имеющий вторую опорную поверхность, по существу смежную с первой опорной поверхностью, и

первый опорный элемент, расположенный между первой и второй опорными поверхностями и предназначенный для обеспечения возможности относительного перемещения внутреннего и наружного корпусов турбины, при этом первый опорный элемент имеет первую и вторую криволинейные поверхности для контакта соответственно с первой и второй опорными поверхностями и поджимающую конструкцию, выполненную с возможностью поддержания положения первого опорного элемента, когда первый опорный элемент не соприкасается с первой или второй опорной поверхностью, причем первая и вторая криволинейные поверхности обуславливают поворот первого опорного элемента для обеспечения относительного перемещения внутреннего корпуса и наружного корпуса со сниженным трением.

11. Турбина по п. 10, в которой внутренний корпус турбины имеет третью опорную поверхность, а наружный корпус турбины имеет четвертую опорную поверхность, при этом по существу смежно с первым опорным элементом между третьей и четвертой опорными поверхностями расположен второй опорный элемент, предназначенный для обеспечения относительного перемещения внутреннего и наружного корпусов турбины, при этом второй опорный элемент содержит вторую поджимающую конструкцию, выполненную с возможностью поддержания положения второго опорного элемента, когда он не соприкасается с третьей или четвертой опорной поверхностью.

12. Турбина по п. 10, в которой поджимающая конструкция удерживает первый опорный элемент напротив второй опорной поверхности, когда первый опорный элемент не соприкасается с первой опорной поверхностью.

13. Турбина по п. 10, в которой первый опорный элемент расположен, по существу, в вертикальной средней точке внутреннего корпуса турбины.

14. Турбина по п. 10, в которой внутренний корпус турбины представляет собой цельную деталь.

15. Турбина по п. 10, в которой внутренний корпус турбины ограничивает внутренний канал, через который протекает текучая среда для нагрева или охлаждения внутреннего корпуса турбины.

16. Способ поддержки компонентов турбины, включающий:

установку внутреннего корпуса турбины, по существу, соосно с ротором,

окружение внутреннего корпуса турбины наружным корпусом турбины и

осуществление поддержки внутреннего корпуса турбины относительно наружного корпуса турбины с помощью опорного элемента, содержащего поджимающую конструкцию, выполненную с возможностью поддержания положения опорного элемента, когда он не соприкасается с внутренним корпусом или наружным корпусом турбины.

17. Способ по п. 16, в котором при осуществлении поддержки внутреннего корпуса турбины обеспечивают возможность относительного перемещения внутреннего и наружного корпусов турбины с использованием опорного элемента.

18. Способ по п. 16, в котором при осуществлении поддержки внутреннего корпуса турбины поддерживают внутренний корпус турбины относительно наружного корпуса турбины по существу в вертикальной средней точке внутреннего корпуса турбины.

Сектор лопаток статора для прикрепления к корпусу осевой турбомашины содержит несколько лопаток с платформами, соединенных таким образом, чтобы описывать дугу окружности, и с аэродинамическим профилем, выступающим из внутренней поверхности каждой платформы и направленным к центру дуги окружности, описанной платформами.

Корпус с гранями для компрессора осевой турбомашины // 2614303

Настоящее изобретение относится к наружному корпусу из композиционного материала для компрессора осевой турбомашины, при этом корпус содержит в целом круглую стенку с матрицей и волокнистым элементом жесткости.

Осевая турбина газотурбинного двигателя // 2613104

Осевая турбина газотурбинного двигателя содержит наружный корпус с установленными в нем неподвижными лопатками и надроторными вставками, образующими с корпусом по меньшей мере одну полость наддува, соединенную с системой подвода охлаждающего воздуха, ротор с рабочими лопатками, имеющими профильную часть, ограниченную вогнутой и выпуклой поверхностями.

Осевая турбомашина и корпус из композиционного материала для осевой турбомашины // 2611914

Группа изобретений относится к наружному корпусу из композиционного материала для осевой турбомашины. Корпус из композиционного материала для осевой турбомашины содержит круглую стенку, содержащую матрицу и сплетенный волокнистый элемент жесткости (40).

Статорное колесо турбинного двигателя и турбина или компрессор, содержащие такое статорное колесо // 2611539

Статорное колесо турбинного двигателя содержит множество лопаток и металлическое сборочное кольцо. Каждая из лопаток содержит внутреннюю платформу, наружную платформу, имеющую крепежные лапки снаружи, и по меньшей мере одну аэродинамическую поверхность, продолжающуюся между внутренней и наружной платформами.

Корпус вентилятора авиационного двигателя // 2611137

Изобретение относится к области авиационного машиностроения и может быть использовано при проектировании, изготовлении и эксплуатации турбореактивного авиационного двигателя.

Устройство для присоединения реверсивного устройства к переднему корпусу двигателя // 2605160

Изобретение относится к двигателестроению, а именно к реверсивным устройствам газотурбинных двигателей. Устройство для присоединения реверсивного устройства к переднему корпусу двигателя включает «пушечный» замок с подвижным кольцом.

Разблокируемое устройство для стопорения в осевом направлении уплотнительного кольца, с которым рабочее колесо ротора модуля турбомашины летательного аппарата осуществляет контакт // 2604475

Изобретение относится к энергетике. Устройство для стопорения в осевом направлении уплотнительного кольца, выполненного из истираемого материала и находящегося в контакте с периферией ротора модуля турбомашины летательного аппарата.

Турбина и корпус турбины // 2603885

Изобретение относится к энергетике. Корпус турбины содержит несколько дугообразных сегментов, имеющих фланец на каждом боковом конце для соединения с фланцем соседнего дугообразного сегмента.

Сегмент кожуха паровой турбины, паротурбинное устройство и паротурбинная установка // 2601779

Предложено дистанционное регулировочное и измерительное устройство для соплового аппарата паровой турбины. Сегмент (22) кожуха паровой турбины содержит горизонтальную соединительную поверхность (24), проход (46), окно, крышку (48) и регулирующий элемент.

Электростанция с комбинированным циклом // 2623568

Изобретение относится к электростанции с комбинированным циклом. Электростанция содержит системы газовой и паровой турбины, выполненные на едином валу и объединенные с теплоэлектростанцией, имеющей потребитель тепла в виде системы централизованного отопления или промышленного предприятия, и по меньшей мере один отбор пара в паровой турбине среднего давления и трубопроводы отбора пара. Отбор пара расположен в верхней полуоболочке кожуха турбины. Трубопроводы ведут отобранный пар к теплообменникам теплоэлектростанции. Выпускные отверстия отбора пара выполняют либо отдельно, либо около наивысшей точки кожуха, либо в парах на той и другой стороне от наивысшей точки кожуха. В результате обеспечивается возможность монтажа на полу одновальной электростанции с комбинированным циклом. 11 з.п. ф-лы, 5 ил.

Конструкция болтового крепления и турбомашина с использованием этой конструкции // 2624726

Изобретение относится к конструкции узла с болтовым креплением в турбомашине и к турбомашине и направлено на уменьшение осевого усилия на болт. Конструкция болтового крепления включает в себя первый элемент, имеющий болтовое отверстие; второй элемент, имеющий участок с внутренней резьбой; болт, вставляемый в болтовое отверстие и в участок с внутренней резьбой для крепления первого элемента и второго элемента одного к другому; и гайку, размещаемую на первом элементе, имеющую выпуклый участок, выступающий в сторону второго элемента. Если считать продольное направление болта осевым направлением, то площадь сечения выпуклого участка гайки, перпендикулярного к осевому направлению, превышает площадь сечения болта, перпендикулярного к осевому направлению. Второй элемент имеет болтовое отверстие, выполненное на участке с внутренней резьбой со стороны первого элемента, и длина этого болтового отверстия превышает длину выступания выпуклого участка гайки. 5 н. и 5 з.п. ф-лы, 9 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.

Направляющий аппарат компрессора для турбомашины // 2631585

Разделенный на сектора направляющий аппарат компрессора турбомашины содержит скрепленные сектора, образующие внешнее и внутреннее концентрические кольца, между которыми размещены лопатки. Внешнее кольцо снаружи снабжено средством крепления с внешним корпусом и содержит боковую стенку, проходящую между передней и задней сторонами внешнего кольца. Средство крепления смещено в осевом направлении относительно задней стороны внешнего кольца и содержит, относительно направления потока, проходящего через лопатки, либо передний и задний угловые периферические выступающие края зацепления, либо кольцевой фланец. Передний угловой периферический выступающий край зацепления расположен на уровне передней стороны внешнего кольца упомянутых секторов, а задний угловой периферический выступающий край зацепления смещен от задней стороны внешнего кольца. Задний угловой периферический выступающий край зацепления и конец заднего углового края зацепления расположены посередине лопаток между их передними и задними кромками. Передний и задний угловые периферические края зацепления выполнены с возможностью заходить в пазы удерживания внешнего корпуса. Кольцевой фланец предусмотрен по периферии внешнего кольца и расположен над лопатками между их передними и задними кромками. Кольцевой фланец расположен посередине от передних и задних кромок лопаток в самом толстом районе лопатки, расположенном в центре лопатки. Кольцевой фланец содержит множество отверстий, принимающих крепежные болты для его крепления к внешнему корпусу. Изобретение позволяет повысить усталостную прочность направляющего аппарата компрессора турбомашины. 3 з.п. ф-лы, 4 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.

Ступень турбины турбомашины и турбомашина // 2633316

Ступень турбины турбомашины содержит неподвижный сопловой направляющий аппарат и колесо турбины. Сопловой направляющий аппарат подвешен на картере и на выходе аксиально удерживается опиранием на разрезное кольцо, установленное в кольцевой выточке рельса картера. Колесо установлено внутри разделенного на секторы кольца, расположенного внутри картера. Каждый сектор кольца содержит на своем верхнем по потоку конце окружной орган С-образного сечения, насаженный на рельс картера и радиально удерживающий разрезное кольцо в выточке. Радиально внутренняя стенка С-образного органа каждого сектора кольца простирается внутрь разрезного кольца по всему осевому габариту последнего, а ее верхний по потоку концевой участок входит в выемку соплового направляющего аппарата. Окружной край радиально внутренней стенки С-образного органа каждого сектора кольца содержит вырез, взаимодействующий с дополняющими средствами соплового направляющего аппарата, чтобы воспрепятствовать вращению сектора кольца, расположенного напротив соплового направляющего аппарата. Сопловой направляющий аппарат на своем, нижнем по потоку, конце содержит радиально наружную кольцевую лапку, имеющую наружную цилиндрическую поверхность радиальной опоры на рельс картера и радиальную, нижнюю по потоку, поверхность опоры на разрезное кольцо. Выемка выходит ниже по потоку на эту радиальную, нижнюю по потоку поверхность. Сопловой направляющий аппарат разделен на секторы, и выемки ориентированы по окружности, при этом их окружные концы выходят на окружные концы секторов соплового направляющего аппарата или закрыты боковыми перемычками секторов соплового направляющего аппарата. Другое изобретение группы относится к турбомашине, содержащей указанную выше ступень. Группа изобретений позволяет повысить надежность ступени турбины турбомашины. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 12 ил.

Способ изготовления кожуха турбомашины из композитного материала и соответствующий кожух // 2637282

Способ изготовления кожуха турбомашины из композитного материала, содержащего волокнистое усиление, уплотненное основой, включает операцию, на которой выполняют защитный слой от гальванической коррозии на основе шнура из стекловолокон, ленты из стекловолокон или спирали из стекловолокон для получения полужесткого защитного слоя от гальванической коррозии. Затем размещают защитный слой от гальванической коррозии на оправку, профиль которой соответствует профилю изготавливаемого кожуха, содержащую кольцевую радиальную щеку, путем наложения защитного слоя на кольцевую радиальную щеку оправки. Формируют волокнистое усиление на оправке, покрывая защитный слой от гальванической коррозии, и уплотняют волокнистое усиление основой. Другое изобретение группы относится к кожуху турбомашины из композитного материала, изготовленному указанным выше способом и включающему цилиндрический корпус, фланец, размещенный радиально относительно продольной оси от свободного конца корпуса, и защитный слой от гальванической коррозии. Защитный слой от гальванической коррозии содержит стекловолокна и расположен по радиальной поверхности кольцевого фланца, причем радиальная поверхность проходит в продолжение внутренней стенки основного корпуса. Группа изобретений позволяет обеспечить защиту кожуха от гальванической коррозии, а также упростить механическую обработку его фланцев за счет выполнения защитного слоя на фланцах и использования его в качестве удаляемого припуска. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

Узел уплотнения газовой турбины // 2639444

Изобретение относится к авиадвигателестроению и может быть использовано в конструкциях узла уплотнения турбин авиационных газотурбинных двигателей и газотурбинных установках наземного применения. Узел уплотнения газовой турбины содержит закрепленный на статоре турбины кольцевой корпус (1) со сквозными отверстиями и установленную в нем надроторную вставку (7), выполненную сегментарно. Узел уплотнения содержит устройство для фиксации сегментов (8), составной экран (23), расположенный над сегментами (8) надроторной вставки и установленный с возможностью перекрытия зазоров между сегментами и образующий с кольцевым корпусом полость (25), сообщенную с проточной частью каналами (14). Устройство для фиксации сегментов (8) в кольцевом корпусе выполнено в виде винтов (15), расположенных в распорных втулках (16), замков (18) с отверстием для распорной втулки (16), нижняя часть которых установлена в сегменте (7) надроторной вставки посредством соединения «ласточкин хвост» и имеет кольцевой вырез (20) в расширяющейся части. Изобретение обеспечивает высокую эксплуатационную надежность узла уплотнения с керамическими композиционными или керамическими вставками за счет надежной фиксации сегментов надроторной вставки на кольцевом корпусе, а также повышение эффективности охлаждения узла уплотнения. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

Лопастная машина // 2640864

Изобретение относится к лопастной машине. Лопастная машина содержит внутренний корпус, радиально ограничивающий проточный канал машины. Вокруг внутреннего корпуса расположен нанесенный на наружную сторону стенки внутреннего корпуса теплоизоляционный слой, который представляет собой покрытие (1), которое содержит базовый материал (2). Материал (2) содержит микропористую пластмассу, выбранную из группы, включающей в себя полиуретан, полиэтилен, полиолефин, полиэфир, полипропилен, политетрафторэтилен, эпоксидную смолу, эластомеры, цеолиты и смесь этих материалов или неорганические материалы. Изобретение направлено на создание легко изготавливаемой теплоизоляции для лопастной машины. 12 з.п. ф-лы, 1 ил.

Узел уплотнения газовой турбины // 2640974

Изобретение относится к авиадвигателестроению и может быть использовано в конструкциях узла уплотнения турбин авиационных газотурбинных двигателей и газотурбинных установках наземного применения. Узел уплотнения газовой турбины содержит кольцевой корпус (1) с установленной на нем кольцевой крышкой (2) с отверстиями (3), расположенную между ними надроторную вставку (8), выполненную сегментарно, из керамического композиционного или керамического материала. Также узел содержит составной экран (15), расположенный над сегментами надроторной вставки (8), и пружину (13), расположенную между составным экраном (15) и кольцевым корпусом (1). Составной экран (15) установлен с возможностью перекрытия зазоров между сегментами (9) надроторной вставки (8). В зазорах (10) между сегментами (9) надроторной вставки (8) установлены уплотнительные элементы (11). Изобретение обеспечивает высокую эксплуатационную надежность узла уплотнения газовой турбины с керамическими композиционными или керамическими надроторными вставками за счет надежной фиксации сегментов надроторной вставки на кольцевом корпусе, а также обеспечивает повышение эффективности охлаждения узла уплотнения. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.