Выхлопная улитка газотурбинной установки

 

Выхлопная улитка предназначена для газотурбинных установок газоперекачивающих агрегатов и электростанций. Выхлопная улитка состоит из осерадиального диффузора, корпуса и наружного кожуха, пространство между которыми наполнено теплоизолирующим материалом. В ней наружный кожух соединен с корпусом через упругие элементы, выполненные в виде плоских пружин, при этом пружины в местах их крепления снабжены переходными втулками, выполненными из материала с низкой теплопроводностью. Конструкция обладает низким уровнем температурных напряжений и низкой температурой наружной поверхности. 4 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в газотурбинных установках газоперекачивающих агрегатов, электростанций и других энергетических системах, использующих в качестве привода исполнительного устройства газотурбинную установку.

Газотурбинные установки (ГТУ) снабжаются выхлопной улиткой, предназначенной для поворота и отвода выхлопных газов, которая состоит из осерадиального диффузора и корпуса. Как правило, улитка снаружи покрывается теплоизоляцией, исключающей тепловое воздействие на обслуживающий персонал, агрегаты и приборы, находящиеся около ГТУ. Ряд фирм (например, Solar Turbines, USA) устанавливают выхлопную улитку непосредственно на выхлопное устройство ГТУ.

Однако такая установка приводит к дополнительному силовому нагружению конструкции ГТУ и вызывает необходимость демонтажа ГТУ для планово-предупредительных ремонтов или замены вместе с выхлопной улиткой, что крайне неудобно и сложно.

Наиболее целесообразно устанавливать выхлопную улитку на отдельное основание, как это сделано в газоперекачивающих агрегатах типа ГПА-Ц-16, ГПА-Ц6,3 (см. книгу А. И. Апанасенко и др. Монтаж, испытания и эксплуатация газоперекачивающих агрегатов в блочно-контейнерном исполнении. Л.: Недра, 1991, с. 19-23, рис. 7, с. 23).

Известная конструкция выхлопной улитки состоит из осерадиального диффузора, корпуса и теплоизоляции, закрытой кожухом, при этом корпус и кожух выполнены в виде единой коробчатой конструкции.

Основными недостатками известной конструкции выхлопной улитки являются большие температурные напряжения конструкции, обусловленные неравномерностью нагрева отдельных ее элементов, вызывающие деформации (вплоть до разрушения), а также значительное количество тепла, передаваемого от корпуса к кожуху через металлические узлы соединения их между собой, что приводит к недопустимому повышению температуры наружной поверхности кожуха улитки.

Технической задачей предлагаемого изобретения является снижение температурных напряжений конструкции и уменьшение температуры наружного кожуха выхлопной улитки.

Технический результат достигается тем, что в известной конструкции выхлопной улитки наружный кожух соединен с корпусом через упругие элементы, выполненные, например, в виде плоских пружин, при этом пружины в местах их соединения снабжены переходными втулками из материала с низкой теплопроводностью, например из пластмассы.

На фиг.1 показан общий вид выхлопной улитки со стороны выхлопа ГТУ.

На фиг.2 показана выхлопная улитка в разрезе.

На фиг.3 и 4 показано два варианта соединения корпуса улитки и наружного кожуха в увеличенном виде.

Выхлопная улитка 1 закреплена на основании 2 с помощью стоек 3. Улитка состоит из осерадиального диффузора 4, соединенного с выходным сечением ГТУ 5, корпуса 6, наружного кожуха 7. Пространство между наружным кожухом и корпусом улитки заполнено теплоизоляционным материалом 8, например муллитокремнеземистым волокном.

Корпус улитки и кожух соединены между собой по всем поверхностям плоскими пружинами 9 (10, 11) через переходные втулки 12 и шайбы 13, выполненные из материала с низкой теплопроводностью, винтами 14.

При работе ГТУ температурные деформации корпуса 6, появляющиеся при его нагреве выхлопными газами ГТУ, компенсируются деформацией пружин 9 и не передаются наружному кожуху 7. Переходные втулки 12 и шайбы 13 препятствуют передаче тепла от корпуса к кожуху через пружины 9, а теплоизоляция 8 уменьшает нагрев наружного кожуха от лучистых и конвективных потоков тепла от корпуса улитки.

Таким образом, достигается снижение температуры поверхности наружного кожуха выхлопной улитки и уменьшаются тепловые напряжения в металлоконструкции, что улучшает условия эксплуатации выхлопной улитки газотурбинной установки.

Формула изобретения

Выхлопная улитка газотурбинной установки, состоящая из осерадиального диффузора, корпуса и наружного кожуха, соединенных между собой, пространство между которыми наполнено теплоизолирующим материалом, отличающаяся тем, что в ней наружный кожух соединен с корпусом через упругие элементы, выполненные в виде плоских пружин, при этом пружины в местах их крепления снабжены переходными втулками, выполненными из материала с низкой теплопроводностью.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4