Диффузор выхлопного тракта газотурбинной установки

Авторы патента:

Баженов Сергей Леонидович (RU)

Пермяков Константин Валерьевич (RU)

F02C7/00 - Конструктивные элементы, узлы, детали или вспомогательные приспособления, не отнесенные к группам F02C 1/00-F02C 6/00 или представляющие интерес независимо от них; воздухозаборники реактивных двигательных установок (управление F02C 9/00)

Владельцы патента RU 2503839:

Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" (RU)

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в выхлопном тракте газоперекачивающего агрегата и газотурбинной электростанции с газотурбинной установкой. В диффузоре выхлопного тракта газотурбинной установки, содержащем обечайку с фланцами, звукотеплоизоляцию, кожух, охватывающий с зазором обечайку, кожух с помощью фланцев скреплен с поддоном. Обечайка разъединена с кожухом и установлена на опорах. В средней части на неподвижных опорах, а остальной поверхностью - на подвижных опорах, разнесенных симметрично относительно неподвижных опор. Использование изобретения позволит повысить надежность работы конструкции диффузора и, кроме того, эксплуатационные характеристики. 5 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в выхлопном тракте газоперекачивающего агрегата (ГПА) или газотурбинной электростанции с газотурбинной установкой (ГТУ).

Диффузор является одним из элементов выхлопного тракта, обеспечивающего снижение скорости высокотемпературного газового потока, снижение теплопередачи и звука от газового потока в окружающее пространство. Диффузор своими фланцами стыкуется с улиткой ГТУ и выхлопной трубой.

Известен диффузор выхлопного тракта, представляющий собой обечайку с фланцами, кожух, охватывающий обечайку и состоящий из боковых панелей (стенок), крыши, поддона, звукотеплоизоляции, размещенной между обечайкой и кожухом. На верхней и боковых стенках обечайки установлены штыри, на концах которых выполнены прорези с образованием половинок, концы штырей соединены между собой проволокой, (см. RU 2313030 C2 (Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" (RU)), 20.12.2007).

Данный диффузор принят в качестве прототипа.

Недостаток данного диффузора заключается в том, что из-за многослойности конструкции происходит неравномерный нагрев внутренней и наружной поверхностей диффузора, что приводит к разной величине расширения материала внутренней и наружной поверхностей, и, соответственно, к различным напряжениям в стыках конструкции, и может привести к разрушению конструкции по стыкам фланца с обечайкой и кожуха.

Задачей настоящего изобретения является устранение отмеченного недостатка, т.е. повышение надежности работы конструкции.

Технический результат достигается тем, что в диффузоре выхлопного тракта газотурбинной установки, содержащем обечайку с фланцами, звукотеплоизоляцию, кожух, охватывающий с зазором обечайку и состоящий из стенок и поддона, кожух с помощью фланцев скреплен с поддоном, а обечайка разъединена с кожухом и установлена на опорах - в средней части на неподвижных опорах, а остальной поверхностью - на подвижных опорах, разнесенных симметрично относительно не подвижных опор.

Для закрепления подвижных и неподвижных опор на нижней поверхности обечайки и для обеспечения подвижности опор на внутренней поверхности нижней стенки кожуха предусмотрены металлические пластины.

Отличительные признаки являются существенными:

1. Разъединение кожуха и обечайки позволяет избежать возникновения напряжений, образующихся в результате разных тепловых расширений кожуха и обечайки в местах их соединения, тем самым предотвратить разрушение сварных швов, соединяющих кожух и обечайку.

2. Установка обечайки на неподвижных опорах позволяет зафиксировать ее относительно кожуха и ограничить подвижность при тепловых расширениях.

3. Установка обечайки на подвижных опорах позволяет перемещаться участкам обечайки относительно кожуха при тепловых расширениях.

Техническое решение поясняется чертежами на фиг.1, 2, 3, 4, 5.

На фиг.1 показан диффузор вид - сбоку. На фиг.2 показан диффузор в разрезе. На фиг.3 показано расположение подвижной опоры (выносной элемент А). На фиг.4 показано расположение неподвижной опоры (выносной элемент Б). На фиг.5 показан диффузор в разрезе В-В.

Диффузор выхлопного тракта ГТУ содержит обечайку 1, подвижные опоры 3 и неподвижные опоры 4, кожух 5 с фланцами 6, охватывающий обечайку 1 и состоящий из поддона 7 и стенок 8, звукотеплоизоляции 9, пластины 10.

При работе ГТУ высокотемпературный газовый поток продуктов сгорания, проходя через проточную часть обечайки 1, нагревает обечайку 1 равномерно по всей поверхности. При равномерном прогреве обечайки 1 тепловые расширения, в основном, распространяются от центра и увеличиваются по направлению к периферии. Так как в центре нижней плоскости обечайки 1 менее напряженный участок, вблизи него расположены неподвижные опоры 4 для фиксации обечайки 1 относительно кожуха 5. На остальной поверхности нижней плоскости обечайки 1 расположены подвижные опоры 3 для перемещения участков обечайки 1 при тепловых расширениях относительно кожуха 5. Для закрепления подвижных и неподвижных опор 3, 4 на нижней поверхности обечайки 1 и для обеспечения подвижности опор 3 на внутренней поверхности нижней стенки кожуха 5 предусмотрены металлические пластины 10. При закреплении опор 3, 4 металлические пластины 10 создают поверхность для крепления и увеличивают жесткость конструкции. При перемещении подвижных опор 3 металлические пластины 10 образуют поверхность, по которой происходит перемещение, и увеличивают жесткость и прочность поддона 7. Через стенки обечайки 1 тепловой поток передается на звукотеплоизоляцию 9. Звукотеплоизоляция 9 сдерживает часть тепла, передаваемого на кожух 5, в результате чего происходит разный прогрев материалов стенок 8 кожуха 5 и обечайки 1. Под воздействием теплового потока расширение стенок обечайки 1 больше, чем расширение стенок 8 кожуха 5. Так как участки обечайки 1 не имеют жесткого крепления с элементами кожуха 5 и поддона 7, в зонах интенсивного расширения, то они свободно перемещаются на подвижных опорах 3 под воздействием тепловых расширений относительно кожуха 5, не создавая дополнительных напряжений в конструкции. Кожух 5 и поддон 7 жестко соединены фланцами 6 для увеличения жесткости кожуха.

Использование изобретения позволит повысить надежность работы конструкции диффузора и, кроме того, эксплуатационные характеристики.

Диффузор выхлопного тракта газотурбинной установки, содержащий обечайку с фланцами, звукотеплоизоляцию, кожух, охватывающий с зазором обечайку и состоящий из стенок и поддона, отличающийся тем, что в нем кожух с помощью фланцев скреплен с поддоном, а обечайка разъединена с кожухом и установлена на опорах - в средней части на неподвижных опорах, а остальной поверхностью - на подвижных опорах, разнесенных симметрично относительно неподвижных опор.

Изобретение относится к области авиации, более конкретно к реактивному двигателю летательного аппарата. Реактивный двигатель включает в себя обтекатель воздухозаборника, содержащий две раздельных в целом трубчатых секции.

Фильтр-кассета, фильтровальное устройство и газовая турбина с такой фильтр-кассетой // 2491114

Клапан разгрузки в газотурбинном двигателе и газотурбинный двигатель // 2472997

Вентилятор газотурбинного двигателя, газотурбинный двигатель и втулка крепления фланца платформы // 2467211

Диск ротора вентилятора газотурбинного двигателя и газотурбинный двигатель // 2454572

Реактивный двигатель сверхзвукового летательного аппарата // 2454354

Изобретение относится к системе воздухозаборника двигателя сверхзвукового летательного аппарата. .

Система соединения, содержащая предохранительные средства крепления // 2451192

Изобретение относится к системе соединения, содержащей соединительный элемент, предназначенный для надевания на конец трубопровода при помощи крепежного соединения.

Слоистая структура трубопровода и способ ее изготовления // 2450195

Изобретение относится к слоистой структуре трубопровода для газотурбинных двигателей и способу ее изготовления. .

Усовершенствованные системы и способы для снижения выбросов nox // 2436974

Жаростойкий компонент // 2436866

Изобретение относится к жаростойкому компоненту такому, как, например, лопатка турбины или рабочее колесо нагнетателя, подвергающемуся трению о другой компонент в условиях высокой температуры.

Баростатический клапан двойного действия // 2558725

Изобретение относится к области машиностроения, касается устройства элементов систем газотурбинных двигателей (ГТД) и может быть использовано в маслосистемах авиационных ГТД для поддержания заданного давления воздушно-газовой смеси в системе суфлирования масляных полостей. Баростатический клапан двойного действия для системы суфлирования авиационного газотурбинного двигателя содержит корпус с двумя тарельчатыми клапанами, подключенными параллельно к магистрали суфлирования, один из которых - баростатический, - связан с чувствительным элементом, воспринимающим давление окружающей атмосферы, а другой клапан - избыточного давления в системе суфлирования. Клапаны установлены в противоположных местах относительно магистрали суфлирования. Чувствительный элемент выполнен в виде пакета отдельных мембранных коробок, поджатых через тарелку баростатического клапана к установленной в корпусе с противоположной стороны пакета подвижной опоре. Опора снабжена устройством для фиксации взаимного положения тарелки баростатического клапана и его седла. Изобретение направлено на повышение надежности работы агрегата за счет предварительной регулировки первоначального хода баростатического клапана. 1 ил.

Система нагрева топливного газа с когенерационной установкой // 2561777

Изобретение относится к области машиностроения. Система нагрева топливного газа с когенерационной установкой, в которой когенерационная установка подключена к блоку управления, соединена трубопроводами подвода и отвода топливного газа с агрегатным блоком подготовки топливного газа (АБПТГ) и двигателем газоперекачивающего агрегата (ГПА) и содержит в своей конструкции два последовательно подключенных теплообменника: газомасляный теплообменник (ГМТ) и теплообменник-утилизатор тепла выхлопных газов (ТУВГ), в которых греющими теплоносителями выступают соответственно горячее масло и выхлопные газы газотурбинного двигателя когенерационной установки. Одновременно, в систему подогрева природного газа АБПТГ подключен дополнительный газомасляный теплообменник, в котором греющим теплоносителем выступает горячее масло двигателя ГПА, а к ТУВГ подключен остаточный теплообменник-утилизатор, посредством которого оставшееся тепло выхлопных газов когенерационной установки, прошедших через ТУВГ и нагревших топливный газ, направляется на отопление помещения. В трубопроводе топливного газа перед входом нагретого топливного газа в двигатель ГПА смонтирован и подключен к когенерационной установке как минимум один взрывозащищенный трубчатый электронагреватель для дополнительного электроподогрева топливного газа. Электроэнергия, вырабатываемая когенерационной установкой, направляется дополнительно для работы как минимум одного вентилятора аппарата воздушного охлаждения газа и как минимум одного электрического калорифера. Изобретение позволяет повысить эффективность работы системы. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Баростатический клапан двойного действия // 2578766

Изобретение относится к элементам систем газотурбинных двигателей (ГТД) и может быть использовано в маслосистемах теплонапряженных авиационных ГТД для регулирования давления сжатого воздуха и горячих газов в системе суфлирования. Баростатический клапан двойного действия для системы суфлирования авиационного газотурбинного двигателя содержит корпус с выполненными в нем седлами, взаимодействующими с двумя тарельчатыми клапанами, подключенными параллельно в магистраль суфлирования, один из которых - баростатический - связан с чувствительным элементом, воспринимающим изменение давления окружающей двигатель атмосферы, а другой клапан - предельного давления в системе суфлирования. Седла повернуты в одну сторону в направлении к чувствительному элементу, клапан предельного давления расположен между чувствительным элементом и баростатическим клапаном и соединен с последним механически с возможностью свободного хода обоих клапанов. Ход баростатического клапана выполнен больше, чем ход клапана предельного давления. Данное изобретение позволяет снизить гидросопротивление баростатического клапана за счет увеличения проходного сечения в выходном тракте устройства, что, по мнению заявителя, повысит надежность его работы. 1 ил.

Способ прогнозирования погоды, устройство прогнозирования погоды и устройство использования воздуха // 2581741

Изобретение относится к области метеорологии и может быть использовано для прогнозирования погоды. Сущность: выбирают из множества элементов информации о погоде, которые относятся к областям и моментам времени и которые включают в себя, по меньшей мере, температурные данные, множество наборов информации о погоде, относящихся к множеству моментов времени в течение фиксированного периода, касающихся первой области, содержащей местоположение, в котором размещается устройство использования воздуха. Решают с помощью выбранного множества наборов информации о погоде в качестве входных данных дифференциальные уравнения, выражающие информацию о погоде на основе моделей анализа, используемых для проведения моделирований погоды. Формируют множество первых наборов информации о погоде в локальной области, относящихся к множеству вторых областей, которые расположены в пределах первой области и которые меньше, чем первая область. Выбирают второй набор информации о погоде в локальной области, касающийся второй области, содержащей местоположение устройства использования воздуха, среди сформированного множества первых наборов информации о погоде в локальной области. Формируют распределение накопленной повторяемости температуры или распределение вероятности превышения температуры в течение фиксированного периода с помощью данных о температуре, содержащихся во втором наборе информации о погоде в локальной области, для того, чтобы вычислять расчетную температуру устройства использования воздуха. Технический результат: прогнозирование погоды. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 14 ил.

Барабан ротора турбомашины // 2596894

Изобретение относится к роторам турбомашин, используемых в авиации. Барабан ротора турбомашины выполнен в форме полого цилиндрического тела вращения вокруг продольной оси с одним и более венцами, со средствами для крепления хвостовиков лопаток, расположенных через равные промежутки по наружной поверхности, при этом барабан выполнен из металломатричного композита с перекрестной укладкой армирующих волокон, а средства для крепления хвостовиков лопаток выполнены в виде корневых элементов под сварку по форме профиля лопатки, при этом на внутренней поверхности барабана из композита выполнены наплывы, фланцы или цапфы с закладными элементами под сварку, причем наплывы расположены под корневыми элементами. Металломатричный композит сформирован сплавлением одной части намотанных, по меньшей мере, под одним углом и другой части из «свалянных» волокон из SiC, заключенных в матрицу из титанового сплава. Изобретение обеспечивает снижение массы, повышение надежности, прочности ободной части барабана, а также повышение технологичности изготовления. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Барабан ротора турбомашины // 2596895

Изобретение относится к роторам турбомашин, используемых в авиации. Барабан ротора турбомашины, содержащий корпус в форме полого цилиндрического тела вращения вокруг продольной оси и выполненный в нем один и более венец со средствами для крепления хвостовиков лопаток, расположенных по наружной поверхности через равные промежутки в поперечном направлении, при этом корпус содержит металломатричный композит с перекрестной укладкой армирующих волокон, средства для крепления хвостовиков лопатки выполнены в виде корневого элемента под сварку по форме профиля лопатки, а металломатричный композит сформирован по всей наружной поверхности тела вращения слоем толщиной, не превышающей высоту корневого элемента. Металломатричный композит сформирован из одной части намотанных, по меньшей мере, под одним углом и другой части из «свалянных» волокон из SiC, заключенных в матрицу из титанового сплава с их последующим сплавлением. Изобретение обеспечивает снижение массы, повышение надежности, прочности ободной части барабана, а также технологичности изготовления. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Цилиндрический кожух и способ изготовления цилиндрического кожуха // 2599752

Изобретение относится к цилиндрическому кожуху, который используется в качестве кожуха вентилятора для закрытия лопастей вентилятора реактивного двигателя воздушного судна, и к способу изготовления цилиндрического кожуха. Цилиндрический кожух изготовлен из композитного материала из армирующих волокон, пропитанных термореактивной смолой, и включает в себя основной корпус, который образует цилиндрическую форму, и наружный фланец, который расположен на внешней периферийной поверхности основного корпуса кольцеобразно вдоль периферийного направления. Наружный фланец включает в себя связующий слой, приклеенный на внешней поверхности основного корпуса, слой основания, расположенный на связующем слое, образующий слой фланца, имеющий за одно целое с ним слой ответвления, который наслаивается от одной наклонной поверхности слоя основания к связующему слою, и слой стенки, который поднимается от одной наклонной поверхности слоя основания, и другой образующий слой фланца, имеющий за одного целое с ним слой ответвления, который продолжается к связующему слою и наслаивается от другой наклонной поверхности слоя основания к связующему слою, и слой стенки, который поднимается от другой наклонной поверхности слоя основания и перекрывает слой стенки одного образующего слоя фланца. При этом слой основания образован путем наслоения слоев ровинга, включающих в себя ровинг, состоящий из пучка армирующих волокон. При этом образующие слои фланца образованы путем наслоения множества слоев биаксиальной ткани, включающих в себя биаксиальную ткань со структурой без перегибов, состоящей из двух осей лент армирующих волокон, имеющих угол ориентации ±15-75° к аксиальному направлению основного корпуса. Изобретение обеспечивает высокую конструкционную прочность наружного фланца кожуха вентилятора. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 11 ил.

Система продувки топлива и способ продувки топлива (варианты) // 2610371

Система продувки топлива, предназначенная для турбинного узла, содержит систему подачи топлива. Система подачи топлива содержит источник топлива, предназначенный для подачи топлива к турбинному узлу, управляющий клапан, предназначенный для регулирования потока топлива, делитель потока, предназначенный для селективного распределения топлива к по меньшей мере одной камере сгорания, и клапан камеры сгорания, расположенный выше по потоку от указанной по меньшей мере одной камеры сгорания. Система продувки топлива также содержит источник пара, предназначенный для распределения пара к системе подачи топлива в местоположении выше по потоку от клапана камеры сгорания. Технический результат – повышение надежности системы продувки топлива. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 9 ил.

Система для смешивания топлива (варианты) // 2611124

Изобретение относится к энергетике. Система содержит смесительный узел, выполненный с возможностью смешивания жидкого топлива и воды с созданием топливной смеси. Топливная смесь предназначена для горения в камере сгорания газовой турбины. Смесительный узел содержит канал для жидкого топлива, расположенный в общем корпусе. Канал для жидкого топлива выполнен с обеспечением протекания жидкого топлива и с предотвращением мест задержки жидкости. Кроме того, смесительный узел содержит канал для воды, расположенный в общем корпусе. Канал для воды выполнен с обеспечением протекания воды и с предотвращением мест задержки жидкости. Помимо этого смесительный узел содержит смеситель, расположенный в общем корпусе и соединенный с каналом для жидкого топлива и каналом для воды. Смеситель выполнен с возможностью смешивания жидкого топлива и воды с образованием указанной топливной смеси. Изобретение позволяет повысить эффективность смешивания. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 6 ил.

Воздушное блокировочное кольцо в сборе с радиальным креплением // 2612524

Изобретение относится к воздушному блокировочному кольцу в сборе и, в частности, к воздушному блокировочному кольцу в сборе, имеющему радиальное крепление. Воздушное блокировочное кольцо (40) в сборе содержит ближний конец и дальний конец, блокировочное кольцо, имеющее выступ, и опору блокировочного кольца, имеющую участок стенки. Выступ и участок стенки взаимодействуют для предотвращения относительного вращения блокировочного кольца и опоры блокировочного кольца. Изобретение направлено на обеспечение возможности регулирования количества подаваемой среды. 11 з.п. ф-лы, 10 ил.