Ступень турбины заднего хода

Изобретение относится к области турбостроения, в частности к реверсивным силовым судовым турбинам, содержащим турбину заднего хода. Ступень турбины заднего хода содержит сопловой аппарат, рабочие лопатки, подвижный П-образный экран, установленный над рабочими лопатками, в дне которого выполнены окна. Внутри П-образного экрана над рабочими лопатками установлена неподвижная статорная Т-образная надроторная вставка, снижающая перетечки под П-образным экраном. На передней относительно направления газового потока боковой стенке П-образного экрана выполнен наружный выступ, контактирующий с внутренней поверхностью наружной стенки соплового аппарата в выдвинутом положении П-образного экрана, соответствующем работе турбины заднего хода, снижающий перетечки над П-образным экраном. Достигается устранение вентиляционных потерь в турбине заднего хода от утечек газа над и под П-образным экраном на заднем ходу. 3 ил.

 

Изобретение относится к области турбостроения, в частности к реверсивным силовым судовым турбинам, содержащим турбину заднего хода.

Известна конструкция двухконтурной силовой турбины, состоящей из турбины прямого хода (ТПХ) и турбины заднего хода (ТЗХ) (Романов В.И., Кирзнер Ф.И. «Реверсивные газовые турбины», Судостроение, 1992, Санкт-Петербург, стр. 135). Ступень турбины заднего хода содержит сопловой аппарат, рабочие лопатки, подвижный П-образный экран, установленный над рабочими лопатками. Турбина прямого хода расположена в первом (нижнем) контуре, а ступень турбины заднего хода во втором (верхнем) контуре. Причем рабочая лопатка ТЗХ выполнена как единое целое с рабочей лопаткой ТПХ. На прямом ходу корабля газ поступает в проточную ТПХ и совершает полезную работу. На заднем ходу газ направляется в проточную ТЗХ, вращающуюся в обратную сторону относительно ТПХ, и корабль совершает маневр реверса.

На режиме прямого хода рабочая лопатка турбины заднего хода вращается в обратную сторону, работает как компрессорная и, сжимая газ, создает потери мощности турбины прямого хода. Для снижения потерь мощности от ТЗХ на прямом ходу в конструкции ТЗХ применяются секторы П-образных экранов над рабочими лопатками. На режиме прямого хода они прикрывают рабочую лопатку ТЗХ и снижают доступ рабочего тела к ней. На режиме обратного хода П-образный экран находится в выдвинутом положении и под ним образуется полость. Вследствие тангенциальной закрутки потока на выходе из сопловых лопаток и центробежных сил от вращения рабочих лопаток, имеет место снос потока к периферии проточной части с вылетом более 16% газа в полости, образующиеся над рабочей лопаткой под П-образным экраном и над П-образным экраном под корпусом турбины.

Недостатком такой конструкции является то, что при работе турбины заднего хода 16% рабочего тела (газа) не совершает полезной работы. Это приводит к потерям полезной мощности и ухудшает экономичность силовой турбины на заднем ходу.

Наиболее близкой является конструкция ступени турбины заднего хода (патент №2008437, МПК F01/D 1/30, опубл. 28.02.1994), содержащая сопловой аппарат, рабочие лопатки, подвижный П-образный экран, установленный над рабочими лопатками, в дне которого выполнены окна, в виде щелей. Над окнами П-образного экрана под углом 10-15° выполнены козырьки, которые сориентированы указанным острым углом по направлению вращения рабочего колеса, при этом окна размещены между рабочими лопатками, в результате чего рабочие лопатки установлены на роторе с перекрышей относительно сопловых лопаток. П-образный экран перекрывает вход и выход межлопаточных каналов в зоне перекрыши, что способствует снижению вентиляционных потерь энергии на режиме прямого хода.

Недостатком такой конструкции также являются повышенные утечки рабочего тела в полости, расположенные над рабочей лопаткой под П-образным экраном и над П-образным экраном под корпусом турбины, на режиме обратного хода.

Техническим результатом, на достижение которого направлено изобретение, является снижение вентиляционных потерь в турбине заднего хода от утечек газа над и под П-образным экраном на заднем ходу.

Технический результат достигается тем, что в ступени турбины заднего хода, содержащей сопловой аппарат, рабочие лопатки, подвижный П-образный экран, установленный над рабочими лопатками, в дне которого выполнены окна, в отличие от известной внутри П-образного экрана, над рабочими лопатками, установлена неподвижная статорная Т-образная надроторная вставка, снижающая перетечки под П-образным экраном, кроме этого, на передней относительно направления газового потока боковой стенке П-образного экрана выполнен наружный выступ, контактирующий с внутренней поверхностью наружной стенки соплового аппарата в выдвинутом положении П-образного экрана, соответствующем работе турбины заднего хода, снижающий перетечки над П-образным экраном.

Заявляемое решение поясняется чертежами, на которых изображены: фиг. 1 - продольный разрез турбины заднего хода; фиг. 2 - положение П-образного экрана и Т-образной надроторной вставки в положении закрыто (на режиме прямого хода); фиг. 3 - положение П-образного экрана и Т-образной надроторной вставки в положении открыто (на режиме обратного хода).

Ступень турбины заднего хода (фиг. 1) содержит сопловой аппарат 1, рабочие лопатки 2, подвижный П-образный экран 3, установленный над рабочими лопатками 2, в дне 4 которого выполнены окна 5. Внутри П-образного экрана 3, над рабочими лопатками 2, установлена неподвижная статорная Т-образная надроторная вставка 6. На передней относительно направления газового потока боковой стенке 7 П-образного экрана 3 выполнен наружный выступ 8, контактирующий с внутренней поверхностью наружной стенки 9 соплового аппарата 1 в выдвинутом положении П-образного экрана 3, соответствующем работе турбины заднего хода.

При работе турбины заднего хода (на обратном ходу) П-образный экран 3 перемещается в положение открыто (фиг. 3), при этом надроторная Т-образная вставка 6, представляющая собой статорную деталь, остается на месте, снижая перетекания рабочего тела через полость под П-образным экраном 3. П-образный экран 3, имеющий на передней боковой стенке 7 выступ 8, перемещаясь в верхнее положение, контактирует с ответной частью 9, выполненной заодно со статорной деталью турбины, перекрывая зазор над П-образным экраном 3 и снижая тем самым до минимума утечки рабочего тела в полость над П-образным экраном.

В результате за счет наличия в конструкции турбины заднего хода неподвижной статорной Т-образной надроторной вставки и наружного выступа на боковой стенке П-образного экрана, контактирующего с внутренней поверхностью наружной стенки соплового аппарата, при работе турбины заднего хода происходит снижение утечек рабочего тела (газа) в полости над и под П-образным экраном.

Таким образом, конструкция силовой турбины заднего хода обеспечивает наилучшую ее эффективность на обратном ходу за счет уменьшения потерь мощности в результате снижения вентиляционных потерь.

Ступень турбины заднего хода, содержащая сопловой аппарат, рабочие лопатки, подвижный П-образный экран, установленный над рабочими лопатками, в дне которого выполнены окна, отличающаяся тем, что внутри П-образного экрана над рабочими лопатками установлена неподвижная статорная Т-образная надроторная вставка, кроме этого, на передней относительно направления газового потока боковой стенке П-образного экрана выполнен наружный выступ, контактирующий с внутренней поверхностью наружной стенки соплового аппарата в выдвинутом положении П-образного экрана, соответствующем работе турбины заднего хода.



 

Похожие патенты:

Турбовентиляторный реактивный двигатель содержит кожух вентилятора, секцию корпуса двигателя, лопатку статора, металлическую обшивку, пару соединительных несущих корпусов и проводник.

Объектом изобретения является турбомашина, такая как авиационный турбореактивный двигатель или турбовинтовой двигатель, содержащая кольцевую камеру (1) сгорания, ограниченную внутренней обечайкой (3) и наружной обечайкой (4), направляющий аппарат (2) турбины, расположенный ниже по потоку от кольцевой камеры (1) сгорания, при этом выходной конец наружной обечайки (4) и/или внутренней обечайки (3) камеры сгорания содержит первый радиальный бортик (7), расположенный напротив второго радиального бортика (14) входного конца направляющего аппарата (2), и уплотнительные средства (16), содержащие по меньшей мере одну уплотнительную пластинку (17) между упомянутыми бортиками (7, 14) для обеспечения герметичности между камерой (1) сгорания и направляющим аппаратом (2).

Охлаждаемая боковая стенка пера, горелки или камеры сгорания для отделения тракта потока горячего газа газовой турбины от охлаждающего потока, протекающего в основном направлении, которое параллельно поверхности боковой стенки, содержит по меньшей мере одно турбулизирующее ребро, продолжающееся от боковой стенки в охлаждающий поток.

Электрически проводящая структура для пропускания и отвода электрического тока от основного тела выходной направляющей лопасти в наружную опорную структуру содержит обшивку из металла, покрывающую переднюю кромку основного тела лопасти, и электрически проводящую прокладку из металла, содержащую контактную часть, имеющую такой размер, чтобы перекрывать одним концом обшивку, и часть в виде шайбы, предназначенную для ввода болта для затягивания в опорную структуру, при этом одно или больше соединений, выбранных из группы, содержащей сварку, точечную сварку, пайку, соединение с помощью электрически проводящей пасты и зажим, создают соединение между концом обшивки и контактной частью.

Изобретение относится к способу изготовления заменяющей лопатки для турбомашины. Согласно указанному способу определяют геометрические характеристики контура ступицы и корпуса снабженного старой лопаткой проточного канала, а также осевое положение центра тяжести пера старой лопатки, которая с одной стороны зажата в ступице или в корпусе.

Лопатка газотурбинного двигателя, имеющая множество секций лопатки, упакованных вдоль радиальной оси (Z-Z). Каждая секция лопатки расположена вдоль продольной оси (Х-Х) между передней кромкой и задней кромкой и вдоль тангенциальной оси (Y-Y) между стороной корытца и стороной спинки.

Устройство секционного охлаждения для подачи охлаждающего потока в турбине с потоком газообразных продуктов сгорания содержит турбинную сопловую лопатку, дефлектор для охлаждающей среды и инжекционную пластину.

В настоящей заявке описан держатель уплотнения, используемый вокруг ряда отверстий в платформе сопловой лопатки турбины, предназначенных для прохождения воздуха. Держатель уплотнения может иметь внутреннюю поверхность, обращенную к платформе и имеющую выполненные на ней пазы, совмещенные с проточными отверстиями платформы, и противоположную внешнюю поверхность, вокруг которой расположено уплотнение.

Последняя ступень паровой турбины содержит диафрагму с телом, ободом и сопловой решеткой, образованной направляющими лопатками. Лопатки выполнены с каналами отбора влаги и впуска пара, сообщающимися со сквозными прорезями отбора влаги и впуска пара.

Предложена сопловая лопатка (180) турбины, содержащая аэродинамическую часть, имеющую аэродинамическую форму. Аэродинамическая часть имеет оптимальный профиль, по существу в соответствии со значениями X, Y и Z декартовой системы координат, приведенными в Таблице 1.

Изобретение относится к турбостроению, а более конкретно к струйно-реактивной турбине (типа Сегнерова колеса), и может быть использовано в качестве силового ведущего элемента в приводах различного назначения.

Изобретение относится к области теплоэнергетики, в частности к паровым турбинам малой мощности. Предложенная паровая турбина содержит корпус с горизонтальным разъемом, закрепленный на валу диск с реактивными рабочими лопатками, установленными в один ряд перпендикулярно цилиндрической поверхности диска и образующими венцы, две диафрагмы, одна из которых установлена перед реактивными рабочими лопатками и содержит направляющие лопатки и уплотнения, образующие входные окна, а вторая диафрагма установлена после реактивных рабочих лопаток и содержит уплотнения, которые образуют выходные окна, поворотные короба для изменения направления движения рабочего тела, установленные по всей окружности диска над реактивными рабочими лопатками на уплотнениях, образующих входное и выходное окна, охватывая входное и выходное окна, блок уплотнений, размещенный между корпусом и валом и состоящий из полнозапорных уплотнений и устройства для подвода и отвода рабочего тела.

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.

Изобретение относится к области энергомашиностроения и может быть применено в энергетической отрасли, а также в автомобильной, судостроительной, авиационной и других транспортных отраслях.

Изобретение относится к уплотнительному узлу для ротационной машины. Уплотнительный узел содержит уплотнительную вставку, содержащую уплотнительные пластины, образующие С-образную или коробчатую уплотнительную вставку.

Изобретение относится к двухвальным газотурбинным силовым установкам наземного применения и может быть использовано для привода насосов, генераторов и другого механического оборудования.

Изобретение относится к области двигателестроения и может быть применено в автомобильной, судостроительной и других транспортных отраслях. Двигатель внутреннего сгорания содержит первый корпус, воздухозаборный патрубок, вал, кинематически связанные с валом турбину и электрогенератор, камеру сгорания, инжектор топлива, компрессор, кольцевой рекуператор и выхлопной патрубок.

Предложена двигательно-компрессорная установка, в которой двигатель обеспечивает приведение в действие компрессора. Установка содержит общий кожух, двигательный модуль, в котором расположен двигатель и который установлен с возможностью отсоединения в общем кожухе, и компрессорный модуль, в котором расположен компрессор, присоединенный с возможностью отсоединения к двигателю, и который установлен с возможностью отсоединения в общем кожухе.

Изобретение относится к энергетическому машиностроению, в частности, турбодетандерная генераторная установка относится к генераторам электрической энергии с газотурбинным приводом и применяется в области газоснабжения для утилизации энергии потока сжатого природного газа.

Настоящее изобретение относится к ступени аксиального компрессора турбомашины с барабанным ротором. Ступень ротора содержит симметричную стенку (4) при вращении вокруг оси вращения.

Группа изобретений относится к уплотнению, уплотнению турбинного двигателя и способу изготовления уплотнения. Материал основы уплотнения имеет первый участок с первой степенью истираемости и второй участок со второй степенью истираемости, причем первый участок имеет меньшую степень истираемости, чем второй участок, и включает упрочняющее покрытие.

Изобретение относится к области турбостроения, в частности к реверсивным силовым судовым турбинам, содержащим турбину заднего хода. Ступень турбины заднего хода содержит сопловой аппарат, рабочие лопатки, подвижный П-образный экран, установленный над рабочими лопатками, в дне которого выполнены окна. Внутри П-образного экрана над рабочими лопатками установлена неподвижная статорная Т-образная надроторная вставка, снижающая перетечки под П-образным экраном. На передней относительно направления газового потока боковой стенке П-образного экрана выполнен наружный выступ, контактирующий с внутренней поверхностью наружной стенки соплового аппарата в выдвинутом положении П-образного экрана, соответствующем работе турбины заднего хода, снижающий перетечки над П-образным экраном. Достигается устранение вентиляционных потерь в турбине заднего хода от утечек газа над и под П-образным экраном на заднем ходу. 3 ил.

Наверх