CZ20021732A3 - Dílčí sestava plynové turbíny parního typu a způsob zvýąování výkonu plynové turbíny - Google Patents
Dílčí sestava plynové turbíny parního typu a způsob zvýąování výkonu plynové turbíny Download PDFInfo
- Publication number
- CZ20021732A3 CZ20021732A3 CZ20021732A CZ20021732A CZ20021732A3 CZ 20021732 A3 CZ20021732 A3 CZ 20021732A3 CZ 20021732 A CZ20021732 A CZ 20021732A CZ 20021732 A CZ20021732 A CZ 20021732A CZ 20021732 A3 CZ20021732 A3 CZ 20021732A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- rotor
- gas stream
- stator
- stages
- gas
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
- F01D11/001—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between stator blade and rotor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
- F01D11/02—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages by non-contact sealings, e.g. of labyrinth type
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/12—Blades
- F01D5/14—Form or construction
- F01D5/141—Shape, i.e. outer, aerodynamic form
- F01D5/142—Shape, i.e. outer, aerodynamic form of the blades of successive rotor or stator blade-rows
- F01D5/143—Contour of the outer or inner working fluid flow path wall, i.e. shroud or hub contour
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2240/00—Components
- F05D2240/55—Seals
- F05D2240/56—Brush seals
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T50/00—Aeronautics or air transport
- Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)
Description
Předložený vynález se obecně týká plynových turbín parního typu, a konkrétně je zaměřený na .· konstrukční uspořádání dílčí sestavy plynové turbíny parního typu a způsob zvyšování výkonu plynové turbíny.
Dosavadní stav techniky
Plynové turbíny zahrnují plynové turbíny spalovacího typu, ve kterých se pro otáčení rotoru využívají zplodiny spalování plynu, a plynové turbíny parního typu, ve kterých se pro otáčení rotoru využívá pára. Příklady takových plynových turbín, aniž by uvedený výčet jakkoliv omezoval jejich použití, představují plynové turbíny používané jako součást zařízení pro výrobu elektrické energie a plynové turbínové motory proudové motory) respektive dráha, typicky zahrnuje, používané v letectví (neboli letecké Plynová turbína spalovacího typu, skrze kterou prochází pracovní plyn, v sériovém uspořádání, přívod (neboli vstup) vzduchu, kompresor, spalovací komoru, turbinu, a odtah plynu (neboli výfuk, respektive odsávání spalin). Plynová turbína parního typu typicky zahrnuje, v sériovém uspořádání, vstup respektive přívod páry, turbínu, výstup
respektive odtah páry.
Netěsnost vyskytující se mezi určitými komponentami plynové turbíny je nežádoucí, neboť tato netěsnost, respektive unikání pracovního plynu (například vzduchu, zplodin spalování, páry, a podobně) ve svém důsledku způsobuje nepříznivé ztráty výkonu a účinnosti plynové turbíny. Například, v dílčí sestavě 10 plynové turbíny parního typu, známé ze stávajícího stavu techniky a příkladně znázorněné na obr. 1, se taková nepříznivá ztráta výkonu a účinnosti vyskytuje v důsledku unikání pracovního plynu v oblasti mezi radiálně se překrývajícími a navzájem přilehlými úseky rotoru 12 a statoru 14 dílčí sestavy 10, která je na zmiňovaném obrázku naznačená prostřednictvím šipek A, B a C. Z uvedeného důvodu byly do obou · typů plynových turbín, to je. plynové turbíny spalovacího typu i plynové turbíny parního typu, začleněny prostředky zajišťující redukci unikání plynu. Použití jak labyrintového těsnění, tak i kartáčového těsnění v obou uvedených typech plynových turbín, to je v plynové turbíně spalovacího typu i v plynové turbíně parního typu, je jako takové ze stavu techniky známé a je například popsané v patentovém dokumentu US 5 613 829, původce Wolfe a kol., jehož majitelem je General Electric Company, který je současně přihlašovatelem předloženého vynálezu i
ve
Rovněž tak je stavu techniky známé i použití deflektorů pro odklánění proudu plynu, upravených na patních hlavách lopatek, a to v obou typech plynových turbín. Patní deflektory 15 pro odklánění proudu plynu, tj. deflektory upravené na patních hlavách lopatek, jejichž příkladné provedení je znázorněné na obr. 2, poskytují vytvoření vedlejšího proudu plynu, naznačeného na uvedeném obrázku prostřednictvím šipky A, který z kruhové oddělovací dutiny, vymezené mezi statorem 14 • · · · turbíny, na uvedeném
- 3 a patní hlavou 16 lopatky £8 stupně 20 rotoru vystupuje do hlavního proudu plynu, naznačeného obrázku šipkou D, příčně podél a za lopatkou 18 rotoru 12. Konstrukční uspořádání plynových turbín spalovacího typu, vyráběných firmou General Electric Company, zahrnuje patní deflektory pro odklánění proudu plynu, které namísto standardního vstupu vedlejšího proudu plynu z kruhové oddělovací dutiny do hlavního proudu plynu v příčném směru poskytují průtoky proudu plynu s tečnou a axiální orientací.
Nicméně, deflektory pro odklánění proudu plynu v tečném směru nebyly dosud v plynových turbínách parního typu ani použity a ani ve spojení s plynovými turbínami parního typu navrhovány a uvažovány. Opomenutí začlenění tangenciálních deflektorů pro odklánění proudu plynu do plynových turbín parního typu může být, alespoň částečně, přisuzováno rozdílnosti přístupu řešení unikání plynu s ohledem na uvedené , dva typy plynových turbín. Zajištění vedlejšího proudu plynu prostřednictvím kruhové oddělovací dutiny a jeho zavádění zpět do hlavního proudu plynu je žádoucí ve spojení s plynovými turbínami spalovacího typu, zatímco v případě plynových turbín parního typu je tento vedlejší proud plynu nežádoucí. V plynových turbínách spalovacího typu je totiž nezbytné, v důsledku působení vysokých pracovních teplot, ochlazovat a čistit kruhové oddělovací dutiny. Takto je tudíž, v plynových turbínách spalovacího typu, odvádění vedlejšího proudu plynu přes kruhovou oddělovací (dutinu a. jeho zavádění zpět do hlavního proudu > · plynu nutné zlo. Naproti tomu není v plynových turbínách parního typu, vzhledem k jejich uspořádání, uvedené ochlazování a čištění kruhových oddělovacích dutin nutné. Vzhledem k uvedenému je v plynových turbínách parního typu žádoucí redukovat velikost vedlejšího proudu plynu
- 4 vystupujícího z kruhové oddělovací dutiny do hlavního proudu plynu na co možná největší míru tak, aby bylo zajištěno v podstatě nulové unikání plynu.
Podobně je ze stávajícího stavu techniky, ve spojení s plynovými turbínami parního typu za účelem redukce velikosti vedlejšího proudu plynu vystupujícího z kruhové oddělovací dutiny do hlavního proudu plynu, jako takové, známé i použití vedlejších obtokových kanálů páry a kartáčového těsnění. Vedlejší obtokové kanály páry jsou uspořádané turbinových tak, že se rozkládají skrze patní hlavy lopatek stupně rotoru a jsou otevřené do přilehlých kruhových oddělovacích dutin, a slouží k redukci velikosti vedlejšího proudu plynu vystupujícího z kruhové oddělovací dutiny do hlavního proudu plynu. Nicméně, ve spojení s těmito vedlejšími obtokovými kanály páry se vyskytuje problém, který, vzhledem k tomu, že je nezbytně nutné optimalizovat rozměrovou velikost každého vedlejšího obtokového kanálu páry tak, aby každý takový obtokový kanál páry plnil svůj úkol s požadovanou efektivitou, spočívá ve velké obtížnosti a náročnosti takovou optimalizaci rozměrové velikosti každého vedlejšího obtokového kanálu páry zajistit. Kartáčová těsnění jsou umístěná v mezistupňových těsnicích · skupinách, uspořádaných mezi jednotlivými pracovními stupni rotoru, v blízkosti labyrintových těsněni. Také ve spojení s kartáčovými těsněními se vyskytuje problém, jehož podstata spočívá v tom, že tato těsnění nejsou účinná z hlediska eliminace velikosti vedlejšího proudu plynu vystupujícího z kruhové oddělovací dutiny do hlavního proudu plynu.
V důsledku uvedených skutečností byla ·. tvůrci předloženého vynálezu navrženo a vyvinuto uspořádání ···· ·· ·» • · · · • · ·
příslušných součástí plynové turbíny, jehož účelem je redukce velikosti vedlejšího, proudu plynu vystupujícího z kruhové oddělovací dutiny do hlavního proudu plynu, a které poskytuje mnohem efektivnější vyřešení problému týkajícího se unikání plynu v plynových turbínách parního typu, aniž by toto řešení představovalo vnášení jakýchkoliv nových nežádoucích problémů namísto odstraněných.
Podstata vynálezu
V souladu s předloženým vynálezem se poskytuje dílčí sestava plynové turbíny parního typu a způsob zvýšení výkonu plynové turíny, které jsou navržené tak, aby splňovaly shora zmiňovaný požadavek. Dílčí sestava a způsob, navrhované podle předloženého vynálezu, zvyšující výkon plynové turbíny parního typu představují, ve srovnání s opatřeními známými za stávajícího stavu techniky, z hlediska vyřešení problému týkajícího se netěsnosti plynových turbín parního typu mnohem účinnější řešení, kteréžto řešení kromě toho redukuje požadavek optimalizace rozměrové velikosti vedlejších obtokových kanálů páry. Dílčí sestava a způsob zvyšování výkonu plynové turbíny parního typu poskytují specifické uspořádání jednotlivých součástí za účelem redukce objemu vedlejšího proudu plynu vystupujícího z kruhové oddělovací dutiny do hlavního proudu plynu v plynové turbíně parního typu.
Podle prvního provedení předloženého vynálezu zahrnuje navrhovaná dílčí sestava plynové turbíny parního typu:
stator vykazující podélně se rozkládající osu;
rotor, uspořádaný koaxiálně s a přiléhající, v radiálním odsazení, k uvedenému statoru, kterýžto rotor zahrnuje alespoň dva stupně, vzájemně propojené a vůči sobě navzájem umístěné, v uvedeném pořadí, na přední a na zadní straně ve směru průchodu proudu, přičemž každý z uvedených stupňů vykazuje množství ve věncovém uspořádání upravených patních hlav a lopatek, připevněných k uvedeným patním hlavám tak, . že se hlavní proud plynu pohybuje po dráze nacházející se radiálně ve vzdálenosti od a kopírující směr uvedené podélně se rozkládající osy statoru a rotoru, a v jediném směru mezi lopatkami navzájem sousedících, předního a zadního, stupňů rotoru, a přičemž uvedený stator a uvedené, přední a zadní, stupně rotoru společně, jako celek, mezi sebou definují alespoň jednu kruhovou oddělovací dutinu vykazující navzájem protilehlé, vstupní a výstupní, konce, které jsou otevřené do hlavního proudu plynu uvedených, předního a zadního, stupňů rotoru tak, že alespoň jeden vedlejší proud plynu se pohybuje po další dráze procházející skrze uvedenou kruhovou oddělovací dutinu, vymezenou mezi předním a zadním stupněm rotoru, od vstupního konce této kruhové oddělovací dutiny k jejímu výstupnímu konci a odtud do hlavního proudu plynu; · alespoň jedno věncové kartáčové těsnění a alespoň jedno věncové labyrintové těsnění, uspořádané mezi statorem a rotorem a napříč přes dráhu vedlejšího proudu plynu tak, že alespoň jedno z uvedených těsnění blokuje alespoň část vedlejšího proudu plynu;
první deflektor pro odklánění proudu plynu, vytvořený prostřednictvím okrajové hrany statoru přilehlé k patní hlavě lopatky zadního z uvedených stupňů rotoru; a • · ' 0 0 0 0
- 7 druhý deflektor pro odklánění proudu plynu, vytvořený prostřednictvím okrajové hrany patní hlavy lopatky zadního z uvedených stupňů rotoru tak, že první deflektor pro odklánění proudu plynu je umístěný nad a ve vzdálenosti od druhého deflektoru pro odklánění proudu plynu, přičemž se vystupující z kruhové oddělovací prvním a druhým deflektorem pro odklánění proudu plynu, do hlavního proudu plynu natáčí směrem k zadnímu z uvedených stupňů rotoru a do hlavního proudu plynu v tečné relaci vzhledem k tomuto hlavnímu proudu plynu a k patní hlavě zadního z uvedených stupňů vedlejší proud plynu, dutiny, vymezené mezi rotoru,
Dílčí sestava plynové turbíny dále zahrnuje alespoň patní hlavu zadního z uvedených stupňů rotoru vymezující skrze ní procházející vedlejší obtokový ,kanál páry, který je otevřený do kruhové oddělovací dutiny a vykazuje rozměrovou velikost přizpůsobenou k odklánění alespoň části vedlejšího proudu plynu od jejího vstupu do hlavního proudu plynu. Věncové kartáčové těsnění vykazuje připevňovací konec a volný konec. Připevňovací konec kartáčového těsnění je uložený v a připevněný ke statoru, zatímco jeho volný konec vystupuje do kruhové oddělovací dutiny .směrem k rotoru. Věncové labyrintové těsnění je vzhledem ke statoru a rotoru uspořádané koaxiálně, a je vytvořené na alespoň jednom ze statoru a rotoru, přičemž toto labyrintové těsnění slouží k blokování alespoň části vedlejšího proudu plynu.
Podle druhého provedení předloženého vynálezu zahrnuje navrhovaný způsob zvyšování výkonu plynové turbíny následující kroky:
opatření shora zmiňovaného statoru a shora zmiňovaného *·· ·· Μ ► · · 4
| rotoru; | - 8 | |||
| zavádění | shora | zmiňovaného | hlavního proudu plynu; | |
| vytvoření | shora | zmiňované | kruhové oddělovací | dutiny; |
| zavádění | shora | zmiňovaného | vedlejšího proudu | plynu; |
opatření alespoň jednoho věncového kartáčového těsnění nebo alespoň jednoho věncového labyrintového těsnění, uspořádaných mezi statorem a rotorem; a opatření shora zmiňovaných, prvního deflektorů pro odklánění proudu plynu.
a druhého,
Přehled obrázků na výkresech
Předložený vynález bude blíže vysvětlen prostřednictvím podrobného popisu příkladů jeho konkrétních provedení ve spojení s připojenou výkresovou dokumentací, ve které představuje:
obr. 1 schématicky znázorněný pohled na dílčí sestavu plynové turbíny parního typu podle stávajícího stavu techniky;
obr. 2 schématicky znázorněný deflektor pro odklánění na patní hlavě lopatky typu podle obr. 1, vedlejšího proudu plynu, oddělovací dutiny, do detailní pohled na proudu plynu, upravený plynové turbíny parního plodící příčný vstup vystupujícího z kruhové hlavního proudu plynu *«
-9-.
«4 «· * i v · • · · • · · • » · ·* ···· turbíny;
schématicky znázorněný pohled na plynové turbíny parního typu výkonu plynové turbíny podle vynálezu;
dílčí sestavu pro zvyšování předloženého obr. 4 schématicky znázorněný, detailní pohled na deflektor pro odklánění proudu plynu, upravený na patní hlavě lopatky plynové turbíny parního typu podle obr. 3, zajišťující docílení tečného vstupu vedlejšího proudu plynu, vystupujícího z kruhové oddělovací dutiny, do hlavního proudu plynu turbíny’.
Příklady provedení vynálezu
Dále bude ve větších detailech, s odvoláním na znázornění v připojených výkresech a především na obr. 3, popsaná dílčí sestava plynové. turbíny parního typu podle předloženého vynálezu, která je v uvedených výkresech obecně označená vztahovou značkou 22, pro zvýšení výkonu turbíny. Uvedená dílčí sestava 22 zahrnuje stator 24, rotor 26, alespoň jedno věncové kartáčové těsnění 28, a dále, první a druhý, deflektory 30, 32 pro odklánění proudu plynu.
Stator 24 vykazuje obecně v podélném směru se rozkládající osu 34. Rotor 26 je uspořádaný koaxiálně s a přiléhá, v radiálním odsazení , k uvedenému statoru 24. Uvedený rotor 26 zahrnuje alespoň dva stupně 36, 38, které jsou vzájemně propojené a vůči sobě navzájem umístěné, v uvedeném pořadí, na přední a zadní straně ve směru
- 10 průchodu proudu, ve směru podélné osy 34. Každý z těchto stupňů 36, 38 rotoru 26 je opatřený množstvím patních hlav 40 a k těmto patním hlavám 40 připevněných lopatek 42, upravených ve věncovém uspořádání. Hlavní proud 44 .plynu se pohybuje po dráze nacházející se radiálně ve vzdálenosti od a kopírující směr podélně se rozkládající osy 34 statoru 24 a rotoru 26 a v jednom směru mezi lopatkami 42 sousedících, předního a zadního, stupňů 36, 38 rotoru 26. Hlavní proud 44 plynu je pod tlakem a způsobuje otáčení lopatek 42 jednotlivých stupňů 36, 38 rotoru 26 kolem podélné osy 34.
Stator 24 a uvedené, přední a zadní, stupně 36, 38 rotoru 26 společně, jako celek, mezi sebou definují alespoň jednu kruhovou oddělovací dutinu 46 vykazující navzájem protilehlé, vstupní a výstupní, konce 46a, 46b, které' jsou otevřené do hlavního proudu 44 plynu. Vedlejší proud 48 plynu se pohybuje po další dráze, oddělené od dráhy hlavního proudu 44 plynu a procházející skrze kruhovou oddělovací dutinu 46, přičemž vystupuje z hlavního proudu 44 plynu na vstupním konci 46a kruhové oddělovací dutiny 46 přilehlém k přednímu stupni 36 rotoru 26 a vrací se zpátky do hlavního proudu 44 plynu na. výstupním konci 46b kruhové oddělovací dutiny 46 přilehlém k zadnímu stupni 38 rotoru 26.
Mezi statorem 24 a rotorem 26 je nainstalovaná mezistupňová těsnicí skupina 50, která se rozkládá napříč přes kruhovou oddělovací dutinu 46 a. dráhu vedlejšího proudu 48 plynu mezi předním a zadním stupněm 36, 38 rotoru 26. Jak může být ze shora zmiňovaného obrázku seznatelné, zahrnuje mezistupňová těsnicí skupina 50 věncové kartáčové těsnění 28 dílčí sestavy 28, které je uspořádané mezi statorem 24 a rotorem 26 a napříč, přes dráhu vedlejšího proudu' 48 plynu, nicméně uspořádaní takového kartáčového • 9
- 11 těsnění není závazné. Uvedené kartáčové těsnění 28 vykazuje připevňovací konec 28a a volný konec 28b. Připevňovací konec 28a kartáčového těsnění 28 je uložený ve a připevněný ke statoru 24, zatímco volný konec 28b tohoto kartáčového těsnění 28 se vystupuje do kruhové oddělovací dutiny 46 směrem k rotoru 26. Kartáčové těsnění 28 vykazuje množství štětinových svazků 52. Tyto štětinové svazky 52 vymezují volný konec 28b kartáčového těsnění 28 a vystupují do kruhové oddělovací dutiny 46 směrem k rotoru 26 tak, že blokují,· během jeho procházení přes takto uspořádanou mezistupňovou těsnicí skupinu 50, průtok alespoň části vedlejšího proudu 48 plynu skrze uvedenou kruhovou oddělovací dutinu 46.
S odvoláním na obr. 3 a 4 připojených výkresů může být seznatelné, že první deflektor 30 pro odklánění proudu plynu tvoří okrajová hrana 24a statoru 24, nacházející se proti k ní přilehlé patní hlavě 40 zadního stupně 38 rotoru 26. Naproti tomu, druhý deflektor 32 pro odklánění proudu plynu tvoří okrajová hrana 40a patní hlavy 40 zadního stupně 38 rotoru 26, nacházející se proti a napříč vzhledem k okrajové hraně 24a statoru 24 a uspořádaná tak, že první deflektor 30 pro odklánění proudu plynu je umístěný nad a ve vzdálenosti od druhého deflektoru 32 pro odklánění proudu plynu, přičemž tento druhý deflektor 32 pro odklánění proudu plynu je vzhledem ke směru podélné osy 34 mírně zešikmený tak, že se vedlejší proud 48 plynu, vystupující z kruhové oddělovací dutiny 46 do hlavního proudu 44 plynu, mezi prvním a druhým deflektorem 30, 32 pro odklánění proudu plynu natáčí směrem k zadnímu stupni 38 rotoru 26 a do hlavního proudu 44 plynu tak, že je v tečné relaci vzhledem k hlavnímu proudu 44 plynu a patní hlavě 40 zadního stupně 38 rotoru 26. Přesněji řečeno, uvedené, první a druhý, deflektory 30, 32 pro ·
- 12 odklánění proudu plynu jsou v radiálním směru posunuté a vůči sobě navzájem odsazené tak, že druhý deflektor 32 pro odklánění proudu plynu je uspořádaný, ve směru proti průchodu proudu, ve vzdálenosti od prvního deflektoru 30 pro odklánění proudu plynu a umístěný blíže k podélné ose 34 než první deflektor 30. Tečná relace mezi vedlejším proudem 48 plynu a hlavním proudem 44, zajištěná prostřednictvím popsaného uspořádání, umožňuje, ve srovnání s příčnou relací, tj . se stavem, ve kterém vedlejší proud 48 plynu vstupuje do hlavního proudu 44 plynu kolmo, docilovat vstup vedlejšího proudu 48 plynu do hlavního proudu 44 plynu s redukovaným rozsahem přerušování hlavního proudu 44 plynu. Tento redukovaný rozsah přerušování hlavního, proudu 44 plynu ve svém důsledku zajišťuje zvýšení výkonu a účinnosti plynové turbíny.
S odvoláním na obr. 3 může’ být seznatelné, že dílčí sestava 10 dále. zahrnuje alespoň jednu patní hlavu 40 zadního stupně 38 rotoru 26 vymezující skrze ní procházející vedlejší obtokový kanál 54 páry. Tento vedlejší obtokový kanál 54 páry je otevřený do kruhové oddělovací dutiny 46 a slouží k odklánění alespoň části vedlejšího proudu 48 plynu od jejího vstupu do hlavního proudu 44 plynu. Rozměrová velikost tohoto vedlejšího obtokového kanálu 54 je přizpůsobená k uvedenému odklánění části vedlejšího •proudu 48 plynu od jejího vstupu do hlavního proudu 44 plynu. Vedlejší obtokový kanál 54 páry může být opatřený v patní hlavě 40 každého ze stupňů 36, 38 rotoru 26. Každý takový vedlejší obtokový kanál ' 54 vykazuje navzájem protilehlé, vstupní a výstupní, konce 54a, 54b, které jsou otevřené do přilehlých kruhových oddělovacích dutin 46. Část vedlejšího proudu 48 plynu může procházet z jedné kruhové oddělovací dutiny 46 do další, sousedící kruhové oddělovací dutiny 46 skrze příslušné vedlejší obtokové kanály 54 páry, což ve svém důsledku zabraňuje procházení této části vedlejšího proudu do hlavního proudu 44 plynu a takto dále redukuje rozsah přerušování hlavního proudu 44 plynu.
Jak může být z uvedeného obrázku dále seznatelné, mezistupňová těsnicí, skupina 50 dílčí sestavy 22 zahrnuje také alespoň jedno věncové labyrintové těsnění 56, kteréžto věncové labyrintové těsnění 56 je vzhledem ke statoru 24 a rotoru 26 uspořádané koaxiálně. Labyrintové těsnění 56 je upravené na alespoň jednom ze statoru 24 a rotoru 26, a vystupuje do kruhové oddělovací dutiny 46, vymezené mezi statorem 24 a rotorem 26. Labyrintové těsnění 56 slouží k blokování průtoku alespoň části vedlejšího proudu 48 plynu. '
Vzhledem ke shora uvedenému se předpokládá, že předložený vynález a jeho výhody jsou dostatečně objasněné, v důsledku čehož musí být současně zřejmé, že je možné vytvořit jeho různé další obměny a modifikace, aniž by došlo k odchýlení se z podstaty a nárokovaného rozsahu tohoto vynálezu a nebo krácení jeho veškerých výhod, s tím, že shora popsané uspořádání představuje pouze jeho přednostní, respektive příkladné provedení.
Zastupuj e:
- tféZ'
Claims (10)
1. Dílčí sestava (22) plynové turbíny parního typu pro zvyšování výkonu turbíny, zahrnující:
stator (24) s podélně se rozkládající osou (34);
rotor (26), uspořádaný koaxiálně s a přiléhající, v radiálním odsazení,' k uvedenému statoru (24), kterýžto rotor (26) zahrnuje alespoň dva stupně (36, 38), vzájemně propojené a vůči sobě navzájem umístěné, v uvedeném pořadí, na přední a na zadní straně ve směru průchodu proudu, přičemž každý z uvedených stupňů (36, 38) vykazuje množství ve věncovém uspořádání upravených patních hlav (40) a lopatek (42), připevněných k uvedeným patním hlavám· (40) tak, že se hlavní proud (44) plynu pohybuje po dráze nacházející se radiálně ve vzdálenosti od a kopírující směr uvedené podélně se rozkládající osy (34) statoru (24) a rotoru (26), a v jediném směru mezi lopatkami (42) navzájem sousedících, předního a zadního, stupňů (36, 38) rotoru (26), a přičemž uvedený stator (24) a uvedené, přední a zadní, stupně (36, 38) rotoru (26) společně, jako celek, mezi sebou definují alespoň jednu kruhovou oddělovací dutinu (46) vykazující navzájem protilehlé, vstupní a výstupní, konce (46a, 46b), které jsou otevřené do hlavního proudu (44) plynu uvedených, předního a zadního, stupňů (36, 38) rotoru (26) tak, že alespoň jeden vedlejší proud (48) plynu se pohybuje po další dráze procházející skrze uvedenou kruhovou oddělovací dutinu (46), vymezenou mezi předním a zadním stupněm (36, 38) rotoru (26), od vstupního konce (46a) této kruhové oddělovací dutiny (46) ♦· . *♦
9 · • ····
- 15 k jejímu výstupnímu konci (46b) a odtud do hlavního proudu (44) plynu;
alespoň jedno věncové kartáčové těsnění (28) a alespoň jedno věncové labyrintové . těsnění (56), uspořádané mezí statorem (24) a rotorem (26) a napříč přes dráhu vedlejšího proudu (48) plynu tak, že alespoň jedno z uvedených těsnění (28, 26) blokuje alespoň část vedlejšího proudu (48) plynu;
první deflektor (30) pro odklánění proudu plynu, vytvořený prostřednictvím okrajové hrany (24a) statoru (24) přilehlé k patní hlavě (40) lopatky zadního z uvedených stupňů (38) rotoru (26); a druhý deflektor (32) pro odklánění proudu plynu, vytvořený prostřednictvím okrajové hrany (40a) patní hlavy (40) lopatky zadního z uvedených stupňů (38) rotoru (26) tak, že první deflektor (30) pro odklánění proudu plynu je umístěný nad a ve vzdálenosti od druhého deflektoru (32) pro odklánění proudu plynu, přičemž se vedlejší proud (48) plynu, vystupující z kruhové oddělovací dutiny (46), vymezené mezi prvním a druhým deflektorem (32) pro odklánění proudu plynu, do hlavního proudu (44) plynu natáčí směrem k zadnímu z uvedených stupňů (38) rotoru (26) a do hlavního proudu (44) plynu v tečné relaci vzhledem k tomuto hlavnímu proudu (44) plynu a k patní hlavě (40) zadního z uvedených stupňů (38) rotoru (26) .
2. Dílčí sestava (22) podle nároku 1, vyznačující se tím, že alespoň uvedená patní hlava (40) zadního z uvedených stupňů (38) rotoru (26) vymezuje skrze ní procházející vedlejší obtokový kanál (54) páry, který je '· ·
- 16 otevřený do uvedené kruhové oddělovací dutiny (46) a slouží k odklánění alespoň části vedlejšího proudu (48) plynu od jejího vstupu do hlavního proudu (44) plynu.
3. Dílčí sestava (22) podle nároku 2, vyznačující se tím, že uvedený vedlejší obtokový kanál (54) páry vykazuje rozměrovou velikost přizpůsobenou k odklánění části vedlejšího proudu (48) plynu od jejího vstupu do hlavního proudu (44) plynu.
4. Dílčí sestava (22) podle nároku 1, vyznačující se tím, že uvedené kartáčové těsnění (28) vykazuje připevňovací konec (28a) a volný konec. (28b), , přičemž uvedený připevňovací konec (28a) kartáčového těsnění (28) je připevněný k rotoru (26) zatímco volný konec—(28b) kartáčového těsnění (28) vystupuje do kruhové oddělovací dutiny (46) směrem k rotoru (26).
5. Dílčí sestava (22) podle nároku 1, vyznačující se tím, - že uvedené věncové labyrintové těsnění (5.
6) je vzhledem statoru (24) a rotoru (26) uspořádané koaxiálně, je vytvořené na alespoň jednom ze statoru (24) a rotoru (26) a vystupuje do kruhové oddělovací dutiny (46) vymezené mezi uvedenými statorem (24) a rotorem (26), přičemž toto labyrintové těsněni (56) slouží k blokování alespoň části vedlejšího proudu (48) plynu.
,6. Způsob zvyšování výkonu plynové turíny parního typu, kterýžtozpůsob zahrnuje kroky:
·· ·*
- 17 opatření statoru (24) vykazujícího podélně se rozkládající osu (34);
opatření rotoru (26) , uspořádaný koaxiálně s a přiléhající, v radiálním odsazení, k uvedenému statoru (24), kterýžto rotor (26) zahrnuje alespoň dva stupně (36, 38), vzájemně propojené a vůči sobě navzájem umístěné, v uvedeném pořadí, na přední a na zadní straně ve směru průchodu proudu, přičemž každý z uvedených stupňů (36, 38) vykazuje množství ve věncovém uspořádání upravených patních hlav (40) a lopatek (42), připevněných k uvedeným patním hlavám (40);
zavádění hlavního proudu (44) plynu pohybujícího sé po dráze nacházející se radiálně ve vzdálenosti od a kopírující směr uvedené podélně se rozkládající osy (34) statoru (24) a rotoru (26), a v jediném směru mezi lopatkami (42) navzájem sousedících, předního a zadního, stupňů (36, 38) rotoru (26);
vytvoření alespoň jedné kruhové oddělovací dutiny (46) mezi statorem (24) a předním a zadním stupněm (36, 38) rotoru (26) s tím, že tato kruhová oddělovací dutina (46) vykazuje navzájem protilehlé, vstupní a výstupní, konce (46a, 46b), otevřené do hlavního proudu (44) plynu uvedených, předního a zadního, stupňů (36, 38) rotoru (26) ;
zavádění alespoň jednoho vedlejšího proudu (48) plynu pohybujícího se po další dráze procházející skrze kruhovou oddělovací dutinu (46), vymezenou mezi uvedenými, předním a zadním, stupni (36, 38) rotoru (26), od vstupního konce (46a) této kruhové oddělovací dutiny (46) k jejímu výstupnímu konci (46b) a odtud do hlavního proudu (44)
18 kartáčového labyrintové (24) a ·· ··♦· ► 9 φ > 9 9 plynu;
alespoň jednoho věncového a alespoň jedno věncové opatření těsnění (28) těsnění (56), uspořádaných mezi statorem rotorem (26) a napříč přes dráhu vedlejšího proudu (48) plynu tak, že alespoň jedno z uvedených těsnění (28, 26) blokuje alespoň část vedlejšího proudu (48) plynu;
přizpůsobení okrajové hrany (24a) statoru (24) přilehlé k patní hlavě (40) lopatky zadního z uvedených stupňů (38) rotoru (26) na první deflektor (30) pro odklánění proudu plynu; a přizpůsobení okrajové hrany (40a) patní hlavy (40) lopatky zadního z uvedených stupňů (38) rotoru (26) na druhý deflektor (32) pro odklánění proudu plynu tak, - že je první deflektor (30) pro odklánění proudu plynu umístěný nad a ve vzdálenosti od druhého deflektoru (32) pro odklánění proudu plynu, přičemž se vedlejší proud (48) plynu, vystupující z kruhové oddělovací dutiny (46), Vymezené mezi prvním a druhým deflektorem (32) pro odklánění proudu plynu, do hlavního proudu (44) plynu natáčí směrem k zadnímu
7. Způsob podle nároku 6, vyznačující se tím, že dále zahrnuje krok:
vytvoření vedlejšího obtokového kanálu (54) páry, procházejícího skrze alespoň patní hlavu (40) zadního
- 19 z uvedených stupňů (38) rotoru (26), otevřeného ' do uvedené kruhové oddělovací dutiny (46) a sloužícího k odklánění alespoň části vedlejšího proudu (48) plynu od jejího vstupu do hlavního proudu (44) plynu.
8. Způsob podle nároku 7, vyznačující se tím, že krok vytváření vedlejšího obtokového kanálu páry zahrnuje vytvoření vedlejšího obtokového kanálu (54) vykazujícího rozměrovou velikost přizpůsobenou k odklánění části vedlejšího proudu (48) plynu od jejího vstupu do hlavního proudu (44) plynu. '
9. Způsob podle nároku 6 , vyznačující se tím, že kartáčové těsnění (28) vykazuje připevňovací konec (28a) a volný konec (28b), přičemž připevňovací konec (28a) kartáčového těsnění (28) je připevněný k rotoru (26), zatímco volný konec (28b) kartáčového těsnění (28) vystupuje do kruhové oddělovací dutiny (46) směrem k rotoru (26).
10. Způsob podle nároku 6 , vyznačující se tím, že věncové labyrintové těsnění (56) je vzhledem statoru (24) a rotoru (26) uspořádané koaxiálně, je vytvořené na alespoň jednom ze statoru (24) a rotoru (26) a vystupuje do kruhové oddělovací dutiny (46) vymezené mezi uvedenými statorem (24) a rotorem (26), přičemž toto labyrintové těsnění (56) slouží k blokování alespoň části vedlejšího proudu (48) plynu.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US66546500A | 2000-09-20 | 2000-09-20 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ20021732A3 true CZ20021732A3 (cs) | 2002-10-16 |
Family
ID=24670210
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20021732A CZ20021732A3 (cs) | 2000-09-20 | 2001-08-17 | Dílčí sestava plynové turbíny parního typu a způsob zvýąování výkonu plynové turbíny |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004510089A (cs) |
| KR (1) | KR20020045618A (cs) |
| CN (1) | CN1392917A (cs) |
| AU (1) | AU2001285074A1 (cs) |
| CZ (1) | CZ20021732A3 (cs) |
| DE (1) | DE10194332T1 (cs) |
| RU (1) | RU2002113105A (cs) |
| WO (1) | WO2002025066A1 (cs) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6779972B2 (en) * | 2002-10-31 | 2004-08-24 | General Electric Company | Flowpath sealing and streamlining configuration for a turbine |
| US7549834B2 (en) * | 2006-06-19 | 2009-06-23 | General Electric Company | Actuation pressure control for adjustable seals in turbomachinery |
| DE102008011746A1 (de) * | 2008-02-28 | 2009-09-03 | Mtu Aero Engines Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zur Umleitung eines Leckagestroms |
| AU2009296200B2 (en) * | 2008-09-29 | 2014-07-31 | Andrew L. Bender | High efficiency turbine |
| JP5591042B2 (ja) * | 2010-09-17 | 2014-09-17 | 三菱重工業株式会社 | タービン |
| JP5951534B2 (ja) * | 2013-03-13 | 2016-07-13 | 株式会社東芝 | 蒸気タービン |
| CN103541776B (zh) * | 2013-10-15 | 2015-12-30 | 北京华清燃气轮机与煤气化联合循环工程技术有限公司 | 一种燃气轮机轮盘间的轴向密封结构 |
| CN104329125B (zh) * | 2014-09-04 | 2016-08-31 | 中国南方航空工业(集团)有限公司 | 燃气轮机 |
| FR3029960B1 (fr) * | 2014-12-11 | 2021-06-04 | Snecma | Roue a aubes avec joint radial pour une turbine de turbomachine |
| FR3029961B1 (fr) * | 2014-12-11 | 2021-06-11 | Snecma | Roue a aubes avec becquets pour une turbine de turbomachine |
| CN104632413B (zh) * | 2015-01-30 | 2018-05-01 | 北京华清燃气轮机与煤气化联合循环工程技术有限公司 | 一种燃气轮机燃压缸转静密封结构 |
| JP6638938B2 (ja) | 2016-03-25 | 2020-02-05 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 回転機械 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3291447A (en) * | 1965-02-15 | 1966-12-13 | Gen Electric | Steam turbine rotor cooling |
| US5749584A (en) * | 1992-11-19 | 1998-05-12 | General Electric Company | Combined brush seal and labyrinth seal segment for rotary machines |
| US5613829A (en) | 1996-05-03 | 1997-03-25 | General Electric Company | Gas turbine subassembly having a brush seal |
| US5980204A (en) * | 1998-04-28 | 1999-11-09 | General Electric Co. | Method of establishing hook diameters on diaphragm packing ring dovetails |
-
2001
- 2001-08-17 KR KR1020027006341A patent/KR20020045618A/ko not_active Application Discontinuation
- 2001-08-17 CZ CZ20021732A patent/CZ20021732A3/cs unknown
- 2001-08-17 CN CN01802784A patent/CN1392917A/zh active Pending
- 2001-08-17 RU RU2002113105/06A patent/RU2002113105A/ru not_active Application Discontinuation
- 2001-08-17 WO PCT/US2001/025915 patent/WO2002025066A1/en active Application Filing
- 2001-08-17 JP JP2002529645A patent/JP2004510089A/ja not_active Withdrawn
- 2001-08-17 AU AU2001285074A patent/AU2001285074A1/en not_active Abandoned
- 2001-08-17 DE DE10194332T patent/DE10194332T1/de not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1392917A (zh) | 2003-01-22 |
| KR20020045618A (ko) | 2002-06-19 |
| DE10194332T1 (de) | 2003-08-21 |
| WO2002025066A1 (en) | 2002-03-28 |
| AU2001285074A1 (en) | 2002-04-02 |
| RU2002113105A (ru) | 2003-11-27 |
| JP2004510089A (ja) | 2004-04-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1764484B1 (en) | Turbine cooling air sealing with associated turbine engine and method for reengineering a gas turbine engine | |
| JP3811502B2 (ja) | 冷却式プラットホームを備えたガスタービン翼 | |
| CA2528668C (en) | Rotor assembly with cooling air deflectors and method | |
| EP1074695B1 (en) | Method for cooling of a turbine vane | |
| JP4958736B2 (ja) | 二重段間冷却エンジン | |
| CN106968724B (zh) | 燃气涡轮发动机的压缩机级、压缩机组件和端壁处理装置 | |
| EP0801208B1 (en) | Cooled rotor assembly for a turbine engine | |
| CA2491619C (en) | Bifurcated outlet guide vanes | |
| US5193975A (en) | Cooled gas turbine engine aerofoil | |
| US9238970B2 (en) | Blade outer air seal assembly leading edge core configuration | |
| EP1526251A1 (en) | Turbine nozzle cooling configuration | |
| EP1921292A2 (en) | Compound tubine cooled engine | |
| US8573925B2 (en) | Cooled component for a gas turbine engine | |
| JP2003065299A (ja) | ガスタービンエンジンの圧縮機用アセンブリ | |
| GB1600721A (en) | Turbine shroud support | |
| US20190284946A1 (en) | Inter-stage cavity purge ducts | |
| US20060275107A1 (en) | Combined blade attachment and disk lug fluid seal | |
| CZ20021732A3 (cs) | Dílčí sestava plynové turbíny parního typu a způsob zvýąování výkonu plynové turbíny | |
| GB1601422A (en) | Tip cooling for turbomachinery blades | |
| US20090293495A1 (en) | Turbine airfoil with metered cooling cavity | |
| EP1052373A2 (en) | Pressure compensated turbine nozzle | |
| US4302148A (en) | Gas turbine engine having a cooled turbine | |
| GB2435909A (en) | Turbine blade arrangement | |
| CN106968721B (zh) | 涡轮转子叶片中的内部冷却构造 | |
| JP2011099438A (ja) | 蒸気通路流れ剥離低減システム |