RU197905U1

RU197905U1 - Turbine cooling manifold

Info

Publication number: RU197905U1
Application number: RU2020104101U
Authority: RU
Inventors: Вадим Николаевич Заваркин; Александр Геннадьевич Улитичев; Игорь Сергеевич Смирягин; Дмитрий Павлович Лешин
Original assignee: ПАО "ОДК-Сатурн"
Priority date: 2020-01-30
Filing date: 2020-01-30
Publication date: 2020-06-04

Abstract

Полезная модель относится к области двигателестроения, в частности к роторам турбин, и может найти применение при доводке турбин большой мощности.Техническим результатом, на достижение которого направлено данное техническое решение, является повышение надежности работы турбин боль-шой мощности.Технический результат достигается тем, что в коллекторе охлаждения для турбины, содержащем воздушные контуры с различной температурой охлаждающего воздуха, образованные стенками кожухов, при этом между воздушными контурами размещены стойки, сопряженные со стенками кожухов, в отличие от известного стойки между воздушными контурами с различной температурой охлаждающего воздуха размещены в зоне с меньшими расчётными напряжениями, при этом при сопряжении стоек со стенкой одного из кожухов используется переходная посадка - зазор 0,1…натяг 0,05, а сами кожухи изготовлены из заготовок, имеющих форму в виде трубы.The utility model relates to the field of engine building, in particular to turbine rotors, and can be used in the development of high-power turbines. The technical result to which this technical solution is aimed is to increase the reliability of high-power turbines. The technical result is achieved by in the cooling manifold for a turbine containing air circuits with different temperatures of cooling air formed by the walls of the casings, while between the air circuits there are racks mating with the walls of the casings, in contrast to the known rack between air circuits with different temperatures of the cooling air are placed in the zone with lower rated voltages, in this case, when mating the racks with the wall of one of the casings, a transitional fit is used - a gap of 0.1 ... a tightness of 0.05, and the casings themselves are made of blanks that are shaped like a pipe.

Description

Полезная модель относится к области двигателестроения, в частности к роторам турбин, и может найти применение при доводке турбин большой мощности.The utility model relates to the field of engine building, in particular to turbine rotors, and can find application in the development of high power turbines.

Известен ротор турбины, включающий в себя коллектор охлаждения, предназначенный для подвода охлаждающего воздуха к деталям турбины. («Николаевские газотурбинные двигатели и газотурбинные установки. История создания» Под редакцией В.И. Романова. Юг-Информ, 2005 год, стр. 170), содержащий воздушные контуры с различной температурой охлаждающего воздуха, образованные стенками кожухов, при этом между воздушными контурами размещена стойка, сопряженная со стенками кожухов.Known turbine rotor, including a cooling manifold, designed to supply cooling air to the turbine parts. (“Nikolaev gas-turbine engines and gas-turbine units. History of creation” Edited by V.I. Romanov. Yug-Inform, 2005, p. 170), containing air circuits with different temperatures of cooling air formed by the walls of the casings, while between the air circuits placed rack, paired with the walls of the casings.

Недостатком представленной конструкции является то, что коллектор охлаждения имеет жёсткую связь (сварка) между воздушными контурами с различной температурой охлаждающего воздуха и различными условиями закрепления, что может привести к возникновению максимального уровня напряжений выше предела текучести материала коллектора охлаждения (сталь 12Х18Н10Т) - σ_0,2 ²⁰⁰ = 26,5 кгс/мм² и, как следствие, к разрушению коллектора охлаждения. Кроме того представленная выше конструкция с воздушными контурами с различной температурой содержит в своём составе кожухи, выполненные из листового материала с последующей сваркой, что приводит к повышенным биениям данных кожухов, возникновению повышенного дисбаланса коллектора охлаждения и его возможному разрушению.The disadvantage of this design is that the cooling manifold has a rigid connection (welding) between air circuits with different temperatures of the cooling air and various fixing conditions, which can lead to a maximum stress level above the yield strength of the material of the cooling manifold (steel 12X18H10T) - σ _{0, 2} ²⁰⁰ = 26.5 kgf / mm ² and, as a result, to the destruction of the cooling collector. In addition, the design with air circuits with different temperatures presented above contains casings made of sheet material with subsequent welding, which leads to increased runout of these casings, the appearance of an increased imbalance of the cooling collector and its possible destruction.

Техническим результатом, на достижение которого направлено данное техническое решение, является повышение надежности работы турбин большой мощности.The technical result, which this technical solution is aimed at, is to increase the reliability of high-power turbines.

Технический результат достигается тем, что в коллекторе охлаждения для турбины, содержащем воздушные контуры с различной температурой охлаждающего воздуха, образованные стенками кожухов, при этом между воздушными контурами размещены стойки, сопряженные со стенками кожухов, в отличие от известного стойки между воздушными контурами с различной температурой охлаждающего воздуха размещены в зоне с меньшими расчётными напряжениями, при этом при сопряжении стоек со стенкой одного из кожухов используется переходная посадка - зазор 0,1…натяг 0,05, а сами кожухи изготовлены из заготовок, имеющих форму в виде трубы.The technical result is achieved by the fact that in the cooling manifold for a turbine containing air circuits with different temperatures of cooling air formed by the walls of the casings, while between the air circuits there are racks mating with the walls of the casings, in contrast to the known rack between air circuits with different cooling temperatures air are placed in the zone with lower rated voltages, while when mating the racks with the wall of one of the casings, a transitional fit is used - a gap of 0.1 ... interference of 0.05, and the casings themselves are made of blanks shaped like a pipe.

Заявленное решение поясняется рисунками, на которых представлено: фиг. 1 – продольный разрез конструкции коллектора охлаждения для турбины; фиг. 2 – вид А; фиг. 3 – воздушные контуры с различной температурой охлаждающего воздуха, образованные кожухами. The claimed solution is illustrated by drawings, which show: FIG. 1 is a longitudinal section through a design of a cooling manifold for a turbine; FIG. 2 - view A; FIG. 3 - air circuits with different temperatures of cooling air formed by casings.

Коллектор охлаждения для турбин большой мощности (фиг.1) содержит кожухи 1 и 2, которые образуют воздушные контуры с различной температурой 3 и 4. Между воздушными контурами 3 и 4 размещены стойки 5, при этом стойки 5 расположены в зоне с меньшим расчетным напряжением. При сопряжении стойки 5 со стенкой кожуха 2 используется переходная посадка - зазор 0,1…натяг 0,05 (фиг.2). В результате отсутствует жёсткая связь между воздушными контурами с различной температурой охлаждающего воздуха. Для изготовления кожухов 1 и 2 используются заготовки в виде труб с последующей механической обработкой (фиг.3). Так, например, для кожуха 1 может использоваться заготовка трубы ∅200мм, S=16мм по ГОСТ 9941-81, а для кожуха 2 – заготовка ∅273мм, S=20мм по ГОСТ 9940-81. The cooling manifold for high-power turbines (Fig. 1) contains casings 1 and 2, which form air circuits with different temperatures 3 and 4. Racks 5 are placed between the air circuits 3 and 4, while the racks 5 are located in the zone with lower rated voltage. When pairing the rack 5 with the wall of the casing 2, a transitional landing is used - a gap of 0.1 ... interference of 0.05 (figure 2). As a result, there is no rigid connection between the air circuits with different temperatures of the cooling air. For the manufacture of casings 1 and 2, blanks are used in the form of pipes with subsequent machining (Fig. 3). So, for example, for casing 1, a pipe blank of ∅200mm, S = 16mm according to GOST 9941-81 can be used, and for casing 2, a blank of ∅273mm, S = 20mm according to GOST 9940-81.

Таким образом, благодаря тому, что для изготовления коллектора охлаждения используются заготовки в виде труб с последующей механической обработкой, стойки между воздушными контурами с различной температурой охлаждающего воздуха передвинуты в зону с меньшими расчётными напряжениями, а жёсткая связь между воздушными контурами с различной температурой охлаждающего воздуха заменена на переходную посадку, данное техническое решение позволяет повысить надежность работы турбины большой мощности.Thus, due to the fact that for the manufacture of the cooling collector, blanks are used in the form of pipes with subsequent machining, the racks between the air circuits with different temperatures of the cooling air are moved to the zone with lower rated voltages, and the rigid connection between the air circuits with different temperatures of the cooling air is replaced for transition landing, this technical solution improves the reliability of high-power turbines.

Claims

Коллектор охлаждения для турбины, содержащий воздушные контуры с различной температурой охлаждающего воздуха, образованные стенками кожухов, при этом между воздушными контурами размещены стойки, сопряженные со стенками кожухов, отличающийся тем, что стойки между воздушными контурами с различной температурой охлаждающего воздуха размещены в зоне с меньшими расчётными напряжениями, при этом при сопряжении стоек со стенкой одного из кожухов используется переходная посадка - зазор 0,1…натяг 0,05, а сами кожухи изготовлены из заготовок, имеющих форму в виде трубы.The cooling manifold for the turbine, containing air circuits with different temperatures of cooling air formed by the walls of the casings, while between the air circuits there are racks mating with the walls of the casings, characterized in that the racks between the air circuits with different temperatures of the cooling air are located in the zone with lower rated voltages; in this case, when interconnecting the racks with the wall of one of the casings, a transitional fit is used - a gap of 0.1 ... interference of 0.05, and the casings themselves are made of blanks having the shape in the form of a pipe.