устройство для охлаждения газотурбинной установки

Формула изобретения

Устройство для охлаждения газотурбинной установки (ГТУ), содержащее шумотеплозащитный кожух, образующий с корпусом двигателя ГТУ кольцевую камеру, блок вентиляторов, газосвязанный с ним кольцевой коллектор с отверстиями, обращенными в сторону охлаждаемой поверхности двигателя ГТУ, отличающееся тем, что отверстия в кольцевом коллекторе ориентированы таким образом, что их оси параллельны продольной оси двигателя ГТУ, а в кольцевой камере за охлаждаемой поверхностью двигателя ГТУ размещен кольцевой приемник отработанного (нагретого) воздуха, сообщающийся с внешней средой.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к газотурбостроению и может быть использовано в агрегатах, использующих в качестве привода газотурбинную установку (ГТУ). Наличие в составе газотурбинной установки газотурбинного двигателя требует постоянного гарантированного его охлаждения.

Известно устройство для охлаждения газотурбинной установки, содержащее шумотеплозащитный кожух, образующий с корпусом двигателя кольцевую камеру, блок вентиляторов, газосвязанный с ним кольцевой коллектор с отверстиями, направленными на охлаждаемую поверхность ГТУ. Отработанный (нагретый) воздух выводится из-под кожуха через газоход с разворотом на 90° (см. патент РФ № 2161715).

Недостатки известного устройства связаны с особенностью конструкции газотурбинного двигателя. Так, между лопатками ротора и стенкой статора устанавливаются минимальные зазоры, которые в заводских условиях достигаются методом притирки и сохраняются в работающем двигателе только при обеспечении соосности подвижной и неподвижной частей (ротора и статора). Из опыта отработки ГТУ было выявлено, что неравномерное охлаждение наиболее нагретого участка двигателя приводило к искривлению статора, нарушению соосности двух взаимодействующих частей и, как следствие, «прижогу» кромок лопаток ротора о поверхность статора, разрушению теплозащитного материала в этих зонах. Недостатком известного устройства является именно неравномерное охлаждение двигателя, которое может быть вызвано двумя факторами:

- воздействие струи воздуха под углом к охлаждаемой поверхности (приводит к отражению струи и появлению ниже угла отражения зоны более слабого съема тепла);

- поворот струи в выпускной газоход на 90° (приводит к образованию «теневых» (застойных) зон, в которых уже нагретый воздух не обеспечивает теплосъем с нагретой поверхности).

Технической задачей предлагаемого изобретения является обеспечение равномерного охлаждения поверхности двигателя по длине и периметру в каждом сечении за счет равномерного обтекания воздухом корпуса двигателя, исключения застойных зон.

Технический результат достигается тем, что в известном устройстве для охлаждения газотурбинной установки (ГТУ), содержащей шумотеплозащитный кожух, образующий с корпусом двигателя ГТУ кольцевую камеру, блок вентиляторов, газосвязанный с ним кольцевой коллектор с отверстиями, обращенными в сторону охлаждаемой поверхности двигателя ГТУ, отверстия в кольцевом коллекторе ориентированы таким образом, что их оси параллельны продольной оси двигателя ГТУ, а в кольцевой камере за охлаждаемой поверхностью двигателя ГТУ размещен кольцевой приемник отработанного (нагретого) воздуха, сообщающийся с внешней средой.

На фиг.1, 2, 3 показана схема предлагаемого устройства.

Устройство для охлаждения газотурбинной установки (ГТУ) содержит шумотеплозащитный кожух 1, образующий с корпусом двигателя 2 ГТУ кольцевую камеру 3, блок вентиляторов 4, газосвязанный с ним кольцевой коллектор 5 с отверстиями 6, обращенными в сторону охлаждаемой поверхности 7 двигателя ГТУ, кольцевой приемник 8 отработанного (нагретого) воздуха, размещенного в кольцевой камере 3 за охлаждаемой поверхностью 7 и сообщающийся с внешней средой газоходом 9.

Устройство функционирует следующим образом.

Охлаждающий воздух из блока вентиляторов 4 под напором поступает в кольцевой коллектор 5 и через отверстия 6 входит в кольцевую камеру 3, равномерно обтекает корпус двигателя 2 и его охлаждаемые поверхности 7, поступает в кольцевой приемник 8 и через газоход 9 выходит наружу.

Организация равномерного обтекания потоком воздуха корпуса двигателя без образования застойных зон позволит обеспечить равномерный теплосъем с нагретой поверхности, исключить появление несимметричных деформаций в стенке статора и, соответственно, исключить возникновение несоосности подвижной и неподвижной частей двигателя, тем самым повысить надежность работы двигателя и установки в целом.