Статор на газова турбина
Притежатели на патент RU 2342541:
Статорът на газовата турбина съдържа корпус с хоризонтално разделяне, направляващи лопатки с уплътняващи пластини, влизащи в жлебовете на радиалните равнини на съседни направляващи лопатки, и щифтове, фиксиращи направляващите лопатки в корпуса. Водещите лопатки са комбинирани в блокове. Радиалните равнини на блоковете на направляващите лопатки, съседни на хоризонталната зона на разделяне, са успоредни на хоризонталната равнина на разделяне. Четири щифта, разположени близо до равнината на хоризонталния сплит, които осигуряват блоковете на направляващите лопатки, съседни на зоната на хоризонталния сплит, са разположени на минимално допустимото разстояние от тази равнина. Щифтовете на останалите възли на направляващите лопатки са разпределени равномерно между щифтовете на сглобките на направляващите лопатки, съседни на хоризонталната разделена зона в горната и долната половина на корпуса на статора. Изобретението подобрява надеждността на турбината, както и намалява разхода на гориво по време на работа на турбината чрез намаляване на течовете на газ. 6 кал.
Предложеното изобретение се отнася до областта на енергетиката, а именно турботехниката, по-специално до статори на газови турбини.
Известен статор на газова турбина, състоящ се от корпус и монтирани в него направляващи лопатки. Направляващите лопатки са фиксирани в корпуса в тангенциална посока чрез фиксиращи елементи под формата на болтови връзки (RF патент № 2272151, F01D 9/02).
Известен статор на газова турбина, при който радиалните хлабини между съседните направляващи лопатки са запечатани с плочи, които влизат едновременно в жлебовете в радиалните равнини на съседните лопатки (RF патент № 2211926, F01D 5/18).
Недостатъкът на тези статори е, че има течове на газ от пътя на потока на турбината през пролуките между уплътнителните плочи и повърхностите на жлебовете поради свободното им прилягане.
Известен статор, в който направляващите лопатки са направени под формата на блокове, които са фиксирани в корпуса чрез фиксиращи елементи (С. А. Вюнов и други "Проектиране и проектиране на самолетни газотурбинни двигатели", Москва, "Инженеринг", 1989, стр. 181, фиг. 4.39). При блоковия дизайн на остриетата броят на пролуките между тях се намалява с 3 ÷ 4 пъти в сравнение с единичните остриета (в зависимост от броя на перата в блока). Това води до по-малко течове на газ.
Недостатъкът на описаните по-горе статори е, че те нямат хоризонтално разделяне, което е неприемливо за енергийните газови турбини, които трябва да могат да бъдат обслужвани и ремонтирани в станция.
Най-близкото устройство до предложеното по отношение на комбинация от съществени характеристики и избрано за прототип е статор, съдържащ направляващи лопатки, монтирани в корпуса и имащи хоризонтално разделяне (GG Olkhovsky "Power gas turbine plants", Москва, "Energoatomizdat", 1985, стр. 28, Фигура 2.1 а). Статорът се състои от горна и долна половина, във всяка от които са монтирани лопатки, фиксирани в тангенциална посока, и са направени канали по радиалните равнини на лопатките, в които са монтирани уплътнителни плочи, които влизат в жлебовете на две съседни лопатки.
Недостатъкът на такъв статор е, че при сглобяването на статора, когато се монтира многотонна горна половина на долните уплътнителни плочи в равнината на хоризонталния съединител, е доста трудно да се монтира в каналите и следователно има увеличен газ течове в статора в равнината на хоризонталния съединител. Газът, избухващ през ставите между направляващите лопатки, загрява корпуса и води до намаляване на неговата надеждност. Освен това направляващите лопатки са направени единични, което води до допълнителни течове на газ от потока на турбината.
Задачите, които трябва да бъдат решени от предложеното изобретение, са:
- намаляване на течовете на газ и следователно намаляване на разхода на гориво.
- повишена надеждност на турбината.
За да реши поставените задачи, статорът съдържа корпус с хоризонтално разделяне, направляващи лопатки на блокова структура с уплътняващи елементи, направени под формата на плочи. Плочите влизат в жлебове по радиалните равнини на съседни направляващи лопатки. Блоковете направляващи лопатки в корпуса на статора се фиксират чрез фиксиращи елементи. Радиалните равнини на блоковете на направляващите лопатки, съседни на зоната на хоризонталното разделяне (два блока на острието в горната и два блока на острието в долната половина на тялото) са успоредни на хоризонталната разделителна равнина и са разположени от нея на разстояние, определено като стойността на топлинното разширение на сечението на острието от фиксиращия елемент към равнинния хоризонтален съединител. Минималната стойност на това разстояние (хлабина) се осигурява от паралелното положение на радиалните равнини на блоковете на водещите лопатки и равнината на хоризонталното разделяне. Това елиминира необходимостта от запечатване на плочи в равнината на хоризонталното разделяне. Четири фиксиращи елемента, разположени близо до равнината на хоризонталното разделяне (два в горната половина, два в долната половина на корпуса), фиксират в тангенциална посока върху корпуса на статора четири блока направляващи лопатки, съседни на хоризонталната зона на разделяне. В този случай фиксиращите елементи са на минимално допустимото разстояние от тази равнина от гледна точка на осигуряване на якостта на хоризонталния фланец на съединението. Фиксиращите елементи на останалите блокове на водещите лопатки са разположени равномерно по обиколката между фиксиращите елементи на блоковете на водещите лопатки, съседни на хоризонталната зона на разделяне. В този случай празнините между блоковете на направляващите лопатки, които са 5 ÷ 7 пъти по-големи, отколкото в равнината на хоризонталното разделяне, са запечатани с плочи.