Рабочие лопатки

Рабочие лопатки относятся к наиболее ответственным деталям газовой турбины и всей ГТУ. В газовых турбинах чаще всего применяются лопатки переменного профиля по высоте. С целью по­вышения прочности рабочих лопаток при их профилировании стре­мятся уменьшить площадь сечения профиля на периферии относи­тельного корневого сечения. Это позволяет уменьшить напряжения в лопатке от растяжения центробежными силами.

Ответственным узлом является крепление лопаток на роторе.

На Рис. 35 показаны различные виды крепления рабочих лопаток.

Рис. 35. Различные типы крепления лопаток на роторе а) - Т - образное; б) - грибовидное; в) - зубчатое; г) - вильчатое; д) - Лаваля; е) - елочное.

Одним из наиболее простых является Т - образное крепление (Рис. 35, а). В диске или барабане протачивают в тангенциальном (окружном) направлении паз, в котором набираются лопатки. Между двумя соседними лопатками в паз может устанавливаться так называемое промежуточное тело, обеспечивающее необходимое расстояние между ними.

Т - образное крепление обычно применяют для относительно ко­ротких лопаток, так как при большой центробежной силе в нем возни­кают чрезмерные напряжения. Наиболее опасные сечения крепления: Б - В - работает на растяжение, А - В - работает на смятие, Д - Г - работает на растяжение и изгиб.

Грибовидное крепление лопаток (Рис. 35, б), при котором лопатки вводятся на свои места в тангенциальном направлении.

Зубчатое крепление лопаток (Рис. 35, в). Лопатки также вводятся впаз в тангенциальном направлении. Зубцы выфрезеровываются как на хвостовой части лопатки 1. так и на промежуточном теле 2.

Вильчатое крепление лопаток (Рис. 35, г). Лопатки крепятся к диску плотно пригнанными заклепками, которые выполняются из вязкой стали.

Крепления лопаток типа Лаваль (Рис. 35, д) применяют при умеренных напряжениях и температурах.

Елочные крепления (Рис. 35, е) применяются при высоких напряжениях и температурах. В елочном креплении центробежная сила воспринимается полочками всех зубцов, что снижает напряжения.

На Рис. 36, в качестве примера, показано замковое соединение лопаток с зубчатом креплением.

Рис. 36. Рабочие лопатки с зубчатым креплением: 1 - замковая вставка; 2 - клин к замку; 3 - клиновая вставка.

Когда все лопатки поставлены на свои места в тангенциальном пазе ротора, устанавливают замковую вставку 1 и клиновую вставку 3. Затем вводят клин 2, а вставку 3 сверху расчеканивают. Лопатки прошиты двумя бандажными проволоками. У вершины они имеют утонение, что уменьшает опасность возникновения аварии в случае задевания лопаток о корпус.

Корпус

Корпуса современных газовых турбин выполняют, как правило, сварными или сварно-литыми, не имеющими горизонтального разъема, реже литой с горизонтальным разъемом. Для облегчения условий работы корпуса турбин делают двустенными. В этом случае внутренний корпус из жаростойких сталей и сплавов несет тепловую нагрузку, наружный корпус воспринимает разность давлений. Наружный корпус как экраном защищен внутренним корпусом от воздействия высоких температур, и дополнительно предусматривает водяное охлаждение.

Все элементы внутреннего корпуса имеют возможность свободных тепловых расширений во избежание возникновения значительных напряжений. Крепление корпуса турбины на фундаментной раме устроено так, чтобы происходило свободные тепловые расширения без нарушения центровки ротора и статора.

Для уменьшения радиального зазора над рабочими лопатками в корпусе иногда устанавливают специальные керамические обечайки. В результате приработки во время эксплуатации радиальный зазор оказывается небольшим.

В корпусе турбины крепятся сопловые аппараты и диафрагмы с сопловыми (направляющими) лопатками. Иногда сопловые лопатки крепятся непосредственно в корпусе - чаще в многоступенчатых турбинах реактивного типа при умеренных температурах

Диафрагмы обычно имеют сварную конструкцию. Они как и в паровых турбинах, могут выполняться из двух половин, которые под­вешиваются в корпусе вблизи разъема. Часто диафрагмы выполняют из отдельных сегментов, которые вводятся в фасонные пазы корпуса и могут свободно расширяться при нагреве.

Дата добавления: 2015-07-20