Лопатки газовых турбин: система охлаждения лопаток горячей части турбины.

В авиационных ГТД и ГТД наземного применения используется открытая воздушная система охлаждения турбинных лопаток и дисков. В открытой системе охлаждения использованный воздух выпускается в проточную часть турбины. Это обеспечивает конструктивную простоту системы охлаждения. Система охлаждения лопаток газовой турбины используют отбираемый из компрессора холодный воздух для защиты лопаток от экстремальных температур, предотвращения их перегрев и повышает эффективности установки. В современных газотурбинных установках охлаждают практически все детали турбины: горелки, ротор, подшипники, сопловые и рабочие лопатки, корпус. Основная задача системы — поддержание температурных режимов в пределах, приемлемых для материалов, сохраняя при этом максимально возможную рабочую температуру газа для достижения высокой эффективности установки.

Широкое применение нашли два основных способа охлаждения: внутреннее конвективное охлаждение и заградительное, при котором воздух не просто выпускается в проточную часть, а образует специальную защитную пленку из относительно холодного воздуха на наружной поверхности лопатки. Способ охлаждения и конкретное место выпуска охлаждающего воздуха определяются при детальном проектировании из соображений максимальной эффективности охлаждения и минимальных потерь на охлаждение. Конвективно-пленочное и пористое комбинированное охлаждение является широко распространенным на первых ступенях высокотемпературных турбин высокого давления. По этой схеме воздух сначала прокачивается по внутренним полостям рабочих и сопловых лопаток, обеспечивая внутреннее конвективное охлаждение. Схемы внутренних течений отли¬чаются большим разнообразием. Сопловые лопатки, как правило, имеют дефлектор, повышаю¬щий эффективность конвективного охлаждения при умеренном значении расхода охлаждающего воздуха. Затем воздух выпускается через систему отверстий малого диаметра на наружную поверхность лопатки, образуя воздушную завесу, которая изолирует эту поверхность от прямого контакта с горячим газом. Следует отметить, что для наиболее нуждающейся в защите передней кромки пленочное охлаждение дает вторичный эффект: основным в ряде случаев является существенное увеличение за счет большого числа отверстий поверхности охлаждения. Этот механизм приближается по своей сути к пористому охлаждению.

При пористом охлаждении воздух равномерно (или по заданному закону распределения по поверхности) выпускается через поры внешней защитной оболочки на наружную поверхность, покрывая ее сплошной пленкой. Суммарная омываемая поверхность пористого слоя очень велика, что обеспечивает большой отбор тепла от материала оболочки и, соответственно, резкое снижение теплового потока к центральной несущей части лопатки, особенно в сочетании с тепловым барьером в виде воздушной защитной пленки. Различные схемы внутренних течений обеспечивают различную эффективность конвективного охлаждения. Охладитель может двигаться либо вдоль внутренней полости лопатки, либо поперек. Направление течения может быть разным в разных частях внутренней полости. В представленной многоканальной лопатке радиальные отверстия малого диаметра расположены у поверхности лопатки. Выходная кромка в силу малой ее толщины охлаждается с помощью одного канала большого поперечного сечения. Выпуск охлаждающего воздуха из этого канала через выходную кромку не только увеличивает эффективность охлаждения, но и снижает величину кромочных потерь.

Финансирование аренда лизинг газотурбинные установки и поставка запчастей, турбины работающие на водороде и попутном нефтяном газе (ПНГ), импорт и услуги ВЭД и логистики ГПУ электростанций, лизинг и кредитование, поставка запчастей.

Наш телеграмм канал

info@euronato.ru
+7 (495) 979-05-44
+7 (901) 514-24-84