RU192858U1 - Рабочая лопатка газовой турбины - Google Patents

Рабочая лопатка газовой турбины Download PDF

Info

Publication number
RU192858U1
RU192858U1 RU2019108737U RU2019108737U RU192858U1 RU 192858 U1 RU192858 U1 RU 192858U1 RU 2019108737 U RU2019108737 U RU 2019108737U RU 2019108737 U RU2019108737 U RU 2019108737U RU 192858 U1 RU192858 U1 RU 192858U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
working
gas turbine
shank
piece
power rod
Prior art date
Application number
RU2019108737U
Other languages
English (en)
Inventor
Матвей Нестерович Барашев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет"
Priority to RU2019108737U priority Critical patent/RU192858U1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU192858U1 publication Critical patent/RU192858U1/ru

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12Blades
    • F01D5/14Form or construction
    • F01D5/18Hollow blades, i.e. blades with cooling or heating channels or cavities; Heating, heat-insulating or cooling means on blades

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к области газотурбиностроения, а именно к охлаждаемым рабочим лопаткам турбин, применяемым в газотурбинных двигателях, а также в стационарных энергетических газотурбинных установках. Охлаждаемая рабочая лопатка турбины состоит из хвостовика, рабочей профильной части в виде полого профиля с выпуклой и вогнутой тонкими стенками, между которыми расположен силовой стержень, выполненный за одно целое с хвостовиком, и интенсификаторов охлаждения, с рабочей профильной частью, разделенной на две части, из которых прикорневая часть выполнена за одно целое с хвостовиком, а периферийная часть - за одно целое с силовым стержнем. Прикорневая часть со стороны, обращенной к периферийной части, выполнена с участком, располагающимся внутри периферийной части так, что между внешней поверхностью участка и внутренней поверхностью периферийной части и между внутренней поверхностью участка и силовым стержнем имеются зазоры для прохождения охлаждающей среды. Рабочая профильная часть лопатки выполнена с отверстиями для выхода охлаждающей среды. Технический результат полезной модели - повышение прочности и надежности рабочей лопатки газовой турбины.

Description

Полезная модель относится к области газотурбиностроения, а именно к охлаждаемым рабочим лопаткам турбин, применяемым в газотурбинных двигателях, а также в стационарных энергетических газотурбинных установках.
Известна рабочая лопатка газовой турбины, направленная на повышение надежности путем снижения действующих в ней напряжений, сформированных полем центробежных сил. Лопатка состоит из хвостовика, рабочей профильной части, состоящей из полого профиля с выпуклой и вогнутой тонкими стенками, между которыми расположен силовой стержень, выполненный за одно целое с хвостовиком, и интенсификаторов охлаждения. Рабочая профильная часть лопатки выполнена разделенной на две части, одна из которых, прикорневая часть, выполнена за одно целое с хвостовиком, а другая часть, периферийная - за одно целое с силовым стержнем (см. патент РФ №2656052, F01D 5/18).
Указанная рабочая лопатка выбрана в качестве прототипа.
Прототип обладает существенными конструктивными недостатками, снижающими его надежность. Охлаждающая среда, подаваемая через хвостовик, направляется в полость между стенками рабочей профильной части и силовым стержнем, откуда отводится через зазор, имеющийся между прикорневой и периферийной частями. При этом отвод охлаждающей среды из полости, ограниченной периферийной частью и силовым стержнем, осуществляется через тот же зазор между прикорневой и периферийной частями, что затрудняет движение охлаждающей среды, так как навстречу потоку среды, получившей тепло от периферийной части лопатки, на пути к зазору движется более холодный поток охлаждающей среды, который преимущественно и отводится через зазор. При этом в периферийной части профильной части лопатки охлаждающая среда «застаивается», что приводит к ее пересыщению теплом и перегреву, как профильной части, так и силового стержня на участке периферийной части. Указанный фактор снижает прочностные характеристики лопатки и ее надежность.
Другим негативным фактором, снижающим прочностные характеристики и надежность лопатки, является локальный перегрев участка на поверхности силового стержня, расположенного напротив зазора между прикорневой и периферийной частями профильной части лопатки, тепловым излучением рабочего тела, поступающего из камеры сгорания. Перегрев узкого участка силового стержня, ограниченного проекцией зазора, является источником напряжений, которые в поле центробежных сил могут стать причиной разрушения лопатки.
Задача полезной модели заключается в повышении прочности и надежности рабочей лопатки газовой турбины.
Поставленная задача решается тем, что охлаждаемая рабочая лопатка турбины, состоящая из хвостовика, рабочей профильной части в виде полого профиля с выпуклой и вогнутой тонкими стенками, между которыми расположен силовой стержень, выполненный за одно целое с хвостовиком, и интенсификаторов охлаждения, с рабочей профильной частью, разделенной на две части, одна из которых, прикорневая, выполнена за одно целое с хвостовиком, а другая, периферийная - за одно целое с силовым стержнем, выполнена с прикорневой частью, содержащей со стороны, обращенной к периферийной части, участок, располагающийся внутри периферийной части так, что между внешней поверхностью участка и внутренней поверхностью периферийной части и между внутренней поверхностью участка и силовым стержнем имеются зазоры для прохождения охлаждающей среды, а рабочая профильная часть выполнена с отверстиями для выхода охлаждающей среды.
Технический результат полезной модели - повышение прочности и надежности рабочей лопатки газовой турбины.
Полезная модель работает следующим образом. При обтекании рабочей профильной части лопатки рабочим телом создается аэродинамическая сила, создающая крутящий момент на валу турбины. При этом тепловой поток от рабочего тела разогревает конструктивные элементы лопатки, одновременно на них действуют значительные центробежные силы. Прочностные свойства материала лопатки существенно снижаются с повышением ее температуры, что является препятствием для наращивания эффективности термодинамического цикла газотурбинного двигателя, зависящего от возможности повышения температуры рабочего тела перед турбиной, препятствием для наращивания скорости вращения турбины ввиду нарастающей вероятности разрушения ее лопаток.
Охлаждающая среда, подаваемая через хвостовик и направляемая в охлаждающую полость между стенками прикорневой части и силовым стержнем, контактирует с внутренней поверхностью прикорневой части и силовым стержнем, отбирает у них тепловую энергию и частично выводится на внешнюю поверхность прикорневой части через отверстия для выхода охлаждающей среды, частично поступает в охлаждающую полость между стенками периферийной части и силовым стержнем, откуда через зазор между прикорневой и периферийной частями выводится на внешние поверхности прикорневой и периферийной частей, а также насыщенная теплом отводится через отверстия в периферийной части. Кроме того, участок прикорневой части, расположенный внутри периферийной части, распространяющийся от прикорневой части, также затеняет поверхность силового стержня, расположенную напротив зазора между частями, от излучения рабочего тела, предотвращая локальный перегрев этой поверхности. Воспринимаемое участком излучение трансформируется в тепловую энергию, эффективно отводимую охлаждающей средой, обтекающей участок по его обеим поверхностям - внутренней и внешней.
Указанные конструктивные особенности обеспечивают более эффективный отвод тепла, получаемого рабочей лопаткой, и тем самым улучшают ее прочностные свойства и надежность.

Claims (1)

  1. Охлаждаемая рабочая лопатка турбины, состоящая из хвостовика, рабочей профильной части в виде полого профиля с выпуклой и вогнутой тонкими стенками, между которыми расположен силовой стержень, выполненный за одно целое с хвостовиком, и интенсификаторов охлаждения, с рабочей профильной частью, разделенной на две части, из которых прикорневая часть выполнена за одно целое с хвостовиком, а периферийная часть - за одно целое с силовым стержнем, отличающаяся тем, что прикорневая часть со стороны, обращенной к периферийной части, выполнена с участком, располагающимся внутри периферийной части так, что между внешней поверхностью участка и внутренней поверхностью периферийной части и между внутренней поверхностью участка и силовым стержнем имеются зазоры для прохождения охлаждающей среды, при этом рабочая профильная часть содержит отверстия для выхода охлаждающей среды.
RU2019108737U 2019-03-26 2019-03-26 Рабочая лопатка газовой турбины RU192858U1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019108737U RU192858U1 (ru) 2019-03-26 2019-03-26 Рабочая лопатка газовой турбины

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019108737U RU192858U1 (ru) 2019-03-26 2019-03-26 Рабочая лопатка газовой турбины

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU192858U1 true RU192858U1 (ru) 2019-10-03

Family

ID=68162662

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019108737U RU192858U1 (ru) 2019-03-26 2019-03-26 Рабочая лопатка газовой турбины

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU192858U1 (ru)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2027496A (en) * 1978-08-09 1980-02-20 Mtu Muenchen Gmbh Turbine blade
SU1710786A1 (ru) * 1987-12-17 1992-02-07 Ленинградский Кораблестроительный Институт Рабоча лопатка турбины
US7670116B1 (en) * 2003-03-12 2010-03-02 Florida Turbine Technologies, Inc. Turbine vane with spar and shell construction
RU2506429C1 (ru) * 2012-05-31 2014-02-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр газотурбостроения "Салют" (ФГУП "НПЦ газотурбостроения "Салют") Охлаждаемая рабочая лопатка газовой турбины
RU2656052C1 (ru) * 2017-04-04 2018-05-30 Акционерное общество "Климов" Рабочая лопатка газовой турбины

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2027496A (en) * 1978-08-09 1980-02-20 Mtu Muenchen Gmbh Turbine blade
SU1710786A1 (ru) * 1987-12-17 1992-02-07 Ленинградский Кораблестроительный Институт Рабоча лопатка турбины
US7670116B1 (en) * 2003-03-12 2010-03-02 Florida Turbine Technologies, Inc. Turbine vane with spar and shell construction
RU2506429C1 (ru) * 2012-05-31 2014-02-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр газотурбостроения "Салют" (ФГУП "НПЦ газотурбостроения "Салют") Охлаждаемая рабочая лопатка газовой турбины
RU2656052C1 (ru) * 2017-04-04 2018-05-30 Акционерное общество "Климов" Рабочая лопатка газовой турбины

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU189517U1 (ru) Рабочая лопатка газовой турбины
US7824156B2 (en) Cooled component of a fluid-flow machine, method of casting a cooled component, and a gas turbine
JP5947524B2 (ja) ターボ機械静翼、及びターボ機械静翼を冷却する方法
RU2634986C2 (ru) Охлаждаемая стенка
EP3181817B1 (en) Gas turbine engine component with baffle insert
EP3138997A1 (en) Configurations for turbine rotor blade tips
US10280841B2 (en) Baffle insert for a gas turbine engine component and method of cooling
US10337334B2 (en) Gas turbine engine component with a baffle insert
JP6435188B2 (ja) タービン翼における構造的構成および冷却回路
JP2016156377A (ja) タービンロータブレード
JP6347892B2 (ja) ガスタービンエンジンブレードスキーラ先端、対応する製造および冷却方法、ならびにガスタービンエンジン
EP3075986A1 (en) Heat pipe temperature management system for wheels and buckets in a turbomachine
WO2017119898A1 (en) Turbine blade with multi-layer multi-height blade squealer
US10577947B2 (en) Baffle insert for a gas turbine engine component
RU192858U1 (ru) Рабочая лопатка газовой турбины
JP2013144994A (ja) タービン用翼およびその冷却方法
JPWO2017158637A1 (ja) タービン及びタービン静翼
RU2355890C1 (ru) Высокотемпературная многоступенчатая газовая турбина
US11111795B2 (en) Turbine rotor airfoil and corresponding method for reducing pressure loss in a cavity within a blade
KR102048874B1 (ko) 유연성이 향상된 터빈 베인
CN110529194B (zh) 一种减小旋转螺栓风阻的导向器结构
JP6122346B2 (ja) タービンエンジン圧縮機の温度を制御する方法およびタービンエンジンの圧縮機
JP6224161B2 (ja) ガスタービンのためのロータブレード
WO2019040316A1 (en) TURBINE BLADE WITH SHAFT HOLE HOLE ARRANGEMENT OF ATTACK EDGE
RU2386816C1 (ru) Высокотемпературная газовая турбина