RU194926U1

RU194926U1 - FLAME CONVERTER ASSEMBLY ASSEMBLY WITH HEAT PIPE COMBUSTION CHAMBER OF A GAS TURBINE ENGINE

Info

Publication number: RU194926U1
Application number: RU2019132834U
Authority: RU
Inventors: Александр Юрьевич Щеклинин; Екатерина Владимировна Ломохова; Виктория Александровна Мугатина; Валерий Александрович Ташкинов
Original assignee: Публичное Акционерное Общество "Одк-Сатурн"
Priority date: 2019-10-15
Filing date: 2019-10-15
Publication date: 2019-12-30

Abstract

Полезная модель относится к области двигателестроения и может найти применение в конструкциях трубчато-кольцевых камер сгорания газотурбинных двигателей и энергетических установок.Техническим результатом, на достижение которого направлена полезная модель, является повышение эффективности охлаждения пламяперебрасывающего патрубка путем его установки с зазором в отверстие для охлаждения воздуха, выполненное в виде щели во второй секции стенки жаровой трубы камеры сгорания.Технический результат достигается тем, что в узле соединения пламяперебрасывающего патрубка с жаровой трубой камеры сгорания газотурбинного двигателя, содержащего две секции стенки жаровой трубы и пламяперебрасывающий патрубок с отбортовкой, выполненной в виде сектора, повторяющего геометрию козырька первой секции стенки жаровой трубы, при этом патрубок жестко соединен с первой секцией стенки жаровой трубы, а во второй секции стенки жаровой трубы выполнено отверстие для подвода охлаждающего воздуха, в отличие от известного, отверстие для подвода охлаждающего воздуха во второй секции стенки жаровой трубы выполнено в виде щели, при этом патрубок установлен в нем с зазором.The utility model relates to the field of engine building and can be used in the design of tubular-annular combustion chambers of gas turbine engines and power plants. The technical result, which the utility model aims to achieve, is to increase the cooling efficiency of the flameproof nozzle by installing it with a gap in the hole for cooling air, made in the form of a gap in the second section of the wall of the combustion tube combustion chamber. The technical result is achieved by the fact that in the connection node I have a flameproof nozzle with a flame tube of a combustion chamber of a gas turbine engine containing two sections of the flame tube wall and a flameproof nozzle with a flange made in the form of a sector repeating the geometry of the visor of the first section of the flame tube wall, while the nozzle is rigidly connected to the first section of the flame tube wall, and in the second section of the flame tube wall, an opening for supplying cooling air is made, in contrast to the known one, an opening for supplying cooling air in the second section of the wall ApoB pipe is designed as a slit, wherein the tube is mounted with a gap in it.

Description

Полезная модель относится к области двигателестроения и может найти применение в конструкциях трубчато-кольцевых камер сгорания газотурбинных двигателей и энергетических установок.The utility model relates to the field of engine building and may find application in the design of tubular-annular combustion chambers of gas turbine engines and power plants.

Известен узел соединения пламяперебрасывающего патрубка с жаровой трубой камеры сгорания газотурбинного двигателя, в котором патрубок приваривается к стенке жаровой трубы для обеспечения переброса пламени в соседнюю жаровую трубу и розжига в ней топливовоздушной смеси (А.А. Иноземцев, В.Л. Сандрацкий Газотурбинные двигатели. ОАО «Авиадвигатель», 2006, С. 290, рис. 6.2.1_4).A known node connecting the flameproof pipe with the flame tube of the combustion chamber of a gas turbine engine, in which the pipe is welded to the wall of the flame tube to ensure the transfer of flame into the adjacent flame tube and ignite the air-fuel mixture in it (A.A. Inozemtsev, V.L. Sandratsky Gas turbine engines. Aviadvigatel OJSC, 2006, S. 290, Fig. 6.2.1_4).

При работе двигателя в месте приварки пламяперебрасывающего патрубка к стенке жаровой трубы возникают трещины и прогары, вызванные не эффективным охлаждением патрубка.When the engine is running, cracks and burnouts occur in the place of welding of the flameproof pipe to the wall of the flame tube due to inefficient cooling of the pipe.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является узел соединения пламяперебрасывающего патрубка с жаровой трубой камеры сгорания газотурбинного двигателя, содержащий две секции стенки жаровой трубы и пламяперебрасывающий патрубок с отбортовкой, выполненной в виде сектора, повторяющего геометрию козырька первой секции стенки жаровой трубы, при этом патрубок жестко соединен с первой секцией стенки жаровой трубы, а во второй секции стенки жаровой трубы выполнены отверстия для подвода охлаждающего воздуха (М.Р. Гасуль Повышение надежности и развития мощностного ряда ГТУ на базе ГТД-110 производства ОАО «НПО-Сатурн». Рыбинск: Турбины и дизели, 2015, С. 5, рис. 2).The closest technical solution to the proposed one is the connection unit of the flameproof pipe with the flame tube of the gas turbine engine combustion chamber, containing two sections of the flame tube wall and the flameproof pipe with flanging, made in the form of a sector repeating the geometry of the visor of the first section of the flame pipe wall, while the pipe is rigidly connected with the first section of the flame tube wall, and in the second section of the flame tube wall, holes for supplying cooling air are made (M.R. Gasul Pov shenie reliability and power ratings of a number of gas turbine based on the GTD-110 produced by JSC "NPO Saturn" Rybinsk:. The turbines and diesel engines, 2015 S. 5, Figure 2)..

В этой конструкции пламяперебрасывающий патрубок приваривается к первой и второй секциям стенки жаровой трубы камеры сгорания в месте соединения двух секций. Для охлаждения внутренней поверхности второй секции патрубок выполнен с отбортовкой - к патрубку приваривается сектор для восстановления козырька первой секции. Для охлаждения сектора патрубка во второй секции стенки жаровой трубы выполнен ряд отверстий.In this design, the flameproof nozzle is welded to the first and second sections of the wall of the combustion tube of the combustion chamber at the junction of the two sections. To cool the inner surface of the second section, the pipe is flanged - a sector is welded to the pipe to restore the visor of the first section. To cool the pipe sector in the second section of the flame tube wall, a series of holes are made.

Недостатком данной конструкции является то, что воздух подается только на охлаждение сектора патрубка, а сам патрубок в месте приварки ко второй секции стенки жаровой трубы не охлаждается. Охлаждение сектора является ударным, что позволяет охладить поверхность отбортовки только в местах расположения отверстий во второй секции жаровой трубы. Кроме того отверстия для охлаждения сектора располагаются близко к патрубку, который затеняет пространство для потока воздуха и снижает скорость его затекания в отверстия, чем уменьшает эффективность охлаждения сектора.The disadvantage of this design is that the air is supplied only to cool the pipe sector, and the pipe itself at the point of welding to the second section of the flame tube wall is not cooled. The cooling of the sector is shock, which allows to cool the flanging surface only at the locations of the holes in the second section of the flame tube. In addition, the holes for cooling the sector are located close to the nozzle, which obscures the space for air flow and reduces the speed of its flowing into the holes, which reduces the cooling efficiency of the sector.

Задачей полезной модели является создание конструкции узла соединения пламяперебрасывающего патрубка с жаровой трубой камеры сгорания газотурбинного двигателя, в которой воздух подается на охлаждение пламяперебрасывающего патрубка и стенки жаровой трубы в месте его расположения.The objective of the utility model is to create a design for the connection unit of the flameproof nozzle with the flame tube of the combustion chamber of a gas turbine engine, in which air is supplied to cool the flameproof nozzle and the walls of the flame tube at its location.

Техническим результатом, на достижение которого направлена полезная модель, является повышение эффективности охлаждения пламяперебрасывающего патрубка путем его установки с зазором в отверстие для охлаждения воздуха выполненное в виде щели во второй секции стенки жаровой трубы камеры сгорания.The technical result, which the utility model aims to achieve, is to increase the cooling efficiency of the flame-retarding nozzle by installing it with a gap in the air cooling hole made in the form of a gap in the second wall section of the combustion tube flame tube.

Технический результат достигается тем, что в узле соединения пламяперебрасывающего патрубка с жаровой трубой камеры сгорания газотурбинного двигателя, содержащего две секции стенки жаровой трубы и пламяперебрасывающий патрубок с отбортовкой, выполненной в виде сектора, повторяющего геометрию козырька первой секции стенки жаровой трубы, при этом патрубок жестко соединен с первой секцией стенки жаровой трубы, а во второй секции стенки жаровой трубы выполнено отверстие для подвода охлаждающего воздуха, в отличие от известного, отверстие для подвода охлаждающего воздуха во второй секции стенки жаровой трубы выполнено в виде щели, при этом патрубок установлен в нем с зазором.The technical result is achieved by the fact that in the connection node of the flameproof nozzle with the flame tube of the combustion chamber of a gas turbine engine containing two sections of the flame tube wall and the flameproof nozzle with flanging, made in the form of a sector that repeats the geometry of the visor of the first section of the flame tube wall, while the nozzle is rigidly connected with the first section of the flame tube wall, and in the second section of the flame tube wall, an opening for supplying cooling air is made, in contrast to the known opening e for supplying cooling air in the second section of the wall of the flame tube is made in the form of a gap, while the pipe is installed in it with a gap.

Патрубок в месте перехода на отбортовку может быть выполнен с радиусами скругления для плавности затекания потока охлаждающего воздуха. Полезная модель поясняется чертежом (фиг.), на котором изображен продольный разрез предлагаемой конструкции узла соединения пламяперебрасывающего патрубка с жаровой трубой камеры сгорания газотурбинного двигателя.The pipe at the transition to flanging can be made with rounding radii for smooth flow of cooling air. The utility model is illustrated by a drawing (Fig.), Which shows a longitudinal section of the proposed design of the connection node flame-spigot pipe with the flame tube of the combustion chamber of a gas turbine engine.

Узел соединения пламяперебрасывающего патрубка с жаровой трубой камеры сгорания газотурбинного двигателя (фиг. 1) содержит пламяперебрасывающий патрубок 1 и стенку жаровой трубы, выполненную в виде в виде двух секций: первой 2 (по потоку) и второй 3.The connection node of the flameproof nozzle with the flame tube of the combustion chamber of a gas turbine engine (Fig. 1) contains the flameproof nozzle 1 and the wall of the flame tube, made in the form of two sections: the first 2 (downstream) and the second 3.

Патрубок 1 снабжен отбортовкой 4, выполненной в виде сектора, повторяющего геометрию козырька первой секции стенки жаровой трубы. Патрубок 1 жестко соединен, например, приварен к первой секции 2 стенки жаровой трубы.The pipe 1 is equipped with a flange 4, made in the form of a sector that repeats the geometry of the visor of the first section of the flame tube wall. The pipe 1 is rigidly connected, for example, welded to the first section 2 of the flame tube wall.

Во второй 3 секции стенки жаровой трубы выполнено отверстие 5 для подвода охлаждающего воздуха в виде щели. При этом патрубок 1 установлен в нем с зазором относительно второй 3 секции стенки жаровой трубы. Размеры щели определяются необходимым расходом воздухом для охлаждения отбортовки 4 патрубка 1.In the second 3 sections of the flame tube wall, a hole 5 is made for supplying cooling air in the form of a gap. In this case, the pipe 1 is installed in it with a gap relative to the second 3 wall sections of the flame tube. The dimensions of the slit are determined by the required air flow rate for cooling flanging 4 pipe 1.

Кроме того на наружной поверхности патрубка 1 в месте перехода на отбортовку 4 может быть выполнен радиус скругления 6 (фиг. 2), который служит для улучшения обтекаемости воздухом внутренней поверхности второй секции стенки жаровой трубы.In addition, on the outer surface of the pipe 1 at the transition to the flanging 4 can be made of the fillet radius 6 (Fig. 2), which serves to improve air flow around the inner surface of the second section of the wall of the flame tube.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

В процессе работы двигателя охлаждающий воздух обтекает патрубок 1, проходит в зазор между ним и второй 3 секцией стенки жаровой трубы и охлаждает сам патрубок 1, всю поверхность отбортовки 4 и стенку жаровой трубы, т.к. охлаждение является конвективным. При наличии радиуса скругления 6 на наружной поверхности патрубка в месте перехода на отбортовку эффективность охлаждения повышается за счет плавности затекания потока охлаждающего воздуха.During engine operation, cooling air flows around the pipe 1, passes into the gap between it and the second 3 section of the flame tube wall and cools the pipe 1 itself, the entire flanging surface 4 and the flame pipe wall, because cooling is convective. If there is a radius of fillet 6 on the outer surface of the pipe at the transition to the flanging, the cooling efficiency is increased due to the smooth flow of the cooling air.

Предлагаемая конструкция узла соединения пламяперебрасывающего патрубка жаровой трубы камеры сгорания газотурбинного двигателя за счет организации эффективного конвективного охлаждения патрубка и стенки жаровой трубы повышает надежность камеры сгорания газотурбинного двигателя и тем самым увеличивает ресурс ее работы.The proposed design of the connection unit of the flameproof nozzle of the flame tube of the combustion chamber of a gas turbine engine by organizing effective convective cooling of the nozzle and wall of the flame tube increases the reliability of the combustion chamber of a gas turbine engine and thereby increases its service life.

Claims

1. The node connecting the flameproof pipe with the flame tube of the combustion chamber of a gas turbine engine, containing two sections of the flame tube wall and the flameproof pipe with flanging, made in the form of a sector repeating the geometry of the visor of the first section of the flame tube wall, while the pipe is rigidly connected to the first section of the flame wall pipes, and in the second section of the wall of the flame tube there is a hole for supplying cooling air, characterized in that the hole for supplying cooling air in the second The walls of the flame tube are made in the form of a gap, while the nozzle is installed in it with a gap.

2. The connection node according to claim 1, characterized in that the pipe at the transition to the flanging is made with rounding radii.