RU2267018C1 - Turbine rotor support of high-temperature gas-turbine engine - Google Patents

Turbine rotor support of high-temperature gas-turbine engine Download PDF

Info

Publication number
RU2267018C1
RU2267018C1 RU2004123345/06A RU2004123345A RU2267018C1 RU 2267018 C1 RU2267018 C1 RU 2267018C1 RU 2004123345/06 A RU2004123345/06 A RU 2004123345/06A RU 2004123345 A RU2004123345 A RU 2004123345A RU 2267018 C1 RU2267018 C1 RU 2267018C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
support
oil
temperature gas
sectors
cavity
Prior art date
Application number
RU2004123345/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
А.А. Елтаренко (RU)
А.А. Елтаренко
А.М. Субботин (RU)
А.М. Субботин
М.И. Фридгант (RU)
М.И. Фридгант
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Завод имени В.Я.Климова - дочернее предприятие Федерального государственного унитарного предприятия "Российская самолетостроительная корпорация "МиГ"
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 унитарное предприятие "Завод имени В.Я.Климова - дочернее предприятие Федерального государственного унитарного предприятия "Российская самолетостроительная корпорация "МиГ" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Завод имени В.Я.Климова - дочернее предприятие Федерального государственного унитарного предприятия "Российская самолетостроительная корпорация "МиГ"
Priority to RU2004123345/06A priority Critical patent/RU2267018C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2267018C1 publication Critical patent/RU2267018C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical engineering; high-temperature gas-turbine engines.
SUBSTANCE: according to invention, inner housing of support is made in form of three-layer envelope which forms, in addition to oil space, cooling air ring space enclosing oil space, also discharge air ring space. Load-bearing posts are rigidly connected with all three layers of inner housing envelope. Spaces of posts communicate with cooling air space and, through metering holes, with space formed between fairing, outer housing and inner housing with load-bearing posts. Pre-oil spaces communicate with discharge air ring space. Fairing consists of sectors installed for free thermal expansion.
EFFECT: increased strength reliability of support by excluding deformation processes in structural members.
6 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к области авиадвигателестроения, а именно к опорам роторов турбин газотурбинного двигателя, расположенным за турбиной компрессора, и может быть использовано в транспортном и энергетическом машиностроении.The invention relates to the field of aircraft engine manufacturing, and in particular to rotor bearings of turbines of a gas turbine engine located behind a compressor turbine, and can be used in transport and power engineering.

Известна принципиальная схема опоры, которая включает в себя две основные конструкционные части: несущую часть и подшипниковый узел. Несущая часть состоит из наружного и внутреннего корпусов, соединенных между собой радиальными силовыми стойками (см. Л.П.Лозицкий и др. Конструкция и прочность авиационных газотурбинных двигателей. - М.: Воздушный транспорт, 1992, с.173).A well-known schematic diagram of the support, which includes two main structural parts: the bearing part and the bearing assembly. The bearing part consists of the outer and inner cases interconnected by radial power struts (see L.P. Lozitsky et al. Design and strength of aircraft gas turbine engines. - M .: Air transport, 1992, p. 173).

Известна конструкция опоры, включающая наружный корпус, связанный с ним внутренний корпус с полыми силовыми стойками, обтекатель, трубопроводы подвода и слива масла, подвода охлаждающего воздуха и сброса воздуха, подшипниковые узлы, уплотнения (Н.Г.Гаврилов, Н.И.Старцев. Проектирование осевых турбин ГТД. - Куйбышев: КуАИ, 1984, с.64-75).A support structure is known, including an outer casing, an inner casing connected with it with hollow power struts, a cowl, pipelines for supplying and draining oil, supplying cooling air and venting, bearing assemblies, seals (N.G. Gavrilov, N.I. Startsev. Design of axial turbines of gas turbine engines. - Kuibyshev: KuAI, 1984, p. 64-75).

В качестве прототипа выбрана опора роторов турбин высокотемпературного газотурбинного двигателя, расположенная за турбиной компрессора (Турбовинтовой двигатель ТВ7-117С. Руководство по технической эксплуатации 065.00.0300 РЭ, книга 2, разделы 072.53.00 и 072.54.00. - М.: ОАО «Авиаиздат», 2001). Опора включает наружный корпус, связанный с ним внутренний корпус с полыми силовыми стойками, обтекатель, трубопроводы подвода и слива масла, подвода охлаждающего воздуха и сброса воздуха, подшипниковые узлы, масляные и воздушные уплотнения. В двигателе опора крепится передним фланцем к корпусу камеры сгорания, а задним фланцем к корпусу свободной турбины. Основным недостатком опоры является ее низкая прочностная надежность. При наработке двигателя на обтекателе и силовых стойках опоры возникают трещины, после разборки двигателя отмечаются коробления наружного и внутреннего корпусов.As a prototype, the support of the turbine rotors of a high-temperature gas turbine engine located behind the compressor turbine (TV7-117C Turboprop engine. Technical operation manual 065.00.0300 RE, book 2, sections 072.53.00 and 072.54.00. - M. OJSC: Aviaizdat ", 2001). The support includes an outer housing, an inner housing associated with it with hollow power struts, a cowl, pipelines for supplying and draining oil, supplying cooling air and venting, bearing assemblies, oil and air seals. In the engine, the support is mounted with the front flange to the body of the combustion chamber, and the rear flange to the body of the free turbine. The main disadvantage of the support is its low strength reliability. When the engine is running on the fairing and power struts of the support, cracks occur, after disassembling the engine, warping of the outer and inner bodies is noted.

Задачей изобретения является увеличение прочностной надежности опоры за счет исключения деформационных процессов в ее конструкционных элементах.The objective of the invention is to increase the strength reliability of the support due to the exclusion of deformation processes in its structural elements.

Исключение деформационных процессов в элементах конструкции достигается тем, что в опоре роторов турбин высокотемпературного газотурбинного двигателя, включающей наружный корпус, связанный с ним внутренний корпус с полыми силовыми стойками, обтекатель, трубопроводы подвода и слива масла, подвода охлаждающего воздуха и сброса воздуха из предмасляных полостей, подшипниковые узлы, масляные и воздушные уплотнения, согласно изобретению внутренний корпус выполнен в виде трехслойной оболочки с образованием масляной полости, охватывающей ее кольцевой полости охлаждающего воздуха и кольцевой полости сбросового воздуха, при этом силовые стойки жестко связаны со всеми тремя слоями оболочки внутреннего корпуса, а их полости сообщены с полостью охлаждающего воздуха и через дозирующие отверстия в стенках стоек с полостью, образованной между обтекателем, наружным корпусом и внутренним корпусом с полыми силовыми стойками, предмасляные полости сообщены с кольцевой полостью сбросового воздуха, кроме того, обтекатель составлен из секторов, установленных с возможностью их свободного теплового расширения в осевом, радиальном и окружном направлениях. Наружный корпус и внутренний корпус с полыми силовыми стойками выполнены из титанового сплава. Каждая из имеющихся силовых стоек, к которой подведен охлаждающий воздух, снабжена внутренним теплозащитным экраном. Секторы обтекателя со стороны полости, образованной между обтекателем, наружным корпусом и внутренним корпусом с полыми силовыми стойками, выстланы теплоизолирующими экранами. Соединение наружного корпуса с полыми силовыми стойками выполнено посредством радиальных штифтов.The exclusion of deformation processes in the structural elements is achieved by the fact that in the support of the turbine rotors of a high-temperature gas turbine engine, including an outer casing, an inner casing with hollow power struts connected to it, a cowl, pipelines for supplying and draining oil, supplying cooling air and venting air from pre-oil cavities, bearing units, oil and air seals, according to the invention, the inner housing is made in the form of a three-layer shell with the formation of an oil cavity, covering e of the annular cavity of cooling air and the annular cavity of the exhaust air, while the power struts are rigidly connected to all three layers of the shell of the inner casing, and their cavities are in communication with the cavity of the cooling air and through the metering holes in the walls of the struts with a cavity formed between the cowling, the outer casing and internal housing with hollow power racks, pre-oil cavities communicated with the annular cavity of the exhaust air, in addition, the fairing is composed of sectors installed with the possibility of their freedom th thermal expansion in the axial, radial and circumferential directions. The outer casing and the inner casing with hollow power struts are made of titanium alloy. Each of the existing power racks, to which cooling air is supplied, is equipped with an internal heat shield. The fairing sectors on the side of the cavity formed between the fairing, the outer casing and the inner casing with hollow power struts are lined with heat-insulating screens. The connection of the outer casing with the hollow power struts is made by means of radial pins.

Сектора обтекателя, для обеспечения при работе двигателя их свободного теплового расширения в осевом, радиальном и окружном направлениях, должны быть установлены с зазором относительно друг друга, при этом возможны различные варианты их крепления к наружному и внутреннему корпусам опоры. Так, например, секторы обтекателя могут быть установлены на наружном корпусе с помощью зацепов в их задней внешней части, при этом бурты задних внутренних полок секторов размещены в заднем кольцевом пазу внутреннего корпуса с осевым зазором и закреплены штифтами, бурты передних внутренних полок вставлены в передний кольцевой паз внутреннего корпуса, а передние внешние части секторов объединены плавающим кольцом, имеющим штифты, входящие в соответствующие пазы секторов.The fairing sectors, in order to ensure their free thermal expansion in the axial, radial and circumferential directions when the engine is running, must be installed with a gap relative to each other, while various options for their attachment to the outer and inner bearing housings are possible. For example, fairing sectors can be mounted on the outer casing with hooks in their rear outer part, while the collars of the rear inner shelves of the sectors are placed in the rear annular groove of the inner casing with axial clearance and secured with pins, the collars of the front inner shelves are inserted in the front annular the groove of the inner case, and the front outer parts of the sectors are joined by a floating ring having pins included in the corresponding grooves of the sectors.

Наличие в новой опоре двух воздушных кольцевых полостей, одна в другой, окружающих масляную полость, а также соединение полости охлаждающего воздуха, непосредственно примыкающей к масляной полости, с полостями силовых стоек и через имеющиеся в их стенках дозирующие отверстия с полостью, образованной между обтекателем, наружным корпусом и внутренним корпусом с полыми силовыми стойками, по сравнению с прототипом обеспечивают снижение уровня температурной неравномерности. Благодаря этому уменьшается и величина термической напряженности в материале корпусов силовых стоек и обтекателя, обусловленная окружной температурной неравномерностью газового потока в проточной части опоры, сформированной обтекателем. В прототипе полость охлаждающего воздуха и полость сбросового воздуха граничат с масляной полостью, но только на небольших участках окружности.The presence in the new support of two air annular cavities, one in the other, surrounding the oil cavity, as well as the connection of the cooling air cavity directly adjacent to the oil cavity, with the cavities of the power struts and through the metering holes provided in their walls with the cavity formed between the cowling, the outer case and the inner case with hollow power racks, compared with the prototype provide a reduction in temperature unevenness. Due to this, the value of thermal tension in the material of the housing of the power struts and the fairing is also reduced, due to the circumferential temperature unevenness of the gas flow in the flow part of the support formed by the fairing. In the prototype, the cooling air cavity and the exhaust air cavity are adjacent to the oil cavity, but only in small areas of the circle.

Выполнение обтекателя из секторов, установленных с возможностью свободного теплового расширения в осевом, радиальном и окружном направлениях, позволило по сравнению с прототипом снизить вероятность возникновения термических деформаций в обтекателе и элементах несущей части опоры. В опоре, выбранной в качестве прототипа, обтекатель и элементы несущей части были объединены в одну цельносварную конструкцию.The performance of the fairing from sectors installed with the possibility of free thermal expansion in the axial, radial and peripheral directions, compared with the prototype, reduced the likelihood of thermal deformations in the fairing and the elements of the bearing part of the support. In the support, selected as a prototype, the fairing and the elements of the bearing part were combined into one all-welded structure.

Жесткая связь силовых стоек со всеми тремя слоями оболочки внутреннего корпуса значительно уменьшила величину вибраций в плоскости данной опоры, положительно повлияла на прочность корпусов, силовых стоек и обтекателя.The rigid connection of the power struts with all three layers of the shell of the inner casing significantly reduced the amount of vibration in the plane of this support, positively influenced the strength of the buildings, power struts and fairing.

Новая эффективная схема воздушного охлаждения обеспечила снижение температуры корпусов и силовых стоек примерно на 270° С, что позволило изготавливать эти конструкционные элементы из титановых сплавов, которые, в сравнении со сталью, имеют более низкие значения коэффициента теплового расширения и удельного веса, что также снизило уровень их возможных деформаций, а также массу опоры.A new effective air cooling scheme ensured a decrease in the temperature of the buildings and power racks by approximately 270 ° C, which made it possible to manufacture these structural elements from titanium alloys, which, in comparison with steel, have lower values of the coefficient of thermal expansion and specific gravity, which also reduced the level their possible deformations, as well as the mass of the support.

Оснащение силовых стоек, через которые транспортируется охлаждающий воздух, внутренним теплозащитным экраном снизило уровень неравномерности теплового состояния силовых стоек.Equipping the power racks through which cooling air is transported with an internal heat shield reduced the level of unevenness in the thermal state of the power racks.

Теплоизолирующие экраны, укрепленные на секторах обтекателя со стороны полости, образованной между обтекателем, внешним корпусом и внутренним корпусом с полыми силовыми стойками, выровняли и стабилизировали температурные поля на корпусах и силовых стойках.The heat-insulating screens mounted on the sectors of the fairing from the side of the cavity formed between the fairing, the outer casing and the inner casing with hollow power racks aligned and stabilized the temperature fields on the buildings and power racks.

Соединение наружного корпуса с полыми силовыми стойками при помощи радиальных штифтов взамен жесткого сварного соединения, имеющего место в опоре-прототипе, обеспечило возможность свободных тепловых перемещений этих элементов относительно друг друга, при этом исключило тепловой распор между ними.The connection of the outer casing with the hollow power struts with the help of radial pins instead of the rigid welded joint, which takes place in the prototype support, provided the possibility of free thermal movements of these elements relative to each other, while eliminating the thermal spacing between them.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых представлены:The invention is illustrated by drawings, on which:

Фиг.1. Опора роторов турбин высокотемпературного газотурбинного двигателя, фрагмент продольного разреза;Figure 1. Turbine rotor support for a high temperature gas turbine engine, fragment of a longitudinal section;

Фиг.2. Поперечный разрез А-А на фиг.1 (подшипниковые узлы удалены);Figure 2. Cross section AA in Fig. 1 (bearing units removed);

Фиг.3. Продольный разрез Б-Б на фиг.2;Figure 3. A longitudinal section bB in figure 2;

Фиг.4. Сечение В-В на фиг.3;Figure 4. Section BB in FIG. 3;

Фиг.5. Продольный разрез Д-Д на фиг.2;Figure 5. A longitudinal section DD in figure 2;

Фиг.6. Фрагмент Е на фиг.1;6. Fragment E in figure 1;

Фиг.7. Фрагмент Г на фиг.1;7. Fragment G in figure 1;

Фиг.8. Фрагмент К на фиг.2.Fig. 8. Fragment K in figure 2.

На чертежах показана опора роторов турбин высокотемпературного газотурбинного двигателя, расположенная за турбиной компрессора двигателя. Опора включает наружный корпус 1, внутренний корпус 2 с полыми силовыми стойками 3, составной обтекатель 4, трубопровод 5 подвода масла, трубопровод 6 слива масла, трубопроводы 7 и 8 подвода охлаждающего воздуха, трубопровод 9 сброса воздуха из предмасляных полостей 19 и 20, подшипниковые узлы 10 и 11, масляные уплотнения 12 и 13, воздушные уплотнения 14 и 15.The drawings show the support of the rotors of the turbines of a high-temperature gas turbine engine located behind the turbine of the engine compressor. The support includes an outer housing 1, an inner housing 2 with hollow power struts 3, a composite cowl 4, an oil supply pipe 5, an oil drain pipe 6, cooling air supply pipes 7 and 8, an air discharge pipe 9 from pre-oil cavities 19 and 20, bearing assemblies 10 and 11, oil seals 12 and 13, air seals 14 and 15.

Наружный корпус 1 и внутренний корпус 2 с приваренными силовыми стойками 3, образующие несущую часть опоры, соединены между собой радиальными штифтами 16, которые обеспечивают взаимную центровку этих элементов при термоподвижках.The outer casing 1 and the inner casing 2 with welded power struts 3, forming the bearing part of the support, are interconnected by radial pins 16, which provide mutual alignment of these elements during thermal movement.

В двигателе наружный корпус 1 опоры соединен фланцевыми стыками с корпусом 17 камеры сгорания и с корпусом 18 свободной турбины.In the engine, the outer housing 1 of the support is connected by flange joints to the housing 17 of the combustion chamber and to the housing 18 of the free turbine.

Внутренний корпус 2 выполнен в виде жесткой трехслойной оболочки. Внутренний слой оболочки огораживает масляную полость 27. Внутренним и средним слоем оболочки сформирована кольцевая полость 28 охлаждающего воздуха. Между средним и внешним слоем оболочки размещена кольцевая полость 29 сбросового воздуха. Опора также содержит воздушные полости 36 и 37, смежные соответственно с предмасляными полостями 19 и 20.The inner housing 2 is made in the form of a rigid three-layer shell. The inner layer of the casing encloses the oil cavity 27. An annular cavity 28 of cooling air is formed by the inner and middle layer of the casing. Between the middle and outer layer of the shell is placed an annular cavity 29 of the exhaust air. The support also contains air cavities 36 and 37 adjacent to pre-oil cavities 19 and 20, respectively.

Силовые стойки 3 сварены со всеми тремя слоями оболочки внутреннего корпуса 2. Внутренние полости силовых стоек 3 сообщены через щелевые отверстия 30 с кольцевой полостью 28 охлаждающего воздуха и через дозирующие отверстия 31 в стенках силовых стоек 3 с полостью 32, образованной между обтекателем 4, наружным корпусом 1 и внутренним корпусом 2 с силовыми стойками 3. Силовые стойки 3, к которым трубопроводами 7 и 8 осуществляется подвод охлаждающего воздуха, имеют внутренние теплозащитные экраны 21, препятствующие контакту воздуха со стенками этих стоек. Предмасляные полости 19 и 20 сообщены с кольцевой полостью 29 сброса воздуха и далее через трубопровод 9 с проточной частью выхлопного устройства (на чертежах не показано).The power racks 3 are welded with all three layers of the shell of the inner casing 2. The inner cavities of the power racks 3 are communicated through slotted openings 30 with the annular cavity 28 of cooling air and through the metering holes 31 in the walls of the power racks 3 with the cavity 32 formed between the fairing 4, the outer casing 1 and the inner casing 2 with power racks 3. The power racks 3, to which cooling air is supplied by pipelines 7 and 8, have internal heat shields 21 that prevent air from contacting the walls of these dots. The pre-oil cavities 19 and 20 are in communication with the annular cavity 29 of the air discharge and then through the pipe 9 with the flow part of the exhaust device (not shown in the drawings).

Составной обтекатель 4, в форме кольца, имеет радиальные разъемы (по числу стоек), которые делят его на одинаковые секторы 22, каждый из которых надет на силовую стойку 3. В стыках секторов 22 выполнены канавки, в которых установлены уплотнительные пластинки 23. Зазоры в стыках компенсируют тепловые расширения секторов в окружном направлении. При этом бурты 25 передних внутренних полок секторов размещены в переднем кольцевом пазу внутреннего корпуса 2 с минимальным зазором, а бурты 26 задних внутренних полок секторов - в заднем кольцевом пазу с зазором, компенсирующим тепловое расширение секторов в осевом направлении. В заднем кольцевом пазу внутреннего корпуса 2 имеется пять штифтов 33, которые расположены в пазах буртов 26. Бурты 34 передних внешних частей секторов 22 объединены со свободноплавающим кольцом 24, имеющим штифты, входящие в соответствующие пазы секторов. Секторы 22 со стороны полости 32, выстланы теплоизолирующими экранами 35, закрепленными на секторах посредством контактной сварки.The composite fairing 4, in the form of a ring, has radial connectors (according to the number of racks) that divide it into identical sectors 22, each of which is worn on a power rack 3. Grooves are made in the joints of sectors 22, in which sealing plates 23 are installed. Clearances in joints compensate for thermal expansion of sectors in the circumferential direction. At the same time, the collars of 25 front internal shelves of the sectors are placed in the front annular groove of the inner casing 2 with a minimum clearance, and the collars 26 of the rear internal shelves of the sectors are placed in the rear annular groove with a clearance that compensates for the thermal expansion of the sectors in the axial direction. In the rear annular groove of the inner casing 2 there are five pins 33, which are located in the grooves of the collars 26. The collars 34 of the front external parts of the sectors 22 are combined with a free-floating ring 24 having pins included in the corresponding grooves of the sectors. Sectors 22 from the side of the cavity 32 are lined with heat-insulating shields 35 fixed to the sectors by resistance welding.

При работе двигателя воздух, отбираемый после осевой части осецентробежного компрессора, поступает по трубопроводам 7 и 8 подвода охлаждающего воздуха в полости силовых стоек 3 и далее через щелевые отверстия 30 в кольцевую полость 28 охлаждающего воздуха.When the engine is running, air taken after the axial part of the centrifugal compressor enters through pipelines 7 and 8 for supplying cooling air to the cavity of the power struts 3 and then through slotted openings 30 to the annular cavity 28 of the cooling air.

Воздухом из кольцевой полости 28 охлаждающего воздуха запитываются внутренние полости всех пяти силовых стоек 3, откуда воздух через дозирующие отверстия 32 перетекает в полость 32 и далее через отверстия перфорации (на чертежах не показаны) и негерметичности в стыках секторов 22 попадает в проточную часть, сформированную составным обтекателем 4. Гидравлика силовых стоек 3 подобрана таким образом, чтобы их тепловое состояние было одинаковым. При этом обеспечивается наддув, предотвращающий прорыв горячих газов из проточной части в полость 32. Основная же часть воздуха из кольцевой полости 28 через перепускные отверстия во фланцевых соединениях внутреннего корпуса 2 с корпусами воздушных и масляных уплотнений (на чертежах не обозначены) поступает в полости 36 и 37. В этих полостях течение воздуха разветвляется, обеспечивая охлаждение деталей роторов и наддув воздушных уплотнений 14, 15 и масляных уплотнений 12, 13.The air from the annular cavity 28 of cooling air feeds the internal cavities of all five power racks 3, from where the air flows through the metering holes 32 into the cavity 32 and then through the perforation holes (not shown in the drawings) and leaks at the joints of the sectors 22 fall into the flow part formed by the composite fairing 4. The hydraulics of the power racks 3 are selected so that their thermal state is the same. This ensures a boost that prevents breakthrough of hot gases from the flow part into the cavity 32. The main part of the air from the annular cavity 28 through the bypass holes in the flange connections of the inner housing 2 with the air and oil seal housings (not shown in the drawings) enters the cavity 36 and 37. In these cavities, the air flow branches, providing cooling of rotor parts and pressurization of air seals 14, 15 and oil seals 12, 13.

Из предмасляных полостей 19 и 20 через другие перепускные каналы в тех же фланцевых соединениях воздух поступает в кольцевую полость 29 сбросового воздуха, откуда через трубопровод 9 сброса воздуха эвакуируется в проточную часть выходного устройства (на чертежах не показано).From pre-oil cavities 19 and 20, through other bypass channels in the same flange connections, air enters the annular cavity 29 of the exhaust air, from where it is evacuated through the air discharge pipe 9 to the flow part of the outlet device (not shown in the drawings).

Остальная часть воздуха из воздушных полостей 36 и 37, в конечном итоге, вытекает в проточную часть двигателя.The rest of the air from the air cavities 36 and 37, ultimately, flows into the flow path of the engine.

Предлагаемая опора роторов турбин высокотемпературного газотурбинного двигателя обладает высокой прочностной надежностью. При этом исключается образование трещин на обтекателе и силовых стойках, отсутствуют после разборки двигателя коробления внутреннего и наружного корпусов опоры. По результатам теплового расчета температурная неравномерность силовых стоек не превышает 45-50°С, в то время как для опоры, выбранной в качестве прототипа, этот параметр имеет величину 250-270°С. Температура силовых стоек в новой опоре составляет 430°С, а в прототипе - 680-700°С.The proposed support of the rotors of the turbines of a high temperature gas turbine engine has high strength reliability. In this case, the formation of cracks on the fairing and power racks is excluded, and after disassembling the engine, warping of the inner and outer bearing bodies is absent. According to the results of the thermal calculation, the temperature unevenness of the power racks does not exceed 45-50 ° C, while for the support selected as a prototype, this parameter has a value of 250-270 ° C. The temperature of the power racks in the new support is 430 ° C, and in the prototype - 680-700 ° C.

Отсутствие деформаций во внутреннем и наружном корпусах опоры обеспечивает сохранение соосности этих элементов в конструкции. Опора не требует частого восстановительного ремонта, допускает возможность модульной замены свободной турбины в условиях эксплуатации. Она имеет высокий уровень производственной и эксплуатационной технологичности, ремонтопригодности. Применение составной конструкции опоры позволило существенно упростить ее сборку и разборку, а также обеспечило возможность замены поврежденных деталей опоры.The absence of deformation in the inner and outer casing of the support ensures the coaxiality of these elements in the structure. The support does not require frequent reconditioning; it allows the possibility of modular replacement of a free turbine under operating conditions. It has a high level of production and operational manufacturability, maintainability. The use of the composite construction of the support made it possible to significantly simplify its assembly and disassembly, and also provided the ability to replace damaged parts of the support.

Новая опора роторов турбин высокотемпературного газотурбинного двигателя изготовлена и успешно прошла длительные стендовые испытания в составе двигателя. Результаты испытаний свидетельствуют о стабильном и весьма низком уровне вибраций в плоскости данной опоры.A new turbine rotor support for a high temperature gas turbine engine has been manufactured and has successfully passed lengthy bench tests as part of the engine. The test results indicate a stable and very low level of vibration in the plane of this support.

По результатам микрообмеров элементов опоры двигателя, прошедшего длительное стендовое испытание, изменений геометрии опоры не обнаружено.According to the results of micro-measurements of the engine support elements, which passed a long bench test, no changes in the geometry of the support were detected.

Claims (6)

1. Опора роторов турбин высокотемпературного газотурбинного двигателя, включающая наружный корпус, связанный с ним внутренний корпус с полыми силовыми стойками, обтекатель, трубопроводы подвода и слива масла, подвода охлаждающего воздуха и сброса воздуха из предмасляных полостей, подшипниковые узлы, масляные и воздушные уплотнения, отличающаяся тем, что внутренний корпус выполнен в виде трехслойной оболочки с образованием масляной полости, охватывающей ее кольцевой полости охлаждающего воздуха и кольцевой полости сбросового воздуха, при этом силовые стойки жестко связаны со всеми тремя слоями оболочки внутреннего корпуса, а их полости сообщены с полостью охлаждающего воздуха и через дозирующие отверстия в стенках стоек с полостью, образованной между обтекателем, наружным корпусом и внутренним корпусом с полыми силовыми стойками, предмасляные полости сообщены с кольцевой полостью сбросового воздуха, кроме того, обтекатель составлен из секторов, установленных с возможностью их свободного теплового расширения в осевом, радиальном и окружном направлениях.1. The support of the turbine rotors of a high-temperature gas turbine engine, including an outer casing, an associated inner casing with hollow power struts, a cowl, pipelines for supplying and draining oil, supplying cooling air and venting air from pre-oil cavities, bearing assemblies, oil and air seals, characterized the fact that the inner case is made in the form of a three-layer shell with the formation of an oil cavity, covering it with an annular cavity of cooling air and an annular cavity of discharge air, wherein the power racks are rigidly connected with all three layers of the shell of the inner casing, and their cavities are connected with the cooling air cavity and through the metering holes in the walls of the racks with the cavity formed between the cowling, the outer casing and the inner case with hollow power racks, the pre-oil cavities are in communication with the annular cavity of the exhaust air, in addition, the fairing is composed of sectors installed with the possibility of their free thermal expansion in axial, radial and circumferential directions. 2. Опора роторов турбин высокотемпературного газотурбинного двигателя по п.1, отличающаяся тем, что наружный корпус и внутренний корпус с полыми силовыми стойками выполнены из титанового сплава.2. The support of the turbine rotors of the high-temperature gas turbine engine according to claim 1, characterized in that the outer casing and the inner casing with hollow power struts are made of titanium alloy. 3. Опора роторов турбин высокотемпературного газотурбинного двигателя по п.1 или 2, отличающаяся тем, что каждая из имеющихся силовых стоек, к которой подведен охлаждающий воздух, снабжена внутренним теплозащитным экраном.3. The support of the rotors of the turbines of the high temperature gas turbine engine according to claim 1 or 2, characterized in that each of the existing power struts, to which cooling air is supplied, is equipped with an internal heat shield. 4. Опора роторов турбин высокотемпературного газотурбинного двигателя по п.3, отличающаяся тем, что секторы обтекателя со стороны полости, образованной между ним, наружным корпусом и внутренним корпусом с полыми силовыми стойками, выстланы теплоизолирующими экранами.4. The support of the turbine rotors of the high-temperature gas turbine engine according to claim 3, characterized in that the sectors of the fairing from the cavity formed between it, the outer casing and the inner casing with hollow power racks are lined with heat-insulating screens. 5. Опора роторов турбин высокотемпературного газотурбинного двигателя по п.4, отличающаяся тем, что соединение наружного корпуса с полыми силовыми стойками выполнено посредством радиальных штифтов.5. The support of the rotors of the turbines of the high temperature gas turbine engine according to claim 4, characterized in that the connection of the outer casing with the hollow power racks is made using radial pins. 6. Опора роторов турбин высокотемпературного газотурбинного двигателя по п.1, отличающаяся тем, что секторы обтекателя установлены на наружном корпусе с помощью зацепов в их задней внешней части, при этом бурты задних внутренних полок секторов размещены в заднем кольцевом пазу внутреннего корпуса с осевым зазором и закреплены штифтами, бурты передних внутренних полок вставлены в передний кольцевой паз внутреннего корпуса, а передние внешние части секторов объединены плавающим кольцом, имеющим штифты, входящие в соответствующие пазы секторов.6. The support of the turbine rotors of the high-temperature gas turbine engine according to claim 1, characterized in that the cowl sectors are mounted on the outer casing by means of hooks in their rear outer part, while the shoulders of the rear inner shelves of the sectors are placed in the rear annular groove of the inner casing with an axial clearance and secured with pins, the collars of the front inner shelves are inserted into the front annular groove of the inner case, and the front external parts of the sectors are joined by a floating ring having pins included in the corresponding grooves sec tori.
RU2004123345/06A 2004-07-28 2004-07-28 Turbine rotor support of high-temperature gas-turbine engine RU2267018C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004123345/06A RU2267018C1 (en) 2004-07-28 2004-07-28 Turbine rotor support of high-temperature gas-turbine engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004123345/06A RU2267018C1 (en) 2004-07-28 2004-07-28 Turbine rotor support of high-temperature gas-turbine engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2267018C1 true RU2267018C1 (en) 2005-12-27

Family

ID=35870413

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004123345/06A RU2267018C1 (en) 2004-07-28 2004-07-28 Turbine rotor support of high-temperature gas-turbine engine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2267018C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2456461C1 (en) * 2010-12-09 2012-07-20 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" (ОАО "НПО "Сатурн") Breathing system of turbine pedestal of double-flow jet turbine engine
RU2663364C2 (en) * 2016-12-28 2018-08-03 Акционерное общество "ОДК-Авиадвигатель" Low pressure turbine support
CN115288852A (en) * 2022-07-06 2022-11-04 中国船舶重工集团公司第七0三研究所 Low-pressure turbine bearing ring structure of power generation type low-power gas turbine
CN115306556A (en) * 2022-07-06 2022-11-08 中国船舶重工集团公司第七0三研究所 Power turbine bearing ring structure for low-power generation type gas turbine
RU220991U1 (en) * 2023-06-08 2023-10-12 Публичное акционерное общество "ОДК-Уфимское моторостроительное производственное объединение" Rear support of the rotor of a low-pressure turbine of an aircraft gas turbine engine

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Турбовинтовой двигатель ТВ7-117С, Руководство по технической эксплуатации 065.00.0300 РЭ, книга 2, разделы 072.53.00 и 072.54.00. М.: Авиаиздат, 2001. *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2456461C1 (en) * 2010-12-09 2012-07-20 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" (ОАО "НПО "Сатурн") Breathing system of turbine pedestal of double-flow jet turbine engine
RU2663364C2 (en) * 2016-12-28 2018-08-03 Акционерное общество "ОДК-Авиадвигатель" Low pressure turbine support
CN115288852A (en) * 2022-07-06 2022-11-04 中国船舶重工集团公司第七0三研究所 Low-pressure turbine bearing ring structure of power generation type low-power gas turbine
CN115306556A (en) * 2022-07-06 2022-11-08 中国船舶重工集团公司第七0三研究所 Power turbine bearing ring structure for low-power generation type gas turbine
RU220991U1 (en) * 2023-06-08 2023-10-12 Публичное акционерное общество "ОДК-Уфимское моторостроительное производственное объединение" Rear support of the rotor of a low-pressure turbine of an aircraft gas turbine engine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9303528B2 (en) Mid-turbine frame thermal radiation shield
US9810097B2 (en) Corrugated mid-turbine frame thermal radiation shield
US10221694B2 (en) Gas turbine engine component having vascular engineered lattice structure
US9279341B2 (en) Air system architecture for a mid-turbine frame module
EP3071913B1 (en) Monolithic tube-in matrix heat exchanger
US6719524B2 (en) Method of forming a thermally isolated gas turbine engine housing
JP5572178B2 (en) Vane structure and low pressure turbine for gas turbine engine
US8511969B2 (en) Interturbine vane with multiple air chambers
US9920641B2 (en) Gas turbine engine mid-turbine frame configuration
US9194252B2 (en) Turbine frame fairing for a gas turbine engine
EP3546725B1 (en) Internally cooled spoke
JP2014202207A (en) Turbomachine blade assembly
US20180087392A1 (en) Turbomachine provided with a vane sector and a cooling circuit
WO2014105781A1 (en) Frame strut cooling holes
JP2016205383A (en) Shroud assembly and shroud for gas turbine engine
US20140348642A1 (en) Conjoined gas turbine interface seal
EP2855892A2 (en) Seal land for static structure of a gas turbine engine
RU2267018C1 (en) Turbine rotor support of high-temperature gas-turbine engine
US9115600B2 (en) Insulated wall section
EP3130755A1 (en) Surface structure and corresponding method of forming
US11549396B2 (en) Mid-turbine frame for gas turbine engine
RU2399775C2 (en) Support adjusting device for connection of cases of double-circuit gas-turbine motor
US20170292395A1 (en) Integrated brush seals
US10697635B2 (en) Impingement cooled components having integral thermal transfer features
US10731494B2 (en) Overhanging seal assembly for a gas turbine

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner