RU2487251C2 - Теплоизолирующая конструкция для конструктивного элемента и спиральная конструкция - Google Patents

Теплоизолирующая конструкция для конструктивного элемента и спиральная конструкция Download PDF

Info

Publication number
RU2487251C2
RU2487251C2 RU2010125912/06A RU2010125912A RU2487251C2 RU 2487251 C2 RU2487251 C2 RU 2487251C2 RU 2010125912/06 A RU2010125912/06 A RU 2010125912/06A RU 2010125912 A RU2010125912 A RU 2010125912A RU 2487251 C2 RU2487251 C2 RU 2487251C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pressure plate
heat
wall
spiral
insulating structure
Prior art date
Application number
RU2010125912/06A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2010125912A (ru
Inventor
Секи ЯМАСИТА
Тосихиро ИНОЭ
Original Assignee
Мицубиси Хеви Индастрис, Лтд.
Пебл Бед Модьюлар Риэктор (Пти) Лимитид
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 Мицубиси Хеви Индастрис, Лтд., Пебл Бед Модьюлар Риэктор (Пти) Лимитид filed Critical Мицубиси Хеви Индастрис, Лтд.
Publication of RU2010125912A publication Critical patent/RU2010125912A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2487251C2 publication Critical patent/RU2487251C2/ru

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/24Heat or noise insulation
    • 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
    • F01D25/00Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/24Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
    • F01D25/26Double casings; Measures against temperature strain in casings
    • 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
    • F01D25/00Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/30Exhaust heads, chambers, or the like
    • 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
    • F01D9/00Stators
    • F01D9/02Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
    • F01D9/026Scrolls for radial machines or engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00Function
    • F05B2260/30Retaining components in desired mutual position
    • F05B2260/301Retaining bolts or nuts
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00Function
    • F05D2260/20Heat transfer, e.g. cooling
    • F05D2260/231Preventing heat transfer

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Supercharger (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Rotary Pumps (AREA)
  • Building Environments (AREA)

Abstract

Спиралеобразная конструкция содержит спиральную камеру, имеющую канал, через который рабочая текучая среда поступает внутрь этой камеры, и теплоизолирующую конструкцию. Теплоизолирующая конструкция предназначена для конструктивного элемента, в котором используется рабочая среда, нагретая до высокой температуры. Теплоизолирующая конструкция содержит крепежную часть, прижимную пластину, теплоизолирующий элемент и регулировочную часть. Крепежная часть проходит в радиальном направлении от внешней стенки конструктивного элемента. Установочное положение прижимной пластины относительно указанной крепежной части является регулируемым. Пластина присоединена к этой крепежной части с образованием пространства между прижимной пластиной и внешней стенкой. Теплоизолирующий элемент расположен между внешней стенкой и прижимной пластиной. Регулировочная часть расположена между внешней стенкой и прижимной пластиной и предназначена для задания пространства между внешней стенкой и прижимной пластиной за счет удерживания прижимной пластины на расстоянии от внешней поверхности указанной стенки. Достигается теплоизоляция впускного или выпускного патрубка паровой или газовой турбины без загрязнения рабочего тела фрагментами теплоизоляции. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

Description

Область техники
Изобретение относится к теплоизолирующей конструкции для конструктивного элемента, а также к спиральной конструкции, размещаемым в турбине, такой как паровая турбина или газовая турбина, которую используют в роторной машине.
Уровень техники
Говоря в общих чертах, спиральная конструкция, используемая в турбине, представляет собой конструктивный элемент, установленный перед первой статорной лопаткой (со стороны подачи рабочей текучей среды) или позади последней роторной лопатки (со стороны выпуска рабочей текучей среды) в турбине, в которой в качестве рабочей текучей среды используется высокотемпературный пар или газ. Рабочая текучая среда протекает через эту спиральную конструкцию, которая изготовлена, как правило, путем сварки листового металла или путем литья.
В случае спиральной конструкции, через которую протекает нагретая рабочая текучая среда, внешнюю периферическую поверхность этой конструкции принято омывать охлаждающей текущей средой, снижающей температуру спиральной конструкции. Это необходимо делать в целях поддержания надлежащей прочности материала спиральной конструкции.
Чтобы спиральная конструкция не нагревалась, а также не поглощала и не излучала тепло, передаваемое протекающей через нее рабочей текучей средой, в уровне техники принято использовать теплоизолирующую конструкцию. Из уровня техники известно применение теплоизолирующего материала, прикрепляемого изнури конструктивного элемента для предотвращения теплопередачи (см., например, японскую заявку на изобретение, в отношении которой не проводилась экспертиза; публикация №Н9-14576).
Однако согласно упомянутой заявке №Н9-14576 данную теплоизолирующую конструкцию не предполагается выполнять в трехмерной форме, подобно спиральной конструкции, поскольку в этом случае возникает проблема, заключающаяся в сложности изготовления такой теплоизолирующей конструкции.
Согласно вышеупомянутой теплоизолирующей конструкции внешний кожух, образующий конструктивный элемент, и внутренняя стенка, посредством которой теплоизоляционный материал прижимается к внешнему кожуху, скреплены друг с другом. Это значит, если внешний кожух и внутренняя стенка характеризуются различными показателями теплового расширения, разность между их тепловыми расширениями не будет компенсироваться, и возникнет опасность повреждения теплоизолирующей конструкции.
Поскольку теплоизолирующий материал располагают между полками, прикрепленными к внешнему кожуху посредством сварки, возникает проблема, заключающаяся в том, что указанные полки необходимо размещать таким образом, чтобы в результате образовывалась теплоизолирующая конструкция.
Толщина данной теплоизолирующей конструкции определяется высотой указанных полок, а следовательно, возникает дополнительная проблема, состоящая в сложности регулировки толщины теплоизолирующей конструкции.
Если для снижения температуры спиральной конструкции используется охлаждающая текучая среда, возникает необходимость в конструировании отдельной системы для подачи этой охлаждающей среды. В качестве охлаждающей текучей среды зачастую используют отработанную текучую среду, однако при этом в случае турбины, содержащей упомянутую спиральную конструкцию, или в случае установки, содержащей такую турбину, существует проблема снижения производительности, хотя производительность может различаться в зависимости от температурных условий или типа конструкции.
Если теплоизолирующая конструкция предусмотрена на внутренней поверхности спиральной конструкции, части теплоизолирующей конструкции могут отслаиваться, падать и переноситься потоком рабочей текучей среды к лопаткам турбины, расположенным ниже по потоку, в результате чего роторные и статорные лопатки могут быть повреждены. Кроме того, из-за эрозии может уменьшаться толщина трубы.
Сущность изобретения
Настоящее изобретение направлено на решение вышеупомянутых проблем, поэтому задача изобретения состоит в создании теплоизолирующей конструкции для конструктивного элемента, а также в создании спиральной конструкции, которые удобно использовать даже в отношении конструктивных элементов, выполненных за одно целое, и которые обеспечивают надежность системы и хорошие теплоизолирующие свойства.
Для достижения вышеуказанных целей в настоящем изобретении предложены следующие решения.
Согласно настоящему изобретению предложена теплоизолирующая конструкция для конструктивного элемента, содержащая: крепежную часть, проходящую в радиальном направлении от внешней стенки конструктивного элемента; прижимную пластину, присоединенную к указанной крепежной части с образованием пространства между прижимной пластиной и внешней стенкой; теплоизолирующий элемент, расположенный между внешней стенкой и прижимной пластиной.
Согласно настоящему изобретению теплоизолирующий элемент расположен снаружи конструктивного элемента, между внешней стенкой конструктивного элемента и прижимной пластиной. В результате, присоединять теплоизолирующую конструкцию становится гораздо проще по сравнению со случаем, при котором теплоизолирующую конструкцию размещают внутри конструктивного элемента. Кроме того, поскольку рабочая текучая среда, протекающая через спиральную конструкцию, не соприкасается с теплоизолирующей конструкцией, предотвращается отпадание теплоизолирующей конструкции, вызванное действием потока рабочей текучей среды.
Расстояние между прижимной пластиной и внешней стенкой конструктивного элемента регулируется изменением положения прижимной пластины относительно крепежной части. Данное обстоятельство облегчает регулировку толщины теплоизолирующей конструкции.
В качестве примера конструктивного элемента можно указать спиральную конструкцию, входящую в состав турбины, такой как паровая турбина или газовая турбина, используемая в роторной машине.
В соответствии с предпочтительным вариантом предложенной теплоизолирующей конструкции в ней предусмотрена регулировочная часть, расположенная между внешней стенкой и прижимной пластиной и предназначенная для задания пространства между внешней стенкой и прижимной пластиной за счет удерживания прижимной пластины на расстоянии от внешней поверхности указанной стенки.
При такой конфигурации упрощается задание расстояния между внешней стенкой и прижимной пластиной, а следовательно, облегчается регулировка толщины теплоизолирующей конструкции. Расстояние между внешней стенкой и прижимной пластиной легко задать следующим образом: на внешней стенке конструктивного элемента размещают регулировочную часть; снаружи регулировочной части предусматривают прижимную пластину; вводят прижимную пластину в упор с регулировочной частью.
За счет использования группы одинаковых регулировочных частей расстояния между прижимными пластинами и внешней стенкой можно задавать одинаковым образом в местах расположения этих регулировочных частей.
В предпочтительном случае заявленная теплоизолирующая конструкция дополнительно содержит группу прижимных пластин, конфигурация каждой из которых идентична конфигурации указанной прижимной пластины, причем эти прижимные пластины установлены таким образом, что их концы находятся на расстоянии друг от друга и выполнены с возможностью смещения относительно друг друга в направлении, в котором проходят указанные прижимные пластины.
Благодаря такой конструкции, если прижимные пластины характеризуются разными показателями теплового расширения, различие в этих показателях компенсируется за счет указанных мест, где концы прижимных пластин находятся на расстоянии друг от друга.
Кроме того, если разными показателями теплового расширения характеризуются конструктивный элемент и прижимная пластина, различие в этих показателях компенсируется за счет участка перекрытия прижимных пластин.
В предпочтительном случае заявленная теплоизолирующая конструкция дополнительно содержит разделительную пластину, проходящую в радиальном направлении от внешней стенки конструктивного элемента.
При такой конфигурации, поскольку теплоизолирующий элемент размещен в пространстве, ограниченном разделительной пластиной, не происходит смещения и отхода теплоизолирующего элемента под действием его собственного веса.
Также, в изобретении предложена спиральная конструкция, содержащая: спиральную камеру, имеющую канал, через который рабочая текучая среда поступает внутрь этой камеры; описанную выше теплоизолирующую конструкцию.
Благодаря принципам настоящего изобретения становится возможным предотвратить отпадание теплоизолирующей конструкции. Это значит, что изобретение обеспечивает надлежащие надежностные и теплоизолирующие свойства спиральной конструкции. Кроме того, в силу того, что изобретение облегчает регулировку толщины теплоизолирующей конструкции, теплоизолирующие свойства спиральной конструкции становится возможным улучшить еще больше.
Согласно предложенным теплоизолирующей конструкции, предназначенной для конструктивного элемента, и спиральной конструкции теплоизолирующий элемент предполагается размещать снаружи конструктивного элемента, между внешней стенкой спиральной конструкции и прижимной пластиной. Таким образом, достигается новый технический результат, заключающийся в облегчении использования теплоизолирующей конструкции и спиральной конструкции даже в отношении конструктивных элементов, выполненных за одно целое, при этом обеспечиваются надежность системы и хорошие теплоизолирующие свойства.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 схематически иллюстрирует конфигурацию всей газовой турбины, соответствующую одному из вариантов изобретения.
Фиг.2 в аксонометрии иллюстрирует конфигурацию изображенной на фиг.1 впускной спиральной части, показанную со стороны турбинной части.
Фиг.3 в сечении иллюстрирует спиральную камеру и теплоизолирующую конструкцию, показанные на фиг.2.
Фиг.4 схематически иллюстрирует основную конфигурацию теплоизолирующей конструкции, показанной на фиг.3.
Фиг.5 схематически иллюстрирует теплоизолирующую конструкцию, показанную на фиг.3.
Предпочтительный вариант выполнения изобретения
Далее со ссылкой на фиг.1-5 описаны теплоизолирующая конструкция и газовая турбина, оснащенная спиральной конструкцией, выполненные согласно принципам настоящего изобретения.
Фиг.1 схематически иллюстрирует конфигурацию всей газовой турбины, соответствующей одному из вариантов изобретения.
Как следует из фиг.1, газовая турбина 1 содержит кожухи 2А, 2В и 2С, определяющие ее наружную форму; турбинную часть 3, которая преобразует воздействие подаваемой рабочей текучей среды во вращательную движущую силу; вращательный вал 4, который приводится во вращение вокруг оси L под действием турбинной части 3; впускную спиральную часть (конструктивный элемент) 5, которая направляет рабочую текучую среду в турбинную часть 3; выпускную спиральную часть (конструктивный элемент) 6, в которую протекает рабочая текучая среда, выпущенная из турбинной части 3.
Как показано на фиг.1, кожухи 2А и 2С вместе с кожухом 2 В определяют наружную форму газовой турбины 1. Турбинная часть 3, вращательный вал 4, впускная спиральная часть 5 и выпускная спиральная часть 6 размещены в кожухах 2А и 2С. Каждый из кожухов 2А и 2С представляет собой по существу цилиндрический элемент, один торец которого закрыт. Говоря другими словами, кожухи представляют собой цилиндрические элементы, снабженные дном, т.е. так называемые горшкообразные элементы. Кожухи 2А и 2С расположены так, что их открытые торцы обращены друг к другу, при этом кожух 2В размещен между ними, а кожухи 2А и 2С скреплены друг с другом.
В закрытых торцах кожухов 2А и 2С предусмотрено сквозное отверстие 7, в которое вставлен вращательный вал 4. В цилиндрических поверхностях кожухов 2А и 2С выполнено отверстие 8, в которое вставлена труба, обеспечивающая втекание и вытекание рабочей текучей среды.
Из фиг.1 видно, что кожух 2В удерживает на себе турбинную часть 3 и определяет вместе с кожухами 2А и 2С внешнюю форму газовой турбины 1.
Кожух 2В по существу представляет собой дискообразный элемент, проходящий в радиальном направлении от оси L вращения. Он размещен между кожухами 2А и 2С.
Как показано на фиг.1, турбинная часть 3 создает вращательную движущую силу под действием рабочей текучей среды, подаваемой из впускной спиральной части 5, и приводит во вращение вращательный вал 4.
Турбинная часть 3 может иметь любую известную конструкцию, т.е. конструкция турбинной части 3 не ограничивает объем правовой охраны изобретения.
Как следует из фиг.1, вращательный вал 4 приводится в действие турбинной частью 3 и вращается вокруг оси L.
Согласно фиг.1 рабочая текучая среда протекает через впускную спиральную часть 5 и выпускную спиральную часть 6. Рабочая текучая среда поступает в турбинную часть 3 через впускную спиральную часть 5, а рабочая текучая среда, выпущенная из турбинной части 3, переходит в выпускную спиральную часть 6. Поскольку конфигурации впускной спиральной части 5 и выпускной спиральной части 6 являются по существу идентичными, в данной заявке описана только впускная спиральная часть 5, тогда как описание выпускной спиральной части 6 опущено.
Фиг.2 в аксонометрии иллюстрирует конфигурацию изображенной на фиг.1 впускной спиральной части, показанную со стороны турбинной части. Фиг.3 в сечении иллюстрирует спиральную камеру и теплоизолирующую конструкцию, показанные на фиг.2.
Как следует из фиг.2 и 3, впускная спиральная часть 5 содержит спиральную камеру 21, определяющую внешнюю форму впускной спиральной части 5, а также теплоизолирующую конструкцию 51.
Согласно фиг.1 и 2 спиральная камера 21 целиком выполнена в кольцевой форме и в своей центральной части имеет отверстие, через которое вставлен вращательный вал 4. Как показано на фиг.1, в спиральной камере 21 предусмотрены кольцевой канал (канал) 31, проходящий кольцом вокруг оси L вращения, и цилиндрический канал (канал) 32, проходящий от кольцевого канала 31 к турбинной части 3 вдоль оси L вращения.
Как показано на фиг.2, на внешней стенке спиральной камеры 21 предусмотрены ребра 21А, обеспечивающие прочность этой камеры 21. Ребра 21А проходят в радиальном направлении в пределах той части спиральной камеры 21, которая образует кольцевой канал 31.
Ребра 21А обеспечивают прочность спиральной камеры 21 и также предотвращают смещение теплоизолирующего элемента 56 в теплоизолирующей конструкции 51.
Фиг.4 схематически иллюстрирует основную конфигурацию теплоизолирующей конструкции, показанной на фиг.3. Фиг.5 схематически иллюстрирует теплоизолирующую конструкцию, показанную на фиг.3.
Как следует из фиг.3-5, теплоизолирующая конструкция 51 расположена на внешней стенке спиральной камеры 21 и предназначена для предотвращения теплообмена между рабочей текучей средой, протекающей через спиральную камеру 21, и средой, находящейся за пределами спиральной камеры 21. Говоря другими словами, теплоизолирующая конструкция 51 блокирует теплопередачу.
Как показано на фиг.4, теплоизолирующая конструкция 51 содержит выступ (крепежную часть) 52, проходящий в радиальном направлении от внешней стенки спиральной камеры 21; резьбовую шпильку (крепежную часть) 53, прикрепленную к выступу 52; регулировочную трубку (регулировочную часть) 54, охватывающую периферическую поверхность резьбовой шпильки 53 и проходящую в радиальном направлении; прижимную пластину 55, удерживаемую регулировочной трубкой 54 и проходящую вдоль спиральной камеры 21; теплоизолирующий элемент 56, расположенный между спиральной камерой 21 и прижимной пластиной 55; разделительную пластину 57, проходящую в радиальном направлении от спиральной камеры 21.
Выступ 52 удерживает на себе прижимную пластину 55 вместе с резьбовой шпилькой 53 и регулировочной трубкой 54. Выступ 52 выдается в радиальном направлении на расстояние, измеряемое от внешней стенки спиральной камеры 21.
Выступ 52 имеет резьбовое отверстие, в которое вставлена резьбовая шпилька 53.
Резьбовая шпилька 53 скрепляет прижимную пластину 55 с выступом 52 и регулировочной трубкой 54. В качестве резьбовой шпильки 53 может быть использован болт, известный из уровня техники. Это значит, что вид резьбовой шпильки не ограничивает объем правовой охраны изобретения.
Регулировочная трубка 54 скрепляет прижимную пластину 55 с выступом 52 и резьбовой шпилькой 53, а также регулирует расстояние между спиральной камерой 21 и прижимной пластиной 55. Регулировочная трубка 54 имеет по существу форму цилиндра, в который вставлена резьбовая шпилька 53. Один конец регулировочной трубки 54 примыкает к выступу 52, а другой конец примыкает к прижимной пластине 55.
Прижимная пластина 55 размещена между гайкой, навинченной на конец резьбовой шпильки 53, и торцом регулировочной трубки 54. Таким образом обеспечивается удержание прижимной пластины 55.
Как следует из фиг.2-4, прижимная пластина 55 действует в качестве крышки, ограничивающей между собой и спиральной камерой 21 пространство, в котором размещен теплоизолирующий элемент 56. Прижимная пластина 55 прижимает этот теплоизолирующий элемент 56 к спиральной камере 21.
Прижимная пластина 55 представляет собой по существу плоский пластинчатый элемент, проходящий вдоль спиральной камеры 21. Прижимные пластины 55 размещены относительно изогнутой поверхности спиральной камеры 21 таким образом, что между ними образованы разделительные участки 58, расположенные на заданном расстоянии друг от друга. Разделительные участки 58 предусмотрены не только между прижимными пластинами 55, но и между прижимной пластиной 55 и ребром 21А, а также между прижимной пластиной 55 и разделительной пластиной 57.
Если показатели теплового расширения спиральной камеры 21 и прижимной пластины 55 отличаются от друг друга, то разделительный участок 58, имеющий заданную ширину, может компенсировать различие между этими показателями. Говоря другими словами, разделительный участок 58 представляет собой предварительно заданное расстояние, посредством которого может быть скомпенсировано тепловое расширение прижимной пластины 55.
В случае предложенной конфигурации, если показатели теплового расширения различных прижимных пластин 55 отличаются друг от друга, несоответствие этих показателей может быть скомпенсировано за счет разделительных участков 58, образованных между указанными прижимными пластинами 55. Кроме того, если друг от друга отличаются показатели теплового расширения спиральной камеры 21 и прижимной пластины 55, разница в этих показателях теплового расширения также может быть компенсирована разделительными участками 58.
Прижимные пластины 55 снабжены соединительными пластинами 59, размещаемыми поверх разделительных участков 58. Как для примера показано на фиг.5, каждая из соединительных пластин 59 установлена таким образом, что один ее конец 59А приварен к соответствующей, расположенной рядом прижимной пластине 55, а другой ее конец 59В может смещаться относительно другой прижимной пластины 55 в направлении теплового расширения пластины.
Как следует из фиг.3-5, теплоизолирующий элемент 56 расположен между спиральной камерой 21 и прижимной пластиной 55 и предотвращает теплообмен между рабочей текучей средой, протекающей через спиральную камеру 21, и средой, находящейся снаружи спиральной камеры 21.
Как показано на фиг.5, в качестве теплоизолирующего элемента 56 используются листовой теплоизолирующий элемент 56А и насыпной (например, хлопьеобразный) теплоизолирующий элемент 56В.
Теплоизолирующий элемент 56А используется в зоне, в которой спиральная камера 21 имеет относительно ровную форму, причем теплоизолирующие элементы 56А используются уложенными слоями.
Теплоизолирующий элемент 56 В имеет хлопьеобразную форму и используется в зоне, в которой поверхность спиральной камеры 21 имеет изогнутую форму, или в концевой зоне, т.е. там, где затруднено использование листового теплоизолирующего элемента 56А.
Теплоизолирующий элемент 56А может быть расположен в зоне, показанной на фиг.5, границы которой конкретно не ограничены. Например, оба конца теплоизолирующего элемента 56А могут достигать участков, обозначенных на чертеже пунктирными линиями.
Как показано на фиг.3-5, разделительная пластина 57 представляет собой пластинчатый элемент, проходящий в радиальном направлении от спиральной камеры 21, причем разделительная пластина 57 ограничивает пространство, в котором расположен теплоизолирующий элемент 56.
В некоторых случаях разделительная пластина 57 может быть использована вместе с ребрами 21А, так что в некоторых случаях нет необходимости различать между собой разделительные пластины 57 и ребра 21А.
Далее поясняется функционирование газовой турбины 1, имеющей вышеописанную конструкцию.
Согласно фиг.1 рабочая текучая среда, нагретая до высокой температуры в высокотемпературной газовой печи, протекает во впускную спиральную часть 5 газовой турбины 1. Затем рабочая текучая среда, поступившая во впускную спиральную часть 5, протекает в кольцевой канал 31 и течет в цилиндрический канал 32 по существу с одинаковой в окружном направлении скоростью. Рабочая текучая среда, поступившая в цилиндрический канал 32, проходит в турбинную часть 3 и течет по ней.
Как следует из фиг.1, в турбинной части 3 вращается роторная лопатка, приводимая во вращение рабочей текучей средой, протекающей в турбинной части 3, при этом вращательная движущая сила, создаваемая роторной лопаткой, передается вращательному валу 4. Затем рабочая текучая среда, температура которой снизилась в результате отдачи усилия вращения турбинной части 3, выпускается из части 3.
Как видно из фиг.1, рабочая текучая среда, выпущенная из турбинной части 3, протекает в цилиндрический канал 32 выпускной спиральной части 6, и протекает в кольцевой канал 31. Рабочая текучая среда, поступившая в кольцевой канал 31, выходит из выпускной спиральной части 6, т.е. из газовой турбины 1, и снова вводится в высокотемпературную газовую печь через соответствующую систему.
Согласно вышеупомянутой конструкции теплоизолирующие элементы 56А и 56В находятся снаружи спиральной камеры 21, они размещены между ее внешней стенкой и прижимной пластиной 55. Таким образом, по сравнению со случаем, в котором теплоизолирующая конструкция 51 расположена внутри спиральной камеры 21, в данном случае размещать теплоизолирующую конструкцию 51 становится проще. Кроме того, рабочая текучая среда, протекающая через спиральную камеру 21, не соприкасается с теплоизолирующей конструкцией 51. Данное обстоятельство позволяет не допустить отпадания теплоизолирующей конструкции 51, вызываемого действием потока рабочей текучей среды. В результате, применять предложенную теплоизолирующую конструкцию становится проще даже в отношении спиральной камеры 21, выполненной за одно целое, при этом она позволяет обеспечить надлежащие прочностные и теплоизолирующие свойства системы.
Расстояние между прижимной пластиной 55 и внешней стенкой спиральной камеры 21 можно регулировать путем изменения положения прижимной пластины 55 относительно резьбовой шпильки 53. Таким образом, упрощается регулировка толщины теплоизолирующей конструкции 51.
Изменять расстояние между прижимной пластиной 55 и внешней стенкой спиральной камеры 21 удобно при помощи регулировочной трубки 54. Благодаря этому можно существенно упростить регулировку толщины теплоизолирующей конструкции 51.
Расстояния между прижимными пластинами 55 и внешней стенкой спиральной камеры 21 в месте, где расположены регулировочные трубки 54, можно легко задавать одинаковыми благодаря использованию группы одинаковых регулировочных трубок 54.
Поскольку теплоизолирующие элементы 56А и 56В размещаются в пространстве, ограниченном разделительной пластиной 57, становится возможным не допустить смещения и отхода теплоизолирующих элементов 56А и 56В под действием их собственного веса.
Объем правовой охраны изобретения не ограничивается представленным вариантом его выполнения. Напротив, в представленный вариант могут быть внесены различные изменения, не отклоняющиеся от сущности данного изобретения.
В частности, несмотря на то, что данное изобретение рассмотрено на примере его использования в отношении осевой турбины, оно может быть применено и к другим типам турбин, таким как центробежная турбина и диагональная турбина.
Изобретение также можно применять в отношении газовых турбин других типов, например, в отношении газовой турбины, в которой в качестве рабочей текучей среды использован воздух, а в качестве источника тепла - энергия сгорания топлива. Кроме того, изобретение можно применять не только в отношении машин, использующих текучую среду (таких как паровая турбина), но и в отношении других конструктивных элементов, в которых необходимо использовать теплоизолирующую конструкцию. Это значит, что конкретный вид конструктивного элемента не ограничивает объем правовой охраны настоящего изобретения.

Claims (6)

1. Теплоизолирующая конструкция для конструктивного элемента, в котором используется рабочая среда, нагретая до высокой температуры, содержащая: крепежную часть, проходящую в радиальном направлении от внешней стенки конструктивного элемента; прижимную пластину, установочное положение которой относительно указанной крепежной части является регулируемым, и которая присоединена к этой крепежной части с образованием пространства между прижимной пластиной и внешней стенкой; теплоизолирующий элемент, расположенный между внешней стенкой и прижимной пластиной; и регулировочную часть, расположенную между внешней стенкой и прижимной пластиной и предназначенную для задания пространства между внешней стенкой и прижимной пластиной за счет удерживания прижимной пластины на расстоянии от внешней поверхности указанной стенки.
2. Конструкция по п.1, дополнительно содержащая группу прижимных пластин, конфигурация каждой из которых идентична конфигурации указанной прижимной пластины, причем эти прижимные пластины установлены таким образом, что их концы находятся на расстоянии друг от друга и выполнены с возможностью смещения относительно друг друга в направлении, в котором проходят указанные прижимные пластины.
3. Конструкция по п.2, в которой указанные концы прижимных пластин находятся на предварительно заданном расстоянии друг от друга.
4. Конструкция по п.2 или 3, в которой предусмотрены соединительные пластины, размещаемые поверх разделительных участков между смежными прижимными пластинами, причем каждая из соединительных пластин прикреплена к одной прижимной пластине, но является смещаемой относительно смежной прижимной пластины.
5. Конструкция по п.1 или 2, дополнительно содержащая разделительную пластину, проходящую в радиальном направлении от внешней стенки конструктивного элемента.
6. Спиралеобразная конструкция, содержащая: спиральную камеру, имеющую канал, через который рабочая текучая среда поступает внутрь этой камеры; и теплоизолирующую конструкцию по любому из пп.1-5.
RU2010125912/06A 2008-03-31 2009-03-27 Теплоизолирующая конструкция для конструктивного элемента и спиральная конструкция RU2487251C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008093739 2008-03-31
JP2008-093739 2008-03-31
PCT/JP2009/056930 WO2009123302A2 (en) 2008-03-31 2009-03-27 Thermal insulation structure for structural member, and scroll structure

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010125912A RU2010125912A (ru) 2012-05-10
RU2487251C2 true RU2487251C2 (ru) 2013-07-10

Family

ID=41136029

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010125912/06A RU2487251C2 (ru) 2008-03-31 2009-03-27 Теплоизолирующая конструкция для конструктивного элемента и спиральная конструкция

Country Status (7)

Country Link
US (1) US8613589B2 (ru)
EP (1) EP2283218B1 (ru)
JP (1) JP4969687B2 (ru)
CN (1) CN101952574B (ru)
RU (1) RU2487251C2 (ru)
WO (1) WO2009123302A2 (ru)
ZA (1) ZA201004539B (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2676907C1 (ru) * 2017-10-17 2019-01-11 Эдуард Борисович Назаров Улитка для выхлопных газов газотурбинного двигателя

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2991375A1 (fr) * 2012-06-04 2013-12-06 Alstom Technology Ltd Ecran de protection thermique pour une conduite d'arrivee de vapeur dans une turbine basse pression
JP5503767B1 (ja) * 2013-03-12 2014-05-28 川崎重工業株式会社 高温ガスの保温ダクト
EP2947283B1 (fr) * 2014-05-23 2017-01-11 GE Energy Products France SNC Structure d'isolation thermo-acoustique pour échappement de machine tournante
DE112018002412B4 (de) * 2017-05-11 2023-12-07 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Wärmespeichervorrichtung für Turbinengehäuse, Sicherungsmittel zum Befestigen eines Wärmespeicherblocks für Turbinengehäuse und Verfahren zur Befestigung eines Wärmespeicherblocks für Turbinengehäuse
CN113775419B (zh) * 2021-11-11 2022-03-08 中国航发四川燃气涡轮研究院 一种可适应不同方向热变形的挂钩式连接结构
US11927137B2 (en) * 2022-03-21 2024-03-12 Ge Infrastructure Technology Llc System and method for insulating components in an exhaust gas flow from a gas turbine

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB679916A (en) * 1949-04-29 1952-09-24 Geoffrey Bertram Robert Feilde Improvements in gas turbines
GB1220175A (en) * 1968-02-23 1971-01-20 G & B Company Leicester Ltd Heat-insulating means for a turbocharger
SU708031A1 (ru) * 1977-09-22 1980-01-05 Проектно-Технологический И Конструкторский Институт Организации Производства И Экономики Монтажных И Специальных Строительных Работ "Укрпткимонтажспецстрой" Теплоизол ционное покрытие металлических поверхностей
DE3042971A1 (de) * 1980-11-14 1982-06-03 Aktiengesellschaft Kühnle, Kopp & Kausch, 6710 Frankenthal Gehaeuse fuer eine gasturbine und ein verfahren zur herstellung eines derartigen gehaeuses
SU1189962A2 (ru) * 1983-09-30 1985-11-07 Производственное Объединение "Мосспецпромпроект" Устройство дл креплени теплоизолирующих плит к строительной конструкции
US5662457A (en) * 1993-09-13 1997-09-02 G&H Montage Gmbh Heat insulation assembly
JP2004308502A (ja) * 2003-04-04 2004-11-04 Mitsubishi Heavy Ind Ltd エキスパンションジョイント及びその組み付け方法
DE102004018987A1 (de) * 2004-04-20 2005-11-17 Mtu Friedrichshafen Gmbh Berstschutz für eine Turbomaschine, insbesondere für eine Radialturbomaschine

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2625013A (en) * 1948-11-27 1953-01-13 Gen Electric Gas turbine nozzle structure
US3196611A (en) * 1961-07-03 1965-07-27 Chrysler Corp Gas turbine engine
US3321179A (en) * 1965-09-13 1967-05-23 Caterpillar Tractor Co Gas turbine engines
US4083180A (en) * 1976-10-01 1978-04-11 Caterpillar Tractor Co. Gas turbine engine internal insulation
DE8119591U1 (de) 1981-07-04 1981-11-12 Bock, Klaus-Peter, 3250 Hameln 1 Waermedaemmende platte
FR2535795B1 (fr) * 1982-11-08 1987-04-10 Snecma Dispositif de suspension d'aubes statoriques de compresseur axial pour le controle actif des jeux entre rotor et stator
JP2505498B2 (ja) 1987-10-31 1996-06-12 三菱重工業株式会社 ラジアルタ―ビン過給機
US5403150A (en) * 1988-04-28 1995-04-04 Teledyne Industries, Inc. Bearing insulating system for aircraft turbocharger
US4921401A (en) 1989-02-23 1990-05-01 United Technologies Corporation Casting for a rotary machine
US5601406A (en) * 1994-12-21 1997-02-11 Alliedsignal Inc. Centrifugal compressor hub containment assembly
JPH0914576A (ja) 1995-06-27 1997-01-17 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 高温流体ダクトの内部保温構造
DE19855130A1 (de) * 1998-11-30 2000-05-31 Abb Alstom Power Ch Ag Kühlbarer Mantel einer Gasturbine oder dergleichen
CN1199555C (zh) 2000-06-05 2005-05-04 柴海龙 悬气室保温棚膜及其模具

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB679916A (en) * 1949-04-29 1952-09-24 Geoffrey Bertram Robert Feilde Improvements in gas turbines
GB1220175A (en) * 1968-02-23 1971-01-20 G & B Company Leicester Ltd Heat-insulating means for a turbocharger
SU708031A1 (ru) * 1977-09-22 1980-01-05 Проектно-Технологический И Конструкторский Институт Организации Производства И Экономики Монтажных И Специальных Строительных Работ "Укрпткимонтажспецстрой" Теплоизол ционное покрытие металлических поверхностей
DE3042971A1 (de) * 1980-11-14 1982-06-03 Aktiengesellschaft Kühnle, Kopp & Kausch, 6710 Frankenthal Gehaeuse fuer eine gasturbine und ein verfahren zur herstellung eines derartigen gehaeuses
SU1189962A2 (ru) * 1983-09-30 1985-11-07 Производственное Объединение "Мосспецпромпроект" Устройство дл креплени теплоизолирующих плит к строительной конструкции
US5662457A (en) * 1993-09-13 1997-09-02 G&H Montage Gmbh Heat insulation assembly
JP2004308502A (ja) * 2003-04-04 2004-11-04 Mitsubishi Heavy Ind Ltd エキスパンションジョイント及びその組み付け方法
DE102004018987A1 (de) * 2004-04-20 2005-11-17 Mtu Friedrichshafen Gmbh Berstschutz für eine Turbomaschine, insbesondere für eine Radialturbomaschine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2676907C1 (ru) * 2017-10-17 2019-01-11 Эдуард Борисович Назаров Улитка для выхлопных газов газотурбинного двигателя

Also Published As

Publication number Publication date
JP2011506808A (ja) 2011-03-03
WO2009123302A3 (en) 2010-09-16
CN101952574A (zh) 2011-01-19
EP2283218A2 (en) 2011-02-16
US20100316491A1 (en) 2010-12-16
RU2010125912A (ru) 2012-05-10
CN101952574B (zh) 2015-05-20
WO2009123302A2 (en) 2009-10-08
ZA201004539B (en) 2013-03-27
US8613589B2 (en) 2013-12-24
JP4969687B2 (ja) 2012-07-04
EP2283218B1 (en) 2016-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2487251C2 (ru) Теплоизолирующая конструкция для конструктивного элемента и спиральная конструкция
RU2416028C2 (ru) Устройство охлаждения картера турбины турбомашины
RU2645894C2 (ru) Рабочая лопатка турбины
US7082771B2 (en) Combustion chamber
RU2576600C2 (ru) Устройство направляющих лопаток для турбины и способ его изготовления
US20090185895A1 (en) Steam Turbine
US20070062198A1 (en) Combustion chamber
US8505274B2 (en) Gas turbine
US20060260292A1 (en) Gas turbine exhaust diffuser
RU2678861C1 (ru) Устройство для газовой турбины
US8091364B2 (en) Combustion chamber wall, gas turbine installation and process for starting or shutting down a gas turbine installation
RU2405940C1 (ru) Турбинная лопатка
EP3133243B1 (en) Gas turbine blade
JP5336649B2 (ja) シールプレートおよび動翼システム
JP2017519156A (ja) 半径流ターボ機械
JP2004108768A (ja) ガスタービンの燃焼器
JP6679710B2 (ja) ターボチャージャー
JP5502087B2 (ja) ガスタービンのためにタービンガイドベーンサポートおよびガスタービンを作動するための方法
US6676370B2 (en) Shaped part for forming a guide ring
US20050247062A1 (en) Gas turbine
US20050000229A1 (en) Gas turbine
US20180355798A1 (en) Plenum for cooling turbine flowpath components and blades
EP2276912B1 (en) Rotary machine
KR20190044154A (ko) 터빈 케이싱 및 이를 포함하는 터빈 및 가스터빈
EP3489466B1 (en) Gas turbine assembly