RU2695239C1 - Модернизированное периферийное уплотнение рабочего колеса - Google Patents
Модернизированное периферийное уплотнение рабочего колеса Download PDFInfo
- Publication number
- RU2695239C1 RU2695239C1 RU2018120094A RU2018120094A RU2695239C1 RU 2695239 C1 RU2695239 C1 RU 2695239C1 RU 2018120094 A RU2018120094 A RU 2018120094A RU 2018120094 A RU2018120094 A RU 2018120094A RU 2695239 C1 RU2695239 C1 RU 2695239C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- flow part
- sensors
- seals
- honeycomb
- inserts
- Prior art date
Links
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 title claims abstract description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000011664 signaling Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000009304 pastoral farming Methods 0.000 claims description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 2
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000005474 detonation Methods 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
- F01D11/08—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator
- F01D11/12—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator using a rubstrip, e.g. erodible. deformable or resiliently-biased part
- F01D11/122—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator using a rubstrip, e.g. erodible. deformable or resiliently-biased part with erodable or abradable material
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
- G01B7/14—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring distance or clearance between spaced objects or spaced apertures
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области турбостроения и может быть использовано в качестве сигнализатора предаварийного состояния в связи с уменьшением величины радиального зазора в проточной части турбомашины в уплотнениях на периферии ступеней или в концевых (промежуточных) уплотнениях валов. Модернизированное периферийное уплотнение рабочего колеса включает в себя датчики-сигнализаторы перемещения сотовых вставок при задеваниях, которые установлены над сегментами с сотовыми вставками в зоне охлаждающего воздуха, а не в проточной части, причем нет специального охлаждения для датчиков-сигнализаторов. Достигается повышение надежности системы диагностики и сигнализации задеваний в проточной части и по валу работающей машине в процессе эксплуатации, а также использование недорогого и надежного оборудования в системе сигнализации и диагностики задеваний. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области турбостроения и может быть использовано в качестве сигнализатора предаварийного состояния в связи с уменьшением величины радиального зазора в проточной части турбомашины в уплотнениях на периферии ступеней или в концевых (промежуточных) уплотнениях валов.
Одним из перспективных направлений повышения надежности высокотемпературных газовых турбин при возможных задеваниях уплотнений в проточной части газовых турбин и уплотнений на валу является использование сотовых уплотнений, допускающих ограниченное врезание ротора в сотовую структуру без потер ее целостности. Однако выборка зазора при задеваниях является весьма опасным явлением для вращающихся частей ротора. Задевания деталей ротора при вращении элементов статора создает проблему надежной (безаварийной) работы всей установки.
Известные способы [1, 2 ,3] измерения радиальных зазоров в работающих турбинах, использующие датчики перемещения: емкостные, токовихревые, оптические, эндоскопические и другие. Их точность и принцип действия соответствуют физическим режимным параметрам рабочего тела, протекающего в лопаточной машине.
Характерной особенностью указанных методов является их относительная дороговизна, нестабильность показаний (ненадежность как сигнализаторов аварийного состояния). Кроме того возникают, например, проблемы использования датчиков в высокотемпературных газовых турбинах из-за их недостаточной надежности в условиях высокой температуры в проточной части турбины (до 1500 К). Конструкция охлаждаемых датчиков весьма сложна и недостаточно надежная.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, рассматривается система с сотовыми уплотнением над рабочим колесом с бандажной полкой [4], в котором измерение радиального зазора является косвенным, использование которого в системе защиты является проблематичным. Применение изобретения для рабочих колес без бандажных полос неприемлемо.
Задача изобретения это повышение надежности системы диагностики и сигнализации задеваний в проточной части и по валу работающей машине в процессе эксплуатации, а также использование недорогого и надежного оборудования в системе сигнализации и диагностики задеваний.
Указанная задача достигается тем, что модернизированное периферийное уплотнение рабочего колеса, включающее в себя датчики-сигнализаторы перемещения сотовых вставок при задеваниях, отличающееся тем, что датчики-сигнализаторы установлены над сегментами с сотовыми вставками в зоне охлаждающего воздуха, а не в проточной части, причем нет специального охлаждения для датчиков -сигнализаторов
В предлагаемом изобретении датчики-сигнализаторы задевания установлены над сегментами с сотовыми вставками, которые подпружинены в радиальном направлении и при возможном задевании перемещаются, ликвидируя зазор между датчиками-сигнализаторами и сегментами с сотовой вставкой, что повышает надежность регистрации возможных аварийных ситуаций при контакте с вращающимися частями на работающем двигателе, как в бандажных так и безбандажных турбинных ступенях. Так как датчики находятся в зоне охлаждающего воздуха, а не в проточной части, и не обтекаются газом высокой температуры, что повышает их эксплуатационную надежность и не требует специального охлаждения их. Сигнал перемещения сотовых вставок при касании с рабочей лопаткой, при δ=0, где δ-радиальный зазор между рабочей лопаткой и сотовым уплотнением, вырабатывается в бандажных и безбандажных ступенях, так как передается через подвижную вставку. Вырабатываемый сигнал (емкостной, токовихревой) поступает в систему аварийной сигнализации или схему автоматического регулирования зазора.
На рисунке показан общий вид уплотнения рабочего колеса.
Предлагаемое изобретение состоит из рабочего колеса, которое содержит обойму 1 с отверстием для подачи охлаждающего воздуха, сегмент с сотовой вставкой 2 с каналами для пропуска охлаждающего воздуха, плоскую пружину 3, датчик-сигнализатор 4, регистрирующий изменение радиального зазора, и указывающий прибор 5.
Диагностический признак задевания используется не только в системе защиты и регулирования зазора, но и как диагностический фактор состояния проточной части, используемый в процессе ремонта.
Источники информации
1. Эванс Д.М., Глезер Б. «Критический радиальный зазор рабочих лопаток газовой турбины: теория теплопередачи и эксперимент». (Evans D.M., Glezer В. «Critical gas turbine blade tip clearance: heat transfer analisis and experiment. Head and mass transfer rotation machinery. (1984).)
2. Щербаков В.Ф., Ивченко Д.Ф., Шатагин Л.Н., Богатов Э.Я. Измерение радиальных зазоров и осевого перемещения ротора в турбинах ГТД оптическим методом в сборнике «Метрологическое обеспечение испытаний авиационных двигателей».М. Труды ЦИАМ, №1090, 1984 г.
3. Шевченко И.В., Черный М.С., Бутонов В.В. «Методы измерения величины радиального зазора турбины на работающем двигателе». - М: «Техника воздушного флота». №6, 2002. г.
4. Патент на изобретение №2261994 «Способ регулирования демпфирующей силы в сотовом уплотнении для ротора турбомашин» FO1D 11/06.
Claims (1)
- Модернизированное периферийное уплотнение рабочего колеса, включающее в себя датчики-сигнализаторы перемещения сотовых вставок при задеваниях, отличающееся тем, что датчики-сигнализаторы установлены над сегментами с сотовыми вставками в зоне охлаждающего воздуха, а не в проточной части, причем нет специального охлаждения для датчиков-сигнализаторов.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018120094A RU2695239C1 (ru) | 2018-05-30 | 2018-05-30 | Модернизированное периферийное уплотнение рабочего колеса |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018120094A RU2695239C1 (ru) | 2018-05-30 | 2018-05-30 | Модернизированное периферийное уплотнение рабочего колеса |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2695239C1 true RU2695239C1 (ru) | 2019-07-22 |
Family
ID=67512348
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018120094A RU2695239C1 (ru) | 2018-05-30 | 2018-05-30 | Модернизированное периферийное уплотнение рабочего колеса |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2695239C1 (ru) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU663862A1 (ru) * | 1977-04-25 | 1979-05-25 | Всесоюзный Дважды Ордена Трудового Красного Знамени Теплотехнический Научно-Исследовательский Институт Им. Ф.Э.Дзержинского | Устройство дл регистрации касаний ротора о статор турбомашины |
| SU757749A1 (ru) * | 1978-07-07 | 1980-08-23 | Oleg N Antonov | Турбомашина 1 2 |
| US20090128166A1 (en) * | 2007-11-21 | 2009-05-21 | Rolls-Royce Plc | Apparatus to measure the clearance between a first component and a second component |
| RU2499891C1 (ru) * | 2012-04-12 | 2013-11-27 | Николай Борисович Болотин | Турбина газотурбинного двигателя |
| EP2668372A1 (fr) * | 2011-01-28 | 2013-12-04 | Snecma | Étage de turbomachine |
| RU2525281C2 (ru) * | 2006-12-07 | 2014-08-10 | Джерри ДЖОНСОН | Способ уплотнения турбины (варианты) |
-
2018
- 2018-05-30 RU RU2018120094A patent/RU2695239C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU663862A1 (ru) * | 1977-04-25 | 1979-05-25 | Всесоюзный Дважды Ордена Трудового Красного Знамени Теплотехнический Научно-Исследовательский Институт Им. Ф.Э.Дзержинского | Устройство дл регистрации касаний ротора о статор турбомашины |
| SU757749A1 (ru) * | 1978-07-07 | 1980-08-23 | Oleg N Antonov | Турбомашина 1 2 |
| RU2525281C2 (ru) * | 2006-12-07 | 2014-08-10 | Джерри ДЖОНСОН | Способ уплотнения турбины (варианты) |
| US20090128166A1 (en) * | 2007-11-21 | 2009-05-21 | Rolls-Royce Plc | Apparatus to measure the clearance between a first component and a second component |
| EP2668372A1 (fr) * | 2011-01-28 | 2013-12-04 | Snecma | Étage de turbomachine |
| RU2499891C1 (ru) * | 2012-04-12 | 2013-11-27 | Николай Борисович Болотин | Турбина газотурбинного двигателя |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8177474B2 (en) | System and method for turbine engine clearance control with rub detection | |
| US8225671B2 (en) | Apparatus and method for non-contacting blade oscillation measurement | |
| US8939709B2 (en) | Clearance control for a turbine | |
| US10935044B2 (en) | Segregated impeller shroud for clearance control in a centrifugal compressor | |
| JP5598940B2 (ja) | ロータブレードのブレード翼先端部と流路壁との間のラジアル方向間隙を調整するための方法 | |
| US20050114082A1 (en) | Method and apparatus for detecting rub in a turbomachine | |
| EP2375004A2 (en) | Methods, systems and apparatus relating to tip clearance calculations in turbine engines | |
| EP3321475B1 (en) | Oil debris monitoring using active valve configuration control | |
| JP6823089B2 (ja) | ターボ機械の非回転部品を監視するための方法およびシステム | |
| GB2453425A (en) | A system for measuring rotor imbalance via blade clearance sensors | |
| US20170184472A1 (en) | Sensor arrangement and measurement method for a turbomachine | |
| EP2065567A2 (en) | System for measuring blade deformation in turbines | |
| US20120148382A1 (en) | Method and apparatus for the model-based monitoring of a turbomachine | |
| US9671312B2 (en) | Method for determining the diameter of a rotor, which is equipped with rotor blades, of a turbomachine | |
| JP6736511B2 (ja) | 翼異常検出装置、翼異常検出システム、回転機械システム及び翼異常検出方法 | |
| CN107035437B (zh) | 利用遥测的冷却流的被动流调节 | |
| US8454297B2 (en) | Method for determining the remaining service life of a rotor of a thermally loaded turboengine | |
| RU2695239C1 (ru) | Модернизированное периферийное уплотнение рабочего колеса | |
| EP3772630B1 (en) | Heat exchanger blockage detection | |
| US10533530B2 (en) | Rotating machine and installation for converting energy comprising such a machine | |
| GB2496984A (en) | Method of monitoring kinematic link clearance in a turbomachine | |
| JP2016524080A (ja) | タービン及び摩擦検知方法 | |
| CN114719809A (zh) | 使用压力测量进行实时间隙评估的方法和装置 | |
| US9297271B2 (en) | Turbine blade monitoring arrangement and method of manufacturing | |
| US20240229666A9 (en) | Seal monitoring apparatus |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200531 |