RU27646U1 - Compensator GTU - Google Patents

Compensator GTU Download PDF

Info

Publication number
RU27646U1
RU27646U1 RU2002123127/20U RU2002123127U RU27646U1 RU 27646 U1 RU27646 U1 RU 27646U1 RU 2002123127/20 U RU2002123127/20 U RU 2002123127/20U RU 2002123127 U RU2002123127 U RU 2002123127U RU 27646 U1 RU27646 U1 RU 27646U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
shell
gas turbine
compensator
gas
diffuser
Prior art date
Application number
RU2002123127/20U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Н.Н. Борисов
Б.В. Сударев
А.В. Кравцов
В.М. Ширманов
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Энергомашкорпорация"
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 Открытое акционерное общество "Энергомашкорпорация" filed Critical Открытое акционерное общество "Энергомашкорпорация"
Priority to RU2002123127/20U priority Critical patent/RU27646U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU27646U1 publication Critical patent/RU27646U1/en

Links

Landscapes

  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Description

Компенсатор ГТУGTU Compensator

F02C 7/20 F16L51/02F02C 7/20 F16L51 / 02

Заявляемая полезная модель относится к машиностроению и может быть использована при создании стационарных и транспортных газотурбинных установок (ГТУ).The inventive utility model relates to mechanical engineering and can be used to create stationary and transport gas turbine units (GTU).

Известны линзовые и сильфонные компенсаторы (Овчинников И.Н., Овчинников Е.И. Судовые системы и трубопроводы. Л., Судостроение, 1988, стр.65), устанавливаемые непосредственно за диффузорным выпускным патрубком газовой турбины и предназначенные для снижения механических усилий, возникающих вследствие термических расширений деталей и узлов газотурбинного двигателя и воздействующих, в частности, на его корпус. При высоких температурах газа, свойственных современным газотурбинным двигателям, эти усилия при отсутствии термокомпенсации могут привести к разгерметизации фланцевых соединений на его корпусе, короблению, нештатному смещению корпуса относительно ротора турбины и, как следствие, аварии.Lens and bellows expansion joints are known (Ovchinnikov I.N., Ovchinnikov E.I. Ship systems and pipelines. L., Shipbuilding, 1988, p. 65), installed directly behind the diffuser outlet of the gas turbine and designed to reduce the mechanical forces arising due to thermal expansion of parts and components of a gas turbine engine and affecting, in particular, its body. At high gas temperatures typical of modern gas turbine engines, these efforts, in the absence of thermal compensation, can lead to depressurization of flange connections on its casing, warpage, abnormal displacement of the casing relative to the turbine rotor and, as a result, an accident.

Для энергетических ГТУ даже сравнительно малой мощности (до 10 Мвт) велики термические перемещения, воспринимаемые газовыми компенсаторами, а также их габаритные размеры. Последнее обусловлено значительными объемными расходами вьюокотемпературных газов, движущихся через компенсатор.For energy gas turbines even of relatively low power (up to 10 MW), the thermal displacements perceived by gas compensators and their overall dimensions are large. The latter is due to the significant volumetric flow rates of temperature-sensitive gases moving through the compensator.

кинетической энергии высокоскоростного газового потока в потенциальную энергию давления, необходимую для перемещения газа через теплообменное оборудование, размещенное в газоходе и выпуска газа в атмосферу.the kinetic energy of a high-speed gas stream into the potential pressure energy needed to move the gas through heat-exchange equipment located in the gas duct and release gas into the atmosphere.

Для высокой эффективности процесса преобразования энергии должно быть обеспечено безотрывное течение газа в диффузоре. Последнее возможно при малых углах раскрытия диффузора, а значит при большей его длине.For high efficiency of the energy conversion process, an uninterrupted gas flow in the diffuser must be ensured. The latter is possible at small opening angles of the diffuser, and therefore with a larger length.

Все это способствует увеличению продольных размеров диффузора и ГТУ в целом.All this contributes to an increase in the longitudinal dimensions of the diffuser and gas turbine in general.

Наиболее близким техническим решеним является конструкция двигателя Titan-130 производства фирмы Solar (International Turbomachinery, November/December, 2001, Vol. 42, № 7 p.19), в которой компенсатор содержит термоупругую гофрированную обечайку, установленную между входным и выходным патрубками, внутреннюю направляющую обечайку, закрепленную на входном патрубке и размещенную во внутренней полости компенсатора формирующую концевой участок диффузора газотурбинного двигателя обечайку, выполненную в виде усеченного конуса, основание которого направлено в сторону движения газового потока, присоединенную ребрами к входному патрубку.The closest technical solution is the design of the Titan-130 engine manufactured by Solar (International Turbomachinery, November / December, 2001, Vol. 42, No. 7 p.19), in which the compensator contains a thermoelastic corrugated shell mounted between the inlet and outlet nozzles, an internal a guide shell mounted on the inlet pipe and placed in the internal cavity of the compensator forming the end section of the diffuser of the gas turbine engine, a shell made in the form of a truncated cone, the base of which is directed in the direction of movement gas flow, the ribs attached to the inlet.

Размещение концевого участка диффузора в полости компенсатора позволило сократить продольные размеры двигателя без ущерба его надежности. Однако при использовании данного компенсатора для высокоэкономичной ГТУ с регенерацией теплоты в теплообменниках, размещенных в газовыпускном тракте необходимо обеспечить перестройку поля скоростей газа для подачи в газовый тракт теплообменников, что, вPlacing the end portion of the diffuser in the cavity of the compensator made it possible to reduce the longitudinal dimensions of the engine without compromising its reliability. However, when using this compensator for a highly economical gas turbine with heat recovery in heat exchangers located in the exhaust duct, it is necessary to restructure the gas velocity field for supplying heat exchangers to the gas duct, which, in

данной конструкции, можно обеспечить за счет существенного удлинения переходного патрубка, а следовательно и всей ГТУ.this design, can be achieved due to the significant lengthening of the adapter pipe, and therefore the entire gas turbine.

Полезной моделью решается задача повышения компактности ГТУ с регенерацией теплоты выпускных газов.A useful model solves the problem of increasing the compactness of gas turbines with heat recovery of exhaust gases.

Для решения поставленной задачи, в компенсаторе газотурбинной установки, содержащем термоупругую гофрированную обечайку, установленную между входным и выходным патрубками, внутреннюю направляющую обечайку, закрепленную одним концом на входном патрубке, и расположенную в его внутренней полости формирующую концевой участок диффузора газотурбинного двигателя обечайку, присоединенную ребрами к входному патрубку, указанная обечайка, формирующая концевой участок диффузора газотурбинного двигателя выполнена в виде конуса, усеченная вершина которого направлена в сторону движения газового потока.To solve the problem, in the compensator of a gas turbine installation containing a thermoelastic corrugated shell mounted between the inlet and outlet pipes, an inner guide shell fixed at one end to the inlet pipe and located in its inner cavity forming the end section of the diffuser of the gas turbine engine, connected by ribs to the inlet pipe, the specified shell forming the end section of the diffuser of the gas turbine engine is made in the form of a cone, truncated whose tire is directed towards the movement of the gas stream.

При этом, термоупругая гофрированная обечайка может быть выполнена из двух или более секций, соединенных между собой несущими обечайками.Moreover, the thermoelastic corrugated shell may be made of two or more sections interconnected by bearing shells.

При таком исполнении компенсатора нет необходимости в существенной перестройке газового потока при направлении его в тракт теплообменника, так как, в отличие от прототипа, вектора выходных скоростей газового потока направлены к оси переходного патрубка, что способствует сокращению длины вихревой зоны за обечайкой, выполненной в виде конуса, усеченная вершина которого направлена в сторону движения газового потока, и выравниванию поля скоростей по поперечному сечению патрубка, что существенно сокращает длину переходного патрубка между газотурбинным двигателем и этим теплообменником. Кроме того, наличие во внутреннейWith this design of the compensator, there is no need for significant restructuring of the gas stream when it is directed to the heat exchanger path, since, in contrast to the prototype, the vectors of the outlet gas flow velocities are directed to the axis of the transition pipe, which helps to reduce the length of the vortex zone behind the cone made in the form of a cone , the truncated apex of which is directed towards the movement of the gas stream, and the alignment of the velocity field along the cross section of the pipe, which significantly reduces the length of the transition pipe between gas turbine engine and this heat exchanger. In addition, the presence of internal

полости компенсатора ребер, имеющих удобообтекаемую форму, в предлагаемой конструкции, способствует выпрямлению закрученного газового потока движущегося в диффузоре. При этом происходит снижение гидравлических потерь в диффузоре, рост КПД процесса преобразования энергии в нем.cavity compensator ribs having a streamlined shape, in the proposed design, helps to straighten the swirling gas flow moving in the diffuser. In this case, there is a decrease in hydraulic losses in the diffuser, an increase in the efficiency of the energy conversion process in it.

.На чертеже приведен пример конструкции компенсатора ГТУ с термоупругой гофрированной обечайкой, выполненной из двух секций, продольный разрез..The drawing shows an example of the design of a gas turbine expansion joint with a thermoelastic corrugated shell made of two sections, a longitudinal section.

Компенсатор (фиг.) содержит термоупругую гофрированную обечайку 1, установленную между входным 2 и выходным 3 патрубками. В данном примере термоупругая гофрированная обечайка 1 выполнена из двух секций, соединенных соответствующей несущей обечайкой 4.The compensator (Fig.) Contains a thermoelastic corrugated shell 1, installed between the input 2 and output 3 pipes. In this example, the thermoelastic corrugated shell 1 is made of two sections connected by a corresponding supporting shell 4.

Для уменьшения гидравлического сопротивления внутри гофрированной обечайки 1 размещена направляющая обечайка 5, закрепленная одним концом на внутренней поверхности входного патрубка 2. В случае выполнения термоупругой гофрированной обечайки 1 из двух секций, направляющая обечайка 5 так же может быть выполнена из двух частей. При этом вторая часть закрепляется на несущей обечайке 4.To reduce hydraulic resistance, a guide shell 5 is placed inside the corrugated shell 1, fixed at one end on the inner surface of the inlet pipe 2. In the case of thermoelastic corrugated shell 1 of two sections, the guide shell 5 can also be made of two parts. In this case, the second part is fixed on the bearing shell 4.

Во внутренней полости компенсатора расположена формирующая концевой участок диффузора газотурбинного двигателя обечайка 6, выполненная в виде конуса, усеченная вершина которого направлена в сторону движения газового потока. Обечайка 6 присоединена к входному патрубку 2 ребрами 7, имеющими удобообтекаемую форму.In the inner cavity of the compensator, a shell 6 is formed that forms the end section of the diffuser of the gas turbine engine, made in the form of a cone, the truncated apex of which is directed towards the gas flow. The shell 6 is attached to the inlet pipe 2 by ribs 7 having a streamlined shape.

двигателя и вывода коммуникаций от датчиков контроля и диагностики его узлов и деталей.engine and output communications from sensors monitoring and diagnostics of its components and parts.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Газовый поток поступает в диффузорный канал, образованный внутренними стенками входного патрубка 2, направляющей обечайки 5, выходного патрубка 3 и внешней стенкой обечайки 6. В канале происходит преобразование кинетической энергии газового потока в потенциальную энергию давления, которое, при выполнении формирующей концевой участок диффузора газотурбинного двигателя обечайки 6 в виде конуса, усеченная вершина которого направлена в сторону движения газового потока, реализуется с высокой эффективностью из-за снижения гидравлических потерь энергии, обеспечиваемого ребрами 7.The gas stream enters the diffuser channel formed by the inner walls of the inlet pipe 2, the guide shell 5, the outlet pipe 3 and the outer wall of the shell 6. In the channel, the kinetic energy of the gas stream is converted into potential pressure energy, which, when forming the end section of the diffuser of the gas turbine engine shell 6 in the form of a cone, a truncated apex of which is directed towards the movement of the gas stream, is implemented with high efficiency due to a decrease in hydraulic Eph energy provided by the ribs 7.

Вместе с тем, термические перемещения, связанные с изменением температуры как собственно газотурбинного двигателя, так и газоходов, воздуховодов, патрубков и теплообменников ГТУ, воспринимается термоупругой гофрированной обечайкой 1 компенсатора, вызывая изменение ее длины, практически устраняя силовое воздействие на корпус газотурбинного двигателя, и, тем самым, исключая разгерметизацию фланцев и смещение корпуса двигателя относительно ротора, обеспечивая надежную работу ГТУ.At the same time, thermal displacements associated with changes in the temperature of both the gas turbine engine itself and the gas ducts, ducts, pipes and heat exchangers of the gas turbine are perceived by the thermoelastic corrugated shell 1 of the compensator, causing a change in its length, practically eliminating the force acting on the body of the gas turbine engine, and, thereby eliminating the depressurization of the flanges and the displacement of the motor housing relative to the rotor, ensuring reliable operation of the gas turbine.

При этом продольные размеры уменьшаются, так как не требуется перестраивать газовый поток перед подачей его в теплообменник, что сокращает длину переходного патрубка между газотурбинным двигателем и теплообменником, а значит и ГТУ в целом.At the same time, the longitudinal dimensions are reduced, since it is not necessary to reconstruct the gas flow before feeding it to the heat exchanger, which reduces the length of the transition pipe between the gas turbine engine and the heat exchanger, and hence the gas turbine as a whole.

Claims (2)

1. Компенсатор газотурбинной установки, содержащий термоупругую гофрированную обечайку, установленную между входным и выходным патрубками, внутреннюю направляющую обечайку, закрепленную одним концом на входном патрубке, и расположенную в его внутренней полости формирующую концевой участок диффузора газотурбинного двигателя обечайку, присоединенную ребрами к входному патрубку, отличающийся тем, что обечайка, формирующая концевой участок диффузора, выполнена в виде конуса, усеченная вершина которого направлена в сторону движения газового потока.1. The compensator of a gas turbine installation, comprising a thermoelastic corrugated shell installed between the inlet and outlet nozzles, an inner guide shell fixed at one end to the inlet pipe, and a shell located in its inner cavity forming the end portion of the diffuser of the gas turbine engine connected by ribs to the inlet pipe, the fact that the shell forming the end section of the diffuser is made in the form of a cone, a truncated apex of which is directed towards the gas lumen output. 2. Компенсатор по п.1, отличающийся тем, что его термоупругая гофрированная обечайка выполнена из двух или более секций, причем секции соединены между собой несущими обечайками.
Figure 00000001
2. The compensator according to claim 1, characterized in that its thermoelastic corrugated shell is made of two or more sections, and the sections are interconnected by bearing shells.
Figure 00000001
RU2002123127/20U 2002-09-02 2002-09-02 Compensator GTU RU27646U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002123127/20U RU27646U1 (en) 2002-09-02 2002-09-02 Compensator GTU

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002123127/20U RU27646U1 (en) 2002-09-02 2002-09-02 Compensator GTU

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU27646U1 true RU27646U1 (en) 2003-02-10

Family

ID=38164320

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002123127/20U RU27646U1 (en) 2002-09-02 2002-09-02 Compensator GTU

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU27646U1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2505754C2 (en) * 2010-11-18 2014-01-27 Томас Энд Бэттс Интернэйшнл, Инк. Heating device operating on gas, and system containing heating device
RU2563636C1 (en) * 2014-02-27 2015-09-20 Геннадий Герасимович Афонин Compensator of movements during torsion
RU2587018C2 (en) * 2011-02-11 2016-06-10 Снекма Reduced pressure-drop pipe element
RU228082U1 (en) * 2023-12-20 2024-08-15 Общество с ограниченной ответственностью "Искра-Нефтегаз Компрессор" FABRIC COMPENSATOR FOR THE INLET DEVICE OF A GAS TURBINE ENGINE
  • 2002

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2505754C2 (en) * 2010-11-18 2014-01-27 Томас Энд Бэттс Интернэйшнл, Инк. Heating device operating on gas, and system containing heating device
RU2587018C2 (en) * 2011-02-11 2016-06-10 Снекма Reduced pressure-drop pipe element
RU2563636C1 (en) * 2014-02-27 2015-09-20 Геннадий Герасимович Афонин Compensator of movements during torsion
RU228082U1 (en) * 2023-12-20 2024-08-15 Общество с ограниченной ответственностью "Искра-Нефтегаз Компрессор" FABRIC COMPENSATOR FOR THE INLET DEVICE OF A GAS TURBINE ENGINE

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101437172B1 (en) Turbine rotor support apparatus and system
CN111566318B (en) Guide blade for a turbomachine fan
US7707818B2 (en) Exhaust stacks and power generation systems for increasing gas turbine power output
EP1705342B1 (en) Connecting device between a cooling air plenum and a stator vane in a turbomachine
RU2616745C2 (en) Gas turbine system comprising gas turbine and method for reducing thermal and mechanical stresses acting on load junction in gas turbine
CN101377175A (en) Electricity generation in a turbine engine
US8707673B1 (en) Articulated transition duct in turbomachine
RU27646U1 (en) Compensator GTU
CN108431373B (en) Turbojet engine with thrust resistance device on the intermediate compressor casing
EP3722723A1 (en) Curved heat exchanger
US11022240B2 (en) Cooling and insulating manifold seal assembly for a propulsion system
EP2815081B1 (en) Drain pipe arrangement and gas turbine engine comprising a drain pipe arrangement
ITTN980018A1 (en) STEAM POWERED DEVICE AND APPARATUS FOR THE PRODUCTION OF STEAM TO INCREASE THE POWER AND REDUCE THE POLLUTANT EMISSIONS PRODUCED
US10036322B2 (en) Electroformed nickel-chromium alloy
CN107461253B (en) A kind of opposite-flushing type whirlpool rear exhaust apparatus
SE519323C2 (en) Modular gas turbine
CN111794807B (en) Power turbine inlet guider for fuel-drive compressor unit
RU62374U1 (en) GAS-TURBINE ENGINE OUTPUT DEVICE
CN110799741B (en) Arrangement of two turboshaft engines
EP2716886B1 (en) An exhaust arrangement
RU2310086C1 (en) Gas-turbine plant
CN112179668A (en) Thermal state performance test protection device for gas turbine engine component
EP2574730A2 (en) Turbine Shroud Impingement System With Bellows
CN112524824B (en) Supercritical carbon dioxide self-cooling turbine system for photo-thermal power generation
RU194926U1 (en) FLAME CONVERTER ASSEMBLY ASSEMBLY WITH HEAT PIPE COMBUSTION CHAMBER OF A GAS TURBINE ENGINE

Legal Events

Date Code Title Description
ND1K Extending utility model patent duration