SU1638592A1

SU1638592A1 - Installation for utilization of energy of gas turbine exhaust gases

Info

Publication number: SU1638592A1
Application number: SU884650773A
Authority: SU
Inventors: Виктор Иосифович Локай; Александр Филиппович Павлов; Юрий Георгиевич Красильников; Адольф Степанович Лиманский; Александр Иванович Архипов; Валерий Иванович Прокопьев; Рустэм Саидович Агачев
Original assignee: Казанский Авиационный Институт Им.А.Н.Туполева
Priority date: 1988-02-01
Filing date: 1988-02-01
Publication date: 1991-03-30

Abstract

Изобретение позвол ет повысить ресурс и надежности работы установки путем обеспечени перепуска газов с помощью заслонки 7 мимо турбины 2 при изменении режима работы испытуемого двигател . Регулирование подачи газов на турбину 2 осуществл ют также лопатки соплового аппарата 8 с помощью привода и датчика числа оборотов. 1 з.п, ф-лы, 2 ил.The invention makes it possible to increase the service life and reliability of the installation by providing gas bypass using damper 7 past the turbine 2 when the operating mode of the engine under test is changed. The regulation of the gas supply to the turbine 2 is also carried out by the blades of the nozzle apparatus 8 by means of a drive and a speed sensor. 1 z.p, f-ly, 2 ill.

Description

Изобретение относится к специальному оборудованию испытательных станций моторостроительных заводов и может быть использовано при испытаниях реактивных газотурбинных двигателей.The invention relates to special equipment of testing stations of engine plants and can be used in testing jet gas turbine engines.

Целью изобретения является повышение ресурса и надежности работы установки.The aim of the invention is to increase the resource and reliability of the installation.

На фиг.1 представлена предлагаемая установка, общий вид; на фиг.2 - схема работы регулирующих заслонок.Figure 1 presents the proposed installation, General view; figure 2 - scheme of operation of the control flaps.

Установка для утилизации энергии выхлопных газов газотурбинных двигателей на испытательных станциях содержит выхлопной тракт 1, газовую турбину 2 с потребителем 3 мощности, расположенные вне выхлопного тракта 1, подводящий и отводящий газоводы 4 и 5, связывающие газовую турбину 2 с выхлопным трактом 1, и перепускной гэзовод 6 с заслонками (не показаны). Установка дополнительно снабжена кольцевой заслонкой 7. кинематически связанной с приводом (не показан), причем подводящий газовод 4 монтирован с зазором относительно входа в турбину 2, перекрытым заслонкой 7. Установка снабжена также регулируемым сопловым аппаратом 8. Одним концом подводящий 4 и отводящий 5 газоводы прикреплены к стенкам выхлопного тракта 1 с помощью узлов 9 крепления с упругих элементов 10. Другие концы газоводов 4 и 5, обращенные к турбине 2, установлены на подвижном устройстве 11 (типа рольганг) и не соприкасаются с корпусом турбины 2. Между подводящим газоводом 4 и корпусом турбины 2 выдержан осевой зазор да, величина которого может регулироваться с помощью кольцевой заслонки 7. Максимальный размер зазора должен обеспечивать перепуск всего количества газа, забиваемого подводящим газоводом 4 из выхлопного тракта 1 испытательного бокса.Installation for utilization of energy of exhaust gases of gas turbine engines at test stations contains an exhaust tract 1, a gas turbine 2 with a consumer 3 of power located outside the exhaust path 1, supply and exhaust gas ducts 4 and 5, connecting the gas turbine 2 with exhaust tract 1, and a bypass gas supply 6 with shutters (not shown). The installation is additionally equipped with an annular shutter 7. kinematically connected to the actuator (not shown), and the inlet gas duct 4 is mounted with a gap relative to the entrance to the turbine 2, blocked by the shutter 7. The installation is also equipped with an adjustable nozzle apparatus 8. At one end, the inlet 4 and the outlet 5 gas ducts are attached to the walls of the exhaust tract 1 by means of attachment nodes 9 with elastic elements 10. The other ends of the gas ducts 4 and 5 facing the turbine 2 are mounted on a movable device 11 (such as a roller conveyor) and are not in contact with the housing 2. Rbin gazovodom between the supply 4 and the turbine casing 2 and the axial clearance is maintained, the value of which can be adjusted via an annular valve 7. The maximum gap size must provide the total amount of bypass gas slaughter gazovodom a supply 4 of the exhaust duct 1 test cell.

Сопловой аппарат 8 (фиг.2) имеет привод 12, управляемый следящей системой 13, в которой заложена программа положений привода 12 поворота сопловых лопаток в зависимости от режима испытаний ГТД и числа оборотов утилизационной турбины 2, получаемых при помощи датчика 14 оборотов.The nozzle apparatus 8 (FIG. 2) has a drive 12 controlled by a follow-up system 13, in which a program of positions of the drive 12 for turning the nozzle blades is laid out depending on the gas turbine engine test mode and the number of revolutions of the recovery turbine 2 obtained using the revolution sensor 14.

Установка работает следующим образом.Installation works as follows.

Часть газов из реактивной струи испытуемого ГТД отбирается в выхлопном тракте испытательного бокса заборным отверстием газовода 4 и транспортируется к турбине 2, откуда, совершив работу, выбрасывается в отводящий газовод 5, из которого возвращается в выхлопной тракт испытательного бокса. Мощность, вырабатываемая турбиной 2, передается на потребитель 3 мощности. Узлы 9 крепления с упругими элементами 10 и подвижными устройствами 11 позволяют газоводам 4 и 5 свободно расширяться и в осевом, и в радиальном направлениях, не воздействуя на турбину 2. Вибрации газоводов 4 и 5 также не передаются на турбину 2. Таким образом повышается надежность работы турбины 2 и ее ресурс.A part of the gases from the jet of the tested gas turbine engine is sampled in the exhaust duct of the test box by the intake opening of the gas duct 4 and transported to the turbine 2, from where, having completed work, it is discharged into the exhaust gas duct 5 from which it is returned to the exhaust duct of the test box. The power generated by the turbine 2 is transmitted to the consumer 3 power. Mounting units 9 with elastic elements 10 and movable devices 11 allow gas ducts 4 and 5 to expand freely both axially and radially without affecting the turbine 2. The vibrations of the gas ducts 4 and 5 are also not transmitted to the turbine 2. This increases the reliability turbine 2 and its resource.

В зависимости от режима работы испытуемого ГТД и положения поворотных лопаток соплового аппарата 8 турбины 2 в открытый радиальный зазор да между турбиной 2 и газоводом 4 может эжектироваться воздух из газовода 6 перепуска либо перепускаться в газовод 6 избыточное количест-. во газа, которое в газоводе 6 смешивается с эжектируемым воздухом, а затем выбрасывается за турбину 2 в газовод 5. При испытании различных типоразмеров ГТД наличие кольцевой заслонки 7 необходимо, чтобы избежать избыточной эжекции воздуха через осевой зазор да, т.е. заслонка 7 обеспечивает универсальность установки к нескольким типоразмерам ГТД. При испытании одного типоразмера ГТД заслонка 7 в конструкции установки может отсутствовать, а все регулирование осуществляется поворотом лопаток соплового аппарата 8. При полностью закрытом сопловом аппарате 8 (аварийный сброс) осевой зазор dL должен обеспечить полный перепуск газа в газовод 6. Регулированием положения лопаток соплового аппарата 8 осуществляется по программе испытаний, заложенной в следящей системе 13, которая управляет работой привода 12. При необходимости поддержания постоянным числа оборотов турбины 2 в следящую систему поступает сигнал от датчика 14 числа оборотов, по которому следящая система управляет положением лопаток соплового аппарата 8.Depending on the mode of operation of the test gas turbine engine and the position of the rotary blades of the nozzle apparatus 8 of the turbine 2, air can be ejected from the bypass gas duct 6 or excess amount can be ejected into the gas duct 6 between the turbine 2 and gas duct 4. in the gas, which in the gas duct 6 is mixed with the ejected air, and then discharged over the turbine 2 into the gas duct 5. When testing various sizes of gas turbine engines, the presence of an annular shutter 7 is necessary to avoid excessive air ejection through the axial clearance yes, i.e. damper 7 provides versatility of installation to several standard sizes of gas turbine engines. When testing one type of gas turbine engine, the shutter 7 may be absent in the design of the installation, and all regulation is carried out by turning the blades of the nozzle apparatus 8. With the nozzle apparatus 8 completely closed (emergency discharge), the axial clearance dL should ensure complete gas bypass into the gas duct 6. Regulation of the position of the blades of the nozzle apparatus 8 is carried out according to the test program embedded in the servo system 13, which controls the operation of the drive 12. If necessary, maintain a constant speed of the turbine 2 in the servo system y receives a signal from the speed sensor 14, by which the tracking system controls the position of the blades of the nozzle apparatus 8.

Предлагаемая установка газоводов на узлах 9 крепления в выхлопном тракте 1 испытательного бокса с возможностью осевого перемещения относительно турбины 2 обеспечивает независимое тепловое расширение газоводов и турбины на всех режимах работы.The proposed installation of gas ducts on the mounting nodes 9 in the exhaust tract 1 of the test box with the possibility of axial movement relative to the turbine 2 provides independent thermal expansion of the gas ducts and turbines in all operating modes.

Claims

Claim

1. Installation for utilization of energy of exhaust gases of gas turbine engines at test stations, comprising an exhaust path, a gas turbine with a power consumer, supply and exhaust ducts located outside the exhaust path, connecting the gas turbine to the exhaust path, and a bypass gas duct with shutters, characterized in that. that, in order to increase the service life and reliability, it is additionally equipped with an actuator and an annular damper kinematically connected with the actuator, and the inlet gas duct is mounted with a gap relative to the turbine entrance blocked by the damper.

2. Installation according to claim 1, characterized in that it is equipped with an adjustable nozzle apparatus installed in front of the turbine.

Figure 2