Охлаждение корпуса газовой турбины

Охлаждение сопловых и рабочих лопаток

Охлаждение основных элементов газовой турбины

Сопловые и рабочие лопатки турбины, непосредственно омываемые горячими газами, практически нагреваются до температуры торможения газа. Количество тепла, поступающего от газа к лопатке

(202)

В выражении (201) коэффициент теплопередачи, Дж/м²К, площадь поверхности лопатки, м²; температура торможения газа, К; температура лопатки, К.

Поступающая к лопатке теплота должна быть отведена охлаждающей средой, например, воздухом от компрессора. Охлаждение должно обеспечивать необходимую температуру материала лопаток и её постоянство по их поверхности.

Системы охлаждения классифицируют по:

- конструктивным признакам;

- термодинамическим свойствам;

- виду теплоносителя.

В простейших схема тепло- и массообмена в охлаждаемых лопатках предусматриваются различные технические приемы. Например:

1. Парциальный подвод охладителя с продувкой его через несколько сопловых каналов. Охлаждение лопаток осуществляется в этом случае путем прохождения их через создаваемый поток охладителя.

2. Охладитель подводят внутри сопловых лопаток и впрыскивают в поток газа через щели выходных кромок.

3. Индивидуальное наружное охлаждение лопаток. Охладитель через специальные каналы впрыскивается на поверхность каждой лопатки.

4. Заградительное охлаждение. На поверхности лопаток создается защитная пленка охладителя. Она создается подачей охладителя через щели и отверстия или продавливанием (эффузией) через пористое тело лопатки.

5. С целью уменьшения потока тепла в лопатку на её внешнюю поверхность наносят твердое покрытие с низкой теплопроводностью (керамику).

6. Применяют принцип термосифона и кипящего теплоносителя. Для чего в лопатках изготавливают специальные каналы.

Охлаждение корпуса газовой турбины позволяет снизить его температуру и изготавливать из относительно дешевых материалов.

С целью снижения температуры используют воздух.

С помощью специальных элементов конструкции уменьшают к корпусу поток теплоты от газа. С этой целью в корпусе выполняют ребра, на которые крепят разрезные обоймы для установки сопловых лопаток.

Особое внимание уделяют охлаждению внутренних (встроенных) подшипников.