Система охлаждения пресной водой (рис. 72) выполняется только для неподвижных частей (корпусов компрессоров, газовых турбин, выхлопных и улиточных патрубков и т.д.) ГТД непрямоточного типа.
|
|
Охлаждение ГТД осуществляется циркуляцией пресной воды по специальным каналам для охлаждающей воды или по полостям, образованным двойными стенками корпусов турбин и патрубков. Обычно в систему водяного охлаждения входит следующее оборудование: расходная цистерна пресной воды, основной и резервный циркуляционные насосы, охладитель пресной воды, фильтры и арматура. Охлаждение контура пресной воды осуществляется в охладителе забортной водой.
Системы воздушного охлаждения корпусов турбин (рис. 73) используются в прямоточных двигателях с осевым движением воздуха и газа, корпус которых имеет простую цилиндрическую форму. Охлаждающий воздух поступает в кольцевое пространство между наружным кожухом и корпусами турбин, омывает корпуса и выводится в газоход за счет эжектирующего действия струи газа. В качестве охлаждающей среды могут использоваться: воздух машинного отделения, атмосферный воздух или воздух, отбираемый от одной из ступеней компрессора.
|
|
Охлаждение элементов проточ-ной части турбин: сопловых, рабочих лопаток и дисков ротора, осуществляется воздухом, отбирае-мым от одной из ступеней компрессора.
К наиболее распространенным схемам охлаждения элементов проточной части относятся открытая наружная и открытая внутренняя системы охлаждения.
| Рис. 73. Схема воздушного охлаждения корпуса ГТД.
УПГ – утилизационный парогенератор; В – трубопровод охлаждающего воздуха; Г – газоход. |
Открытые наружные системы охлаждения (парциальные, экранные и струйные) снижают температуру металла деталей проточной части на 50 ÷ 70 оС. Воздух через отверстия в роторе подводится к зазору между ротором и направляющим аппаратом по каналам, обдувая вершину направляющего аппарата, корень рабочих лопаток, и смешивается с потоком газа в проточной части турбины (рис. 74.а).
При внутреннем воздушном охлаждении воздух поступает внутрь рабочей лопатки через специальные отверстия в ее корне. В зависимости от конструкции охлаждаемых лопаток, воздух проходит по каналам внутри лопатки (рис. 74.б-в), либо через щель между дефлектором (внутренней вставкой) и наружной оболочкой лопатки (рис. 74.г), и затем выбрасывается в проточную часть через отверстия в торцевой части или задней кромке, где смешивается с потоком газа. Применение внутреннего охлаждения лопаток позволяет снизить температуру металла рабочих лопаток на 150 ÷ 300 оС.
|
Рис. 74. Способы охлаждения турбинных лопаток а – наружная открытая система; б, в, г – внутренние открытые системы охлаждения. |
Охлаждение дисков и роторов газовых турбин производится с помощью циклового воздуха и может происходить несколькими способами:
- радиальным обдувом, когда воздух подводится через отверстия в роторе к корневой части диска и движется к его периферии;
- струйным охлаждением, при котором струйки воздуха обдувают непосредственно обод диска;
- продувкой воздуха через зазоры хвостовиков лопаток;
- заградительным охлаждением, при котором между газами и поверхностью диска создается защитная воздушная пленка;
- комбинированным способом, сочетающим в себе несколько вышеперечисленных.