ПОДШИПНИКОВЫЙ УЗЕЛ ГАЗОТУРБИННОГО АГРЕГАТА

ПОДЦШПНИКОВЫЙ УЗЕЛ ГАЗОТУРБИЬШОГО АГРЕГАТА
Заявляемая полезная модель относится к области турбо-компрессоростроения и касается системы размещения и крепления опорного подшипника газотурбинного агрегата.
Известно решение по заявке на патент RU 2001112585 (от 07.05.01, опубл. 20.02.03), в котором подшипниковая опора ротора паровой турбины и концевые уплотнения установлены в опорной обечайке, закрепленной в выходном патрубке с помощью радиальных стоек. Обечайка состоит из двух частей, соединенных в районе между уплотнением и подшипниковой опорой фланцевым соединением. Крепление подшипниковой опоры выполнено с привязкой к конкретному решению конструкции паровой турбины, что не позволяет его использовать для других типов конструкций, в частности для газотурбинного агрегата.
Известна газотурбинная установка (см.патент RU2172842 от 12.10.99, опубл. 27.08.01), содержащая силовую турбину с радиально-упорным подшипником. Подшипник размещен со стороны входного устройства, а перед ним расположена разгрузочная полость, образованная лабиринтным диском, закрепленным на валу, и статорным фланцем лабиринтного уплотнения. Путем размещения подшипника вне зоны воздействия горячих газов и компенсации осевых сил, а также исключения сжимающих усилий на вал силовой турбины появляется возможность компенсировать осевые силы, действующие на подшипник и, таким образом, увеличить ресурс работы подшипника и надежность всей установки. Но эта проблема решается не за счет крепления подшипника, а его места размещения по отношению к элементам агрегата, что влияет на габариты агрегата.
Известно решение по патенту RU 2182978 (от 13.06.00, опубл.27.05.02), по которому корпус турбины имеет в нижней своей части обечайку конической формы с опорой. В эту обечайку встроен картер подшипника. Его использование позволяет обеспечить уменьшение чувствительности прогиба вала привода в зоне встроенного подшипника, но оно также выполнено с привязкой к конкретной конструкции, что ограничивает его применение, кроме того, оно отличается громоздкостью технологической проработки.
МПКР16С
(Полезная модель)
Известно решение размещения элементов опоры подшипника на корпусе турбины, при этом корпусу турбины придается дополнителы1ая жесткость (см. патент RU2136897 от 20,05.97, опубл. 10.09.99), но сама система опоры подшипника не представлена.
За прототип принята конструкция подшипника газотурбинного агрегата по патенту RU 2083860 (от 23.05.88, опубл. 10.07.97). Агрегат содержит корпус насоса, корпус турбины, выполненный в виде многослойной оболочки с ребрами, промежуточный корпус турбины, корпус подшипниковых опор. С внешними торцами подшипниковых опор взаимодействуют закрепленные на корпусах ограничительные упоры. В этом патенте также решается вопрос придания жесткости корпусу, на котором размещается подшипник, а сама система упора подшипника выполнена подвижной в осевом направлении, что ограничивает ее применение вследствие отрицательного влияния на вибрационные показатели при работе газотурбинного агрегата, возникающего в результате температурных деформаций деталей агрегата.
Подпшпиик с корпусом имеет важное функциональное значение при обеспечении осевых размеров газотурбинной установки в сборе, обеспечивающих крепление компрессора и турбины между собой в осевом направлении. Кроме того, при обеспечении соосности роторов компрессора и турбины, отсутствие надлежащей жесткости корпуса подшипника в радиальном направлении может привести к существенным изменениям радиальных зазоров между рабочими лопатками и корпусом, как в компрессоре, так и в турбине. При консольном 1д)еплешш корпуса подшипника, в следствие несбалансированности массивных вращающихся деталей газотурбинной установки в целом, возникают большие вибрационные нагрузки в местах опоры роторов на подшипник, что может привести к существенному снижению ресурса газотурбинной установки.
Задачей заявляемой полезной модели является устранение этого недостатка, а именно обеспечение надежного крепления подшипниковой опоры вращающихся частей газотурбинной установки, отвечающего требованиям по вибрационным показателям при работе агрегата.
Поставленная задача решается за счет того, что в подшипниковом узле газотурбинного агрегата, содержашем корпус турбины, корпус компрессора, подшипник, размещенный в собственном корпусе и установленный на корпусах турбины и компрессора, иовым является то, что корпус подшипника снабжен опорно-соединительными лапами с отверстиями под элементы крепления и
закреплен этими лапами иа корпусе компрессора, например болтовым соединением, каждая опорно-соедшгательная лапа вне зоны размещения компрессора снабжена козырьком, плоскостью концевой части которого опирается на фланцевую поверхность корпуса турбины, между корпусом подшипника и корпусом компрессора в зоне установки элементов крепления размещена центрирующая прокладка.
Таким образом, жесткая фиксация корпуса подшипника на корпусе компрессора обеспечивает жесткую привязку к массивному статорному элементу конструкции газотурбинного агрегата и, в то же время, взаимодействие через опорно-соединительную лапу с фланцевой плоскостью корпуса турбины свободно фиксирует подшипник относительно другого статорного элемента агрегата, тем самьпи ослабевает влияние роторных элементов агрегата на подшипник по вибрационным показателям, что сказ1шается на повышении надежности как отдельных узлов, так и газотурбинного агрегата в целом. На этапе монтажа предусмотрена отцентровка подшипника относительно корпусов турбины и компрессора.
Полезная модель поясняется чертежами, где
На фиг. 1 представлено размещение подшипника в газотурбинном агрегате, На фиг.2 -вид на опорно-соединительные лапы,
На фиг.З - фиксация опорно-соединительных лап на компрессоре и размещение их на турбине.
Газотурбинный агрегат состоит из компрессора с корпусом 1 и турбины с корпусом 2. Вращающие части компрессора и турбины опираются на подшипник, размещенный в корпусе 3 (см.фиг. 1). Корпус подшипника 3 снабжен опорносоединительными лапами 4 (см.фиг.2). В лапах 4 выполнены отверстия 5 (см.фиг.З), а в корпусе 1 компрессора соответствующие им резьбовые отверстия 6 под элементы крепления 7, в частности болты. Опорно-соединительные лапы 4 снабжены козырьком 8, выступающим за пределы зоны крепления на корпусе компрессора. Козьфек 8 концевой частью плоскости 9 опирается на фланцевую поверхность 10 корпуса 2 турбины. Для удобства центровки под лапами 4 между корпусом 3 подшипника и корпусом 1 компрессора установлена центрирующая прокладка 11.
При работе газотурбинного агрегата в результате взаимодействия всех опорных и соединительных элементов: корпусов 1, 2, 3 соответственно компрессора, турбины и подшипника, лап 4 козырька 8, фланцев 10, прокладки 11 происходит ужесточение подшшшиковой опоры.
Технический результат от применения заявленного подшипникового узла газотурбинного агрегата заключается в том, что в результате ужесточения опоры путем надежной фиксации с отцентровкой элементов снижается вероя-гаость появления недопустимых вибраций агрегата.
Кроме того, предлояданная конструкция крепления исключает задевание рабочих лопаток ротора газотурбинной установки в целом.