ДИФФУЗОР ВЫХЛОПНОГО ТРАКТА ГАЗОТУРБИННОЙ УСТАНОВКИ
GAS TURBINE PLANT EXHAUST STAGE DIFFUSER

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в выхлопном тракте газоперекачивающего агрегата (ГПА) или газотурбинной электростанции (ГТЭС) с газотурбинной установкой (ГТУ).
Диффузор является одним из элементов выхлопного тракта ГПА, обеспечивающего снижение скорости высокотемпературного газового потока, снижение теплопередачи и звука от газового потока в окружающее пространство. Диффузор своими фланцами стыкуется с улиткой ГТУ и выхлопной трубой.
Известен диффузор выхлопного тракта ГПА, представляющий собой обечайку с фланцами, кожух, охватывающий обечайку и состоящий из боковых панелей (стенок), крыши, поддона, звукотеплоизоляции, размещенной между обечайкой и кожухом. На верхней и боковых стенках обечайки установлены штыри, на концах которых выполнены прорези с образованием половинок, концы штырей соединены между собой проволокой (см. патент РФ №2313030).
Данный диффузор принят в качестве прототипа.
Недостатки данного диффузора:
1. Из-за многослойности конструкции происходит неравномерный нагрев внутренней и наружной поверхностей диффузора, что приводит к разной величине расширения материала внутренней и наружной поверхностей, и, соответственно, к различным напряжениям в местах соединения кожуха и обечайки, и может привести к разрушению конструкции по стыкам фланца с обечайкой и кожуха;
2. Из-за высоких температур газового потока происходит значительное расширение металла и увеличение размеров диффузора, вследствие чего необходимо устанавливать дополнительно компенсатор между диффузором и элементами газохода выхлопного тракта.
Технической задачей настоящего изобретения является устранение отмеченных недостатков, т.е. повышение надежности работы.
Технический результат достигается тем, что в диффузоре выхлопного тракта газотурбинной установки, содержащем обечайку с фланцами, кожух, охватывающий обечайку и звукоизоляцию, размещенную между обечайкой и кожухом, обечайка выполнена из подвижных, телескопически соединенных частей с ограничителями перемещений, а кожух образован эластичным материалом, например тканью «Атом», закрепленным на обечайке.
Ограничители, установленные на подвижные части, позволяют в процессе их перемещений избежать расцентровку и «заедание».
Отличительные признаки являются существенными:
1. Выполнение обечайки из подвижных, телескопически соединенных частей позволяет компенсировать перемещения, возникающие из-за теплового расширения материала, тем самым избежать дополнительной установки компенсатора между диффузором и элементами газохода выхлопного тракта.
2. Выполнение кожуха из эластичного материала позволяет избежать возникновения напряжений, образующихся в результате разных величин тепловых расширений кожуха и обечайки, тем самым предотвратить разрушение конструкции в местах соединения кожуха и обечайки.
Техническое решение поясняется чертежами на фиг.1, 2, 3. На фиг.1 показан диффузор вид сбоку. На фиг.2 показана обечайка диффузора (кожух диффузора и звукоизоляция не показаны). На фиг.3 показан разрез А-А диффузора по ограничителям.
На фиг.1, 2, 3 показаны: кожух 1, образованный эластичным материалом, обечайка 2, выполненная из подвижных, телескопически соединенных частей 3, звукоизоляция 4 и ограничители 5.
При работе ГПА или ГТЭС высокотемпературный газовый поток продуктов сгорания ГТУ, проходя через проточную часть обечайки 2, нагревает ее по всей поверхности. При прогреве обечайки 2 происходят тепловые расширения конструкции. Максимальные расширения возникают вдоль газового потока. Подвижные части 3, телескопически соединенные, позволяют скомпенсировать перемещение конструкции от тепловых расширений. Кожух 1, выполненный из эластичного материала, обеспечивает подвижность частей обечайки без возникновения дополнительных напряжений конструкции и фиксирует положение звукоизоляции 4. Ограничители 5, установленные на подвижных частях 3 обечайки 2, обеспечивают необходимую соосность подвижных частей 3 относительно друг друга и служат для крепления их между собой.
Использование изобретения позволит повысить надежность работы конструкции диффузора, снизить металлоемкость.