УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ КОРПУСА КОМПРЕССОРА

Устройство для охлаждения корпуса компрессора.
Полезная модель относится к области энергомашиностроения и может быть использовано в энергетических и транспортных газотурбинных установках.
Известен Охлаждаемый корпус турбины или компрессора, описанный в патенте DE № 2905564, МПК F04D 29/58, опуб. 29.01.81 г., содержащий кожух, установленный на охлаждаемом корпусе и образующий с ним кольцевую замкнутую полость, и потрубок для подачи в эту полость охлаждающего газа.
Однако недостатком такого устройства является малая эффективность охлаждения из-за использования для прокачки охлаждающего воздуха только лишь подъемной силы, возникающей при нагревании потока охлаждающего воздуха от корпуса компрессора и не обеспечивающей его достаточного расхода и скоростей обтекания охлаждаемой поверхности.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является устройство для охлаждения корпуса компрессора, описанное в авт. свид. СССР № 1710855, МПК F04D 29/58, опубл. 07.02.92 г. Устройство содержит установленный на охлаждаемом корпусе кожух, образующий с корпусом кольцевую замкнутую полость, и патрубок подачи в эту полость охлаждающего газа, инжектор, установленный на входе в патрубок, и трубопровод подачи к инжектору сжатого газа, подключённый к проточной части компрессора. При этом вход инжектора сообщен с атмосферой, а трубопровод подключён к проточной части компрессора в её промежуточном сечении, которое
20biioffi24
1(1Р 1И|||||Ш::::
МПК F04D 29/58
может быть выбрано в пределах от рабочей полости первой ступени до выходного патрубка компрессора.
Недостатком этого решения является малая эффективность охлаждения из-за сравнительно высокой температуры смеси газа, поступающего из инжектора в полость между кожухом и охлаждаемым корпусом, высокое гидравлическое сопротивление тракта охлаждения, а также невозможность утилизировать энергию смеси, выбрасываемой в атмосферу.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является повышение эффективности охлаждения и утилизации энергии смеси, полученной в инжекторе.
Это достигается тем, что в известном устройстве для охлаждения корпуса компрессора, содержащем установленный на охлаждаемом корпусе кожух, образующий с корпусом кольцевую полость, патрубок подачи в эту полость охлаждающего газа, на входе которого установлен инжектор с нагнетательным и всасывающим патрубками, трубопровод подачи к инжектору сжатого газ, кожух выполнен по крайпей мере из трёх секций, вход охлаждающего воздуха в каждую секцию соединён с атмосферой, а выход из них соединён со всасывающим патрубком инжектора через сборный коллектор.
Дополнительно нагнетательный патрубок инжектора может быть выполнен в виде крестообразного отвода, каждая ветвь которого имеет регулирующий запорный орган, а трубопровод подачи к инжектору сжатого газа подключён к выхлопному патрубку компрессора.
Существо полезной модели пояснено чертежом, где изображён продольный разрез прелагаемого устройства.
состоящий по крайней мере из трёх изолированных секций, вход охлаждающего воздуха в каждую из которых соединён с атмосферой, а выход из них трубопроводами 4 через общий коллектор 5 соединён со всасывающим патрубком инжектора 6, сжатый газ к которому по трубопроводу 7, имеющий запорный регулируемый орган 8, подаётся из выхлопного патрубка 9 компрессора.
Нагнетательный патрубок эжектора может быть выполнен в виде крестообразного отвода, каждая ветвь которого содержит регулируемые запорные органы 10, 11 и 12. Компрессор имеет обогреваемые входной патрубок 13 и входной направляющий аппарат 14.
Устройство для охлаждения корпуса компрессора работает следующим образом.
При определённой частоте вращения компрессор подаёт воздух с большим давлением в камеру сгорания газотурбинного двигателя. Открывается регулируемый запорный клапан 8 на трубопроводе 7, на него попадает 1-ь1,5% воздуха из выхлопного патрубка 9 компрессора. При этом количество эжектируемого воздуха, поступающего в инжектор 6 из кольцевых, изолированных друг от друга полостей 3 по трубопроводам 4 и общему коллектору 5, увеличивается в 54-6 раз по сравнению с количеством эжектирующего газа. Движение охлаждающего воздуха под действием разряжения, создаваемого инжектором 6, осуществляется так, что холодный атмосферный воздух поступает к отдельным изолированным секциям кольцевой полости 3, что увеличивает интенсивность охлаждения и уменьшает гидравлическое сопротивление охлаждаемого тракта.
При работе компрессора в условиях низких температур наружного воздуха для предотвращения обледенения за инжектором 6 можно установить крестообразный отвод, что позволяет направлять
эжектируемый газ или через открытый регулируемый запорный орган 10 при закрытых запорных оргапах 11 и 12 в атмосферу, или через открытый регулируемый запорный орган 11 при закрытых регулируемых отганах 9 и 12 на обогрев входного патрубка 13 и входного нанравляющего аппарата 14 компрессора. При подачи эжектируемого газа через открытый регулируемый запорный орган 12 при закрытых запорных органах 10 и 11 осуществляется охлаждение отдельных элементов высокотемпературной газовой турбины. Таким образом, достаточно высокие параметры смеси позволяют утилизировать её энергию.
Такая конструкция устройства для охлаждения корпуса компрессора для базового объекта ГТЭ-150 с суммарной степенью 16 обеспечивает снижение температуры охлаждающего корпус компрессора воздуха с 317°К до 293 °К, увеличение количества охлаждающего воздуха с 47 до 57 кг/с и увеличить давление смеси за эжектором до 0,13 МПа, а температуры смеси до 370°К.