ВЫХЛОПНОЙ ТРАКТ ГАЗОТУРБИННОГО АГРЕГАТА

Полезная модель относится к машиностроению, в частности к тепловой защите объектов, и может быть использована при создании новых или реконструкции действующих установок, например, газоперекачивающих и энергетических агрегатов, где в качестве силового привода применяются газотурбинные двигатели при изготовлении проточной части выхлопных трактов.
Выхлопной тракт является одним из составляющих элементов газотурбинного агрегата, обеспечивающий снижение скорости высокотемпературного газового потока, снижение теплоотдачи и звука от газового потока.
Известен выхлопной тракт газоперекачивающего агрегата, который содержит силовой металлический корпус, состоящий из секций газовода. К стенкам корпуса изнутри приварены иглы, на иглы послойно наколото теплозащитное покрытие и закрыто слоем стеклоткани. К иглам через шайбы приварены защитные гофрированные листы. Между собой листы сварены вдоль прерывистыми нахлесточными швами, при этом центральный поперечный нахлест не сварен. Листы закреплены по периметру на наружном корпусе. Со стороны проточного тракта места стыков секций газовода закрыты и заварены корытообразными накладками. (Патент №2185564 МПК F16L 59/00, опубл. 20.07.2002 г.)
Свобода теплового расширения в продольном направлении обеспечивается тем, что защитные листы не соединены по поперечным стыкам, а в поперечном направлении за счет того, что листы имеют продольные гофры.
Недостатками такой конструкции является большая трудоемкость изготовления и высокая вероятность погрешностей при изготовлении из-за большего количества сварочных работ, используемых при креплении защитных листов. При этом под действием тепловых напряжений в сварочных швах могут возникать микротрещины, что снижает надежность конструкции тракта выхлопа. Кроме того, использование гофрированных листов и размещение их по всей поверхности выхлопного тракта приводит к повышенной металлоемкости.
Техническим результатом, на который направлена полезная модель является снижение трудоемкости изготовления, металлоемкости и затрат на изготовление, а также увеличение ресурса выхлопной системы за счет уменьшения количества сварных швов в горячей зоне.
Поставленный технический результат достигается тем, выхлопной тракт газотурбинного агрегата содержит наружный металлический корпус, состоящий из секций газовода, на внутренней поверхности которого установлены крепежные элементы, а также теплозащитное покрытие и защитные металлические листы, зафиксированные на крепежных элементах, при этом стыки секций газовода закрыты накладками, защитные листы уложены внахлест по поперечным стыкам.
Новым в полезной модели является то, что защитные листы также установлены внахлест по продольным стыкам, при этом каждый лист снабжен отверстиями, размер которых больше размера крепежных элементов.
Толщина теплозащитного покрытия выполнена плавно уменьшающимся до нуля на цилиндрическом участке выхлопного тракта. На фиг. 1 представлена схема выхлопного тракта, общий вид Фиг. 2- выхлопной тракт, вид А
Выхлопной тракт газотурбинного агрегата содержит наружный металлический корпус 1, состоящий из секций 2 газовода, стыкующихся между собой по фланцам 3 с помощью болтовых соединений 4. На внутренней поверхности секций 2 приварены крепежные элементы 5, например, в виде стержней. На стержнях 5 установлено теплозащитное покрытие 6 и защитные металлические листы 7. Стыки 8 секций 2 газовода закрыты накладками 9. Защитные листы 7 уложены внахлест по поперечным стыкам и по продольным стыкам и не соединены между собой. Каждый лист 7 снабжен отверстиями 12, размер которых больше размера крепежных элементов 5.
Толщина теплозащитного покрытия 5 выполнена плавно уменьшающимся до нуля в цилиндрической части выхлопного тракта по направлению к выходу. В связи с тем, что секции выхлопного тракта имеют разные сечения, поэтому на корпусе 1 возникают большие термические напряжения, которые приводят к разрушению. При постоянном цилиндрическом сечении трубы, напряжения можно свести к минимальным, и нет необходимости устанавливать в ней теплоизоляцию, за счет чего удается значительно снизить металлоемкость всего тракта в целом.
Сборка выхлопного тракта производится следующим образом:
На стержни 5, приваренные к корпусу 1, устанавливают теплозащитное покрытие 6 и защитные металлические листы 7. Металлические листы 7 устанавливают на стержни 5 поочередно внахлест друг за другом и фиксируют на них, например, с помощью шайб 13.
Секции 2 газовода поочередно стыкуются между собой по фланцам 3 с помощью болтовых соединений 4. Со стороны проточного части тракта в места стыков 8 устанавливается теплоизоляционный материал 14 и закрываются накладками 9.
В результате нагрева потоком горячих газов защитные листы 7, имеют возможность перемещаться на стержнях 5, в пределах разницы диаметров отверстий 12 и стержней 5, компенсируя тем самым тепловое расширение.
Таким образом, получается внутренняя оболочка, имеющая свободу тепловых расширений, как в продольном, так и в поперечном направлении за счет возможности сдвига листов на стержнях. В такой конструкции удается исключить такой трудоемкий процесс, как сварку, а также позволяет повысить надежность работы выхлопного тракта, снизить металлоемкость и затраты на изготовление.