RU195196U1

RU195196U1 - GAS TURBINE ROTARY ASSEMBLY

Info

Publication number: RU195196U1
Application number: RU2019137411U
Authority: RU
Inventors: Павел Викторович Булат
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Проблемная лаборатория "Турбомашины"
Priority date: 2019-11-21
Filing date: 2019-11-21
Publication date: 2020-01-17

Abstract

Полезная модель относится к области энергетического машиностроения, а именно к конструктивным элементам турбогенераторов, используемых в качестве источников энергии широкого спектра машин.Роторный узел содержит полый роторный вал, две радиальные и упорную подшипниковые опоры, электрогенератор, рабочее колесо турбины, смонтированное на валу, размещенном в полости роторного вала, рабочее колесо компрессора, смонтированное на роторном валу, постоянные магниты, размещенные в полости роторного вала в области статорной обмотки электрогенератора. Роторный вал смонтирован в корпусе электрогенератора в радиальных подшипниковых опорах с образованием консоли, на которой размещены рабочее колесо компрессора и рабочее колесо турбины, а упорная подшипниковая опора имеет возможность монтажа в статоре газовой турбины, охватывает консоль роторного вала и размещена между упомянутыми рабочими колесами.Техническим результатом полезной модели является повышение надежности роторного узла и газовой турбины в целом. 1 ил.The utility model relates to the field of power engineering, namely, to the structural elements of turbine generators used as energy sources for a wide range of machines. The rotor assembly contains a hollow rotor shaft, two radial and thrust bearings, an electric generator, a turbine impeller mounted on a shaft located in cavities of the rotor shaft, the impeller of the compressor mounted on the rotor shaft, permanent magnets located in the cavity of the rotor shaft in the area of the stator winding of the electrogen the speaker. The rotor shaft is mounted in the generator housing in radial bearing bearings to form a console on which the compressor impeller and the turbine impeller are placed, and the thrust bearing support has the ability to be mounted in the gas turbine stator, covers the rotor shaft console and is located between the mentioned impellers. A useful model is to increase the reliability of the rotor assembly and the gas turbine as a whole. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к области энергетического машиностроения, а именно, к конструктивным элементам турбогенераторов, используемых в качестве источников энергии широкого спектра машин, в частности: вспомогательных силовых установок воздушных судов; маршевых силовых установок с электроприводом винтов и винто-кольцевых движителей; газотурбинных установок для генерации электрической энергии.The utility model relates to the field of power engineering, namely, to the structural elements of turbogenerators used as energy sources of a wide range of machines, in particular: auxiliary power plants of aircraft; marching power plants with electric propellers and screw-ring propellers; gas turbine plants for the generation of electrical energy.

Известна газотурбинная энергетическая установка, роторный узел которой включает размещенные на роторном валу роторы пускового устройства, центробежного компрессора и центростремительной турбины, причем роторный вал смонтирован в двух газостатических подшипниках, один из которых находится за пусковым устройством, а второй - за центростремительной турбиной (см. патент РФ на полезную модель №101096, кл. F02C 3/05, 2010 г.).A gas turbine power plant is known, the rotor assembly of which includes rotors of a starting device, a centrifugal compressor and a centripetal turbine located on the rotor shaft, the rotor shaft being mounted in two gas-static bearings, one of which is behind the starting device, and the second behind the centripetal turbine (see patent RF for utility model No. 101096, class F02C 3/05, 2010).

Особенностью роторного узла данной установки является применение в подшипниковых опорах неуправляемых газостатических подшипников, в которых концами смонтирован роторный вал. Недостатком такого решения, помимо большого расхода сжатого воздуха при постоянном поддуве неуправляемых газостатических подшипников, является невысокая жесткость роторного узла, обусловленная значительным расстоянием между подшипниковыми опорами роторного вала и, как следствие, невозможность подавления изгибных колебаний длинного гибкого роторного вала при их возникновении, что приводит к значительному снижению надежности работы роторного узла.A feature of the rotor assembly of this installation is the use of uncontrollable gas-static bearings in bearing bearings, in which the rotor shaft is mounted with the ends. The disadvantage of this solution, in addition to the high flow rate of compressed air with constant blowing of uncontrolled gasostatic bearings, is the low rigidity of the rotor assembly, due to the significant distance between the bearings of the rotor shaft and, as a result, the inability to suppress the bending vibrations of a long flexible rotor shaft when they occur, which leads to a significant decrease in the reliability of the rotor assembly.

Известен роторный узел турбомашины, включающий смонтированный в трех подшипниковых опорах роторный вал, на котором размещены рабочее колесо компрессора и турбина. Две подшипниковые опоры расположены по концам роторного вала, а третья, включающая радиальный подшипник, размещена на роторном валу в «горячей зоне» между рабочим колесом компрессора и турбиной.Known rotor assembly of a turbomachine, comprising a rotor shaft mounted in three bearings, on which a compressor impeller and a turbine are mounted. Two bearing bearings are located at the ends of the rotor shaft, and the third, including the radial bearing, is located on the rotor shaft in the "hot zone" between the impeller of the compressor and the turbine.

(см. патент США №7112036, кл. F01D 17/00, 2005 г.).(see US patent No. 7112036, CL F01D 17/00, 2005).

В результате анализа данного решения необходимо отметить, что, в отличие от приведенного выше, в нем приводной вал смонтирован не в двух, а в трех подшипниковых опорах. Наличие третьей подшипниковой опоры повышает жесткость роторного вала и обеспечивает гашение пульсирующих нагрузок в процессе работы роторного узла. Однако установка третьей подшипниковой радиальной опоры в «горячей зоне» снижает надежность работы подшипника и приводит к необходимости его частого технического обслуживания. Кроме того, длинный роторный вал в процессе работы турбомашины подвержен вибрациям, которые передаются на подшипники и агрегаты роторного узла, ограничивая его эксплуатационные параметры и снижая надежность.As a result of the analysis of this solution, it should be noted that, in contrast to the above, the drive shaft is mounted in it not in two, but in three bearing bearings. The presence of the third bearing support increases the rigidity of the rotor shaft and provides damping of pulsating loads during operation of the rotor assembly. However, the installation of a third bearing radial support in the "hot zone" reduces the reliability of the bearing and leads to the need for frequent maintenance. In addition, the long rotor shaft during the operation of the turbomachine is subject to vibrations that are transmitted to the bearings and assemblies of the rotor assembly, limiting its operational parameters and reducing reliability.

Известен роторный узел турбогенератора, скомпонованный из электрогенератора, подшипниковых опор, рабочего колеса турбины, рабочего колеса компрессора, вала рабочего колеса турбины, вала рабочего колеса компрессора.Known rotor assembly of a turbogenerator composed of an electric generator, bearings, a turbine impeller, a compressor impeller, a turbine impeller shaft, a compressor impeller shaft.

Электрогенератор представляет собой корпус, в корпусе с возможностью вращения в подшипниковых опорах смонтирован вал электрогенератора, который выполнен полым и установлен в подшипниковых опорах, а в полости вала установлены редкоземельные постоянные магниты.An electric generator is a housing; in the housing rotatably mounted in bearing bearings, an electric generator shaft is mounted, which is hollow and installed in bearing bearings, and rare-earth permanent magnets are installed in the shaft cavity.

Вал электрогенератора охватывается обмоткой, размещенной в корпусе электрогенератора и являющейся частью его статора (статорная обмотка электрогенератора).The shaft of the generator is covered by a winding placed in the housing of the generator and which is part of its stator (stator winding of the generator).

С торцом вала электрогенератора состыкован торец вала компрессора, на котором размещено рабочее колесо компрессора. Вал компрессора выполнен полым.An end face of the compressor shaft is connected to the end face of the electric generator shaft, on which the compressor impeller is located. The compressor shaft is hollow.

В полости валов электрогенератора и компрессора смонтирован вал, на котором установлено рабочее колесо турбины.A shaft is mounted in the cavity of the shafts of the electric generator and compressor, on which the turbine impeller is mounted.

В качестве подшипниковых опор роторного узла использованы две радиальные подшипниковые опоры и одна упорная подшипниковая опора. Одна из радиальных подшипниковых опор установлена в статоре турбогенератора и в ней смонтирован вал компрессора, а другая - в корпусе электрогенератора и в ней смонтирован вал электрогенератора, а упорная подшипниковая опора размещена в статоре турбогенератора между радиальными подшипниковыми узлами и является опорой для вала электрогенератора и вала компрессора.As bearings of the rotor assembly, two radial bearings and one thrust bearing are used. One of the radial bearing bearings is installed in the stator of the turbogenerator and the compressor shaft is mounted in it, and the other is mounted in the generator housing and the electric generator shaft is mounted in it, and the thrust bearing support is placed in the stator of the turbogenerator between the radial bearing units and is a support for the generator shaft and the compressor shaft .

(см. патент РФ на полезную модель №185175, кл. F02C 3/00, 2018 г.) - наиболее близкий аналог.(see RF patent for utility model No. 185175, class F02C 3/00, 2018) is the closest analogue.

В результате анализа данного решения необходимо отметить, что расположение одной из радиальных и упорной подшипниковых опор в статоре турбогенератора приводит к значительному увеличению осевых габаритов роторного узла, а, следовательно, увеличению длины вала электрогенератора и вала компрессора, образующих роторный вал, что снижает жесткость роторного узла, чему также в немалой степени способствует выполнение роторного вала составным из вала электрогенератора и вала рабочего колеса компрессора. Кроме того, консольное расположение рабочего колеса ротора и рабочего колеса турбины, не имеющих опоры, даже при достаточной жесткости роторного вала, в процессе работы турбогенератора, особенно на максимальных режимах или при ударном изменении нагрузки (например, при резком изменении режимов работы или подключении и отключении потребителей), приводит к возбуждению изгибных колебаний и прецессии роторного вала, которые весьма сложно компенсировать при помощи системы управления положением роторного вала. Все приведенное выше не только увеличивает габариты и вес турбогенератора, но и снижает надежность роторного узла, особенно при его работе на максимальных режимах (на высоких скоростях вращения роторного вала).As a result of the analysis of this solution, it should be noted that the location of one of the radial and thrust bearings in the stator of the turbogenerator leads to a significant increase in the axial dimensions of the rotor assembly, and, consequently, to an increase in the length of the shaft of the generator and compressor shaft forming the rotor shaft, which reduces the rigidity of the rotor assembly which is also greatly facilitated by the implementation of the rotor shaft composite of the shaft of the generator and the shaft of the impeller of the compressor. In addition, the cantilever arrangement of the impeller of the rotor and the impeller of the turbine, not supported, even with sufficient rigidity of the rotor shaft, during operation of the turbogenerator, especially at maximum conditions or during shock changes in load (for example, when a sharp change in operating conditions or connecting and disconnecting consumers), leads to the excitation of bending vibrations and the precession of the rotor shaft, which are very difficult to compensate for using the position control system of the rotor shaft. All of the above not only increases the dimensions and weight of the turbogenerator, but also reduces the reliability of the rotor assembly, especially when it is operating at maximum conditions (at high speeds of rotation of the rotor shaft).

Техническим результатом настоящей полезной модели является повышение надежности роторного узла и газовой турбины в целом, особенно при работе на максимальных режимах и при ударных нагрузках, путем обеспечения высокой жесткости роторного узла за счет уменьшения его длины и оптимального расположения подшипниковых опор, в которых смонтирован роторный вал.The technical result of this utility model is to increase the reliability of the rotor assembly and the gas turbine as a whole, especially when operating at maximum conditions and under shock loads, by providing high rigidity of the rotor assembly by reducing its length and the optimal arrangement of bearing bearings in which the rotor shaft is mounted.

Указанный технический результат достигается тем, что в роторном узле газовой турбины, содержащем полый роторный вал, две радиальные и упорную подшипниковые опоры, электрогенератор, рабочее колесо турбины, смонтированное на валу, размещенном в полости роторного вала, рабочее колесо компрессора, смонтированное на роторном валу, постоянные магниты, размещенные в полости роторного вала в области статорной обмотки электрогенератора, новым является то, что роторный вал смонтирован в корпусе электрогенератора в радиальных подшипниковых опорах с образованием консоли, на которой размещены рабочее колесо компрессора и рабочее колесо турбины, а упорная подшипниковая опора имеет возможность монтажа в статоре газовой турбины, охватывает консоль роторного вала и размещена между упомянутыми рабочими колесами.The specified technical result is achieved by the fact that in the rotor assembly of a gas turbine containing a hollow rotor shaft, two radial and thrust bearings, an electric generator, a turbine impeller mounted on a shaft located in the cavity of the rotor shaft, a compressor impeller mounted on the rotor shaft, permanent magnets located in the cavity of the rotor shaft in the area of the stator winding of the electric generator, new is that the rotor shaft is mounted in the housing of the electric generator in radial bearings ah, with the formation of a console on which the compressor impeller and the turbine impeller are placed, and the thrust bearing support is able to be mounted in the gas turbine stator, covers the rotor shaft console and is placed between the mentioned impellers.

Сущность заявленной полезной модели поясняется графическими материалами, на которых изображен роторный узел газовой турбины в разрезе.The essence of the claimed utility model is illustrated by graphic materials that depict the rotor assembly of a gas turbine in a section.

На графических материалах нижеследующими позициями обозначены конструктивные элементы роторного узла газовой турбины:On graphic materials, the following positions indicate the structural elements of the rotor assembly of a gas turbine:

1 - корпус (статор) электрогенератора;1 - housing (stator) of the electric generator;

2 - рабочее колесо (ротор) турбины;2 - impeller (rotor) of the turbine;

3 - рабочее колесо (ротор) компрессора;3 - impeller (rotor) of the compressor;

4 - упорная подшипниковая опора (элемент статора турбины);4 - persistent bearing support (turbine stator element);

5 - упорные подшипники упорной подшипниковой опоры;5 - thrust bearings thrust bearing support;

6 - радиальные подшипниковые опоры;6 - radial bearings;

7 - радиальные подшипники радиальных подшипниковых опор;7 - radial bearings of radial bearings;

8 - консольная часть роторного вала роторного узла;8 - cantilever part of the rotor shaft of the rotor assembly;

9 - часть роторного вала роторного узла, расположенная в корпусе электрогенератора;9 - part of the rotor shaft of the rotor assembly located in the housing of the generator;

10 - статорная обмотка электрогенератора.10 - stator winding of the generator.

Роторный узел газовой турбины комплектуется из следующих основных элементов: электрогенератора; роторного вала; подшипниковых опор; рабочего колеса (ротора) турбины; рабочего колеса (ротора) компрессора; вала рабочего колеса турбины.The rotor assembly of a gas turbine is equipped with the following basic elements: an electric generator; rotor shaft; bearing bearings; impeller (rotor) of the turbine; impeller (rotor) of the compressor; turbine impeller shaft.

Электрогенератор роторного узла содержит корпус (статор) 1, в котором в радиальных подшипниковых опорах 6, в радиальных подшипниках 7 данных опор, смонтирован с возможностью вращения роторный вал. Роторный вал выполнен полым и, в отличие от наиболее близкого аналога, - цельным. Его часть 9 размещена в корпусе электрогенератора, а часть 8 (консоль) расположена вне корпуса электрогенератора. В полости корпуса электрогенератора 1 смонтирована статорная обмотка 10, охватывающая часть 9 роторного вала, а в полости данной части роторного вала размещены, как и в наиболее близком аналоге, постоянные магниты (обозначены как N, S).The electric generator of the rotor assembly comprises a housing (stator) 1, in which the rotor shaft is mounted for rotation in the radial bearings 6, in the radial bearings 7 of these bearings. The rotor shaft is hollow and, unlike the closest analogue, is solid. Its part 9 is located in the body of the generator, and part 8 (console) is located outside the body of the generator. In the cavity of the housing of the electric generator 1, a stator winding 10 is mounted, covering part 9 of the rotor shaft, and in the cavity of this part of the rotor shaft are placed, as in the closest analogue, permanent magnets (designated as N, S).

В полости роторного вала смонтирован и скреплен с роторным валом вал (позицией не обозначен) для установки рабочего колеса 2 турбины.In the cavity of the rotor shaft, a shaft (not indicated by the position) is mounted and fastened to the rotor shaft for mounting the turbine impeller 2.

На консоли части 8 роторного вала закреплено рабочее колесо 3 компрессора, а на конце вала турбины закреплено рабочее колесо 2 турбины. Рабочие колеса 2 и 3 расположены на своих валах соосно друг другу и на небольшом расстоянии друг от друга.On the console of the rotor shaft part 8, an impeller 3 of the compressor is fixed, and an impeller 2 of the turbine is fixed on the end of the turbine shaft. The impellers 2 and 3 are located on their shafts coaxially to each other and at a small distance from each other.

В качестве подшипниковых опор роторного узла использованы две радиальные подшипниковые опоры 6 и 7 и одна упорная подшипниковая опора 4, являющаяся частью статора газовой турбины.As bearing bearings of the rotor assembly, two radial bearings 6 and 7 and one thrust bearing support 4, which is part of the stator of a gas turbine, are used.

Упорная подшипниковая опора 4 размещена в статоре газовой турбины, охватывает консоль 8 роторного вала между рабочим колесом 3 компрессора и рабочим колесом 2 турбины и содержит упорные подшипники 5. Для контакта с упорными подшипниками рабочее колесо 3 компрессора и рабочее колесо 2 турбины имеют опорные плоские участки (не показаны), образующие несущие поверхности для упорных подшипников 5. Опорой для упорных подшипников 5 является пластина (позицией не обозначена) статора газовой турбины. По сути, упорная подшипниковая опора является статорной опорой.The thrust bearing support 4 is located in the stator of the gas turbine, covers the console 8 of the rotor shaft between the impeller 3 of the compressor and the impeller 2 of the turbine and contains thrust bearings 5. For contact with the thrust bearings, the impeller 3 of the compressor and the impeller 2 of the turbine have supporting flat sections ( not shown), forming bearing surfaces for thrust bearings 5. Support for thrust bearings 5 is a plate (not indicated by position) of a gas turbine stator. In fact, the thrust bearing is a stator bearing.

В качестве радиальных подшипников 7 и упорных подшипников 5 целесообразно использовать высоконесущие гибридные газовые подшипники, в том числе, газостатические сегментные подшипники, конструкция которых обеспечивает возможность их саморегулирования за счет изменения положения (поворота) сегментов на заданный угол в зависимости от действующей на них нагрузки, и устойчивого сохранения этого положения без использования системы управления. Конструкция таких подшипников известна (см., например, патент РФ на полезную модель №153540, кл. F16C 17/04, F16C 32/06, 2014 г., патент РФ на изобретение №2630271, МПК F16C 17/03, 2016 г.).It is advisable to use highly-bearing hybrid gas bearings as radial bearings 7 and thrust bearings 5, including gas-static segment bearings, the design of which allows their self-regulation by changing the position (rotation) of the segments by a given angle depending on the load acting on them, and sustainable maintenance of this position without the use of a management system. The design of such bearings is known (see, for example, RF patent for utility model No. 153540, class F16C 17/04, F16C 32/06, 2014, RF patent for invention No. 2630271, IPC F16C 17/03, 2016 )

В качестве подшипников опор также могут быть использованы лепестковые газодинамические подшипники.As bearings bearings can also be used lobe gas-dynamic bearings.

Выполнение конструктивных элементов роторного узла является известным и не составляет предмета патентной охраны.The implementation of the structural elements of the rotor assembly is known and does not constitute the subject of patent protection.

Роторный узел в составе газовой турбины работает следующим образом.The rotor assembly in a gas turbine operates as follows.

Работа роторного узла газовой турбины будет раскрыта в его модификации, при которой подшипниковые опоры оснащены газостатическими сегментными подшипниками.The operation of the rotor assembly of a gas turbine will be disclosed in its modification, in which the bearing bearings are equipped with gas-static segment bearings.

Запуск газовой турбины осуществляют от внешнего источника (не показан) который подает сжатый воздух в газостатические сегментные подшипники 5 и 7 подшипниковых опор 4 и 6, что приводит к вывешиванию смонтированного в подшипниках 5 и 7 роторного вала.The gas turbine is launched from an external source (not shown) which supplies compressed air to the gas-static segment bearings 5 and 7 of the bearing bearings 4 and 6, which leads to the hanging of the rotor shaft mounted in the bearings 5 and 7.

Затем включают электрогенератор, который при запуске газовой турбины выполняет функцию пускового устройства. Электрогенератор раскручивает роторный вал, а также рабочее колесо 3 компрессора и рабочее колесо 2 турбины. Принцип работы электрогенератора хорошо известен специалистам и нет необходимости подробно приводить его в данной заявке.Then turn on the electric generator, which when starting the gas turbine acts as a starting device. The generator spins the rotor shaft, as well as the impeller 3 of the compressor and the impeller 2 of the turbine. The principle of operation of the generator is well known to specialists and there is no need to give it in detail in this application.

При вращении рабочего колеса 3 компрессора воздух из окружающей среды, проходя через воздухозаборник компрессора (не показан), попадает на рабочее колесо 3 компрессора, где происходит его сжатие. Сжатый воздух с выхода компрессора под давлением подается в камеру сгорания (не показана) газовой турбины, где смешивается с топливом, образуя горючую смесь. Горючая смесь воспламеняется, продукты ее сгорания через направляющий аппарат (не показан), газовой турбины попадают на рабочее колесо 2 турбины, раскручивая его.When the impeller 3 of the compressor rotates, air from the environment, passing through the compressor intake (not shown), enters the compressor impeller 3, where it is compressed. Compressed air from the outlet of the compressor is supplied under pressure to the combustion chamber (not shown) of the gas turbine, where it mixes with the fuel, forming a combustible mixture. The combustible mixture ignites, the products of its combustion through the guide apparatus (not shown), the gas turbine fall on the impeller 2 of the turbine, spinning it.

На рабочем колесе 2, энергия потока продуктов сгорания газовоздушной смеси преобразуется в механическую энергию, создавая момент вращения, который снимают с рабочего колеса 2 турбины.On the impeller 2, the energy of the flow of combustion products of the gas-air mixture is converted into mechanical energy, creating a torque that is removed from the impeller 2 of the turbine.

При выходе газовой турбины на номинальный режим электрогенератор роторного узла переводится с пускового режима работы на режим выработки электроэнергии.When the gas turbine reaches the nominal mode, the electric generator of the rotor assembly is switched from the starting operation mode to the electric power generation mode.

Размещение радиальных подшипниковых опор, в которых смонтирован роторный вал, в корпусе электрогенератора, а упорной подшипниковой опоры в статоре газовой турбины между рабочими колесами ротора и турбины роторного узла, позволяет уменьшить длину роторного узла, по сравнению с наиболее близким аналогом, примерно на 10%, что повышает жесткость роторного вала, как за счет уменьшения его длины, так и за счет уменьшения расстояния между радиальными опорами.Placing the radial bearing bearings in which the rotor shaft is mounted in the generator housing, and the thrust bearing bearing in the gas turbine stator between the rotor impellers and the rotor assembly turbine, reduces the rotor assembly length by about 10% compared to the closest analogue, which increases the rigidity of the rotor shaft, both by reducing its length, and by reducing the distance between the radial bearings.

Размещенная в статоре газовой турбины между рабочими колесами ротора и турбины упорная подшипниковая опора является опорой как для консоли роторного вала, так и для размещенных на ней рабочих колес компрессора и турбины. Это позволяет гарантированно обеспечить исключение колебаний и вибраций практически на всех режимах работы газовой турбины, так как при такой компоновке роторного узла опорой оснащены расположенные на консоли роторного вала рабочие колеса компрессора и турбины, которые при работе роторного узла являются основным источником колебаний и вибраций.The thrust bearing support located in the stator of the gas turbine between the rotor and turbine impellers is a support both for the rotor shaft console and for the compressor and turbine impellers located on it. This makes it possible to guarantee the exclusion of vibrations and vibrations in almost all operating modes of a gas turbine, since with this arrangement of the rotor assembly, the bearings on the rotor shaft console are equipped with compressor and turbine impellers, which, when the rotor assembly operates, are the main source of oscillations and vibrations.

Уменьшение расстояния между двумя радиальными подшипниковыми узлами 6 увеличивает критическую частоту за счет увеличения жесткости ротора, что позволяет, кроме повышения надежности, повысить частоту вращения роторного вала примерно на 25%. В результате получаем сокращение габаритов газовой турбины и повышение ее КПД.Reducing the distance between the two radial bearing units 6 increases the critical frequency by increasing the stiffness of the rotor, which allows, in addition to increasing reliability, to increase the rotational speed of the rotor shaft by about 25%. As a result, we obtain a reduction in the dimensions of the gas turbine and an increase in its efficiency.

Весьма существенно, что размещение упорной подшипниковой опоры 4 между рабочим колесом 2 турбины и рабочим колесом 3 компрессора позволяет отказаться от использования весьма сложного устройства - компенсатора осевого усилия, необходимого для уменьшения дисбаланса нагрузок на элементы рабочего колеса турбины.It is very significant that the placement of the thrust bearing support 4 between the impeller 2 of the turbine and the impeller 3 of the compressor eliminates the use of a very complex device - the axial force compensator, necessary to reduce the imbalance of loads on the elements of the impeller of the turbine.

Повышение жесткости роторного вала позволяет также использовать более эффективные подшипники, в частности, лепестковые газодинамические подшипники, которые не могут обеспечить надежную работу с нежесткими роторными валами.Increasing the stiffness of the rotor shaft also allows the use of more efficient bearings, in particular flap gas-dynamic bearings, which cannot ensure reliable operation with non-rigid rotor shafts.

Таким образом, конструкция разработанного роторного узла позволяет обеспечить надежную, безаварийную работу роторного узла и газовой турбины, укомплектованной таким узлом, в том числе, на предельных режимах, в условиях действия вибраций, перегрузок и ударных нагрузок на роторный узел.Thus, the design of the developed rotor assembly allows for reliable, trouble-free operation of the rotor assembly and a gas turbine equipped with such a assembly, including at extreme conditions, under the influence of vibrations, overloads, and shock loads on the rotor assembly.

Claims

A gas turbine rotor assembly comprising a hollow rotor shaft, two radial and thrust bearings, an electric generator, a turbine impeller mounted on a shaft located in the cavity of the rotor shaft, a compressor impeller mounted on the rotor shaft, permanent magnets placed in the cavity of the rotor shaft in the field of the stator winding of the generator, characterized in that the rotor shaft is mounted in the housing of the generator in radial bearings to form a console on which the working the compressor wheel and the turbine impeller, and the thrust bearing support can be mounted in a gas turbine stator, covers the rotor shaft console and is placed between the mentioned impellers.