RU87748U1

RU87748U1 - GAS TURBINE OPERATING WHEEL

Info

Publication number: RU87748U1
Application number: RU2009123911/22U
Authority: RU
Inventors: Елена Викторовна Преснова; Людмила Александровна Кузнецова; Юлия Евгеньевна Свидерская; Татьяна Павловна Зайцева
Original assignee: Елена Викторовна Преснова; Людмила Александровна Кузнецова; Юлия Евгеньевна Свидерская; Татьяна Павловна Зайцева
Priority date: 2009-06-24
Filing date: 2009-06-24
Publication date: 2009-10-20

Abstract

Рабочее колесо газовой турбины, содержащее диск с каналами для подвода охлаждающего воздуха и лопатки, каждая из которых имеет хвостовик и перо с системой отверстий для выхода охлаждающего воздуха, перегородку, проходящую через хвостовик и перо и образующую с входной кромкой канал для прохода охлаждающего воздуха, перегородку, проходящую через перо лопатки и образующую с выходной кромкой канал для прохода охлаждающего воздуха, при этом в канале между перегородками на стенке пера расположены турбулизаторы охлаждающего воздуха в виде цилиндрических штырьков, отличающееся тем, что перегородки выполнены с поперечными канавками, и канавки, выполненные на одной стороне перегородки, смещены относительно канавок, выполненных на противоположной стороне перегородки, при этом количество каналов в перегородке на участке хвостовика не менее двух, а канал, образованный перегородкой и входной кромкой, по высоте хвостовика выполнен сужающимся.The impeller of a gas turbine containing a disk with channels for supplying cooling air and blades, each of which has a shank and a feather with a system of openings for the exit of cooling air, a partition passing through the shank and feather and forming a channel for the passage of cooling air with an input edge, a partition passing through the feather of the blade and forming a channel for the passage of cooling air with the output edge, while in the channel between the partitions on the wall of the feather are located the turbulators of cooling air in the form of qi pins, characterized in that the partitions are made with transverse grooves, and the grooves made on one side of the partition are offset relative to the grooves made on the opposite side of the partition, the number of channels in the partition on the shank portion is at least two, and the channel formed by the partition and the input edge, the height of the shank is made tapering.

Description

Полезная модель относится к газотурбинным установкам, в частности, к охлаждаемым рабочим колесам газовых турбин и может найти применение в энергетике и судостроении.The utility model relates to gas turbine plants, in particular, to cooled impellers of gas turbines and can be used in power engineering and shipbuilding.

Известно рабочее колесо газовой турбины, содержащее диск с каналами для подвода охлаждающего воздуха и лопатки, каждая из которых имеет хвостовик и перо с системой отверстий для выхода охлаждающего воздуха, перегородку, проходящую через хвостовик и перо и образующую с входной кромкой канал для прохода охлаждающего воздуха, перегородку, проходящую через перо лопатки и образующую с выходной кромкой канал для прохода охлаждающего воздуха, при этом в канале между перегородками на стенке пера расположены турбулизаторы охлаждающего воздуха в виде цилиндрических штырьков (см. Конструкция и проектирование авиационных газотурбинных двигателей, под общей ред. Д.В.Хронина, - М.: Машиностроение, 1989, с.169, рис.4.30).A gas turbine impeller is known, comprising a disk with channels for supplying cooling air and blades, each of which has a shank and a feather with a system of openings for the exit of cooling air, a partition passing through the shank and feather and forming a channel for the passage of cooling air with the input edge, a partition passing through the feather of the blade and forming a channel for the passage of cooling air with the output edge, while in the channel between the partitions on the wall of the pen are located cooling air turbulators in the form of cylindrical pins (see Design and Design of Aircraft Gas Turbine Engines, under the general editorship of D.V. Chronin, - M.: Mechanical Engineering, 1989, p. 169, Fig. 4.30).

Несмотря на сложную разветвленную сеть внутренних каналов и систему отверстий, эффективность охлаждения данной лопатки недостаточно высока из-за достаточно высокой скорости повышения температуры охлаждающего воздуха по мере его продвижения к выходу из лопатки.Despite the complex branched network of internal channels and the system of holes, the cooling efficiency of this blade is not high enough due to the sufficiently high rate of increase in temperature of the cooling air as it moves to the exit of the blade.

Технический результат заявленного изобретения - повышение эффективности охлаждения.The technical result of the claimed invention is an increase in cooling efficiency.

Указанный технический результат достигается тем, что в рабочем колесе газовой турбины, содержащем диск с каналами для подвода охлаждающего воздуха и лопатки, каждая из которых имеет хвостовик и перо с системой отверстий для выхода охлаждающего воздуха, перегородку, проходящую через хвостовик и перо и образующую с входной кромкой канал для прохода охлаждающего воздуха, перегородку, проходящую через перо лопатки и образующую с выходной кромкой канал для прохода охлаждающего воздуха, при этом в канале между перегородками на стенке пера расположены турбулизаторы охлаждающего воздуха в виде цилиндрических штырьков, согласно полезной модели, перегородки выполнены с поперечными канавками, и канавки, выполненные на одной стороне перегородки смещены относительно канавок, выполненных на противоположной стороне перегородки, при этом количество каналов в перегородке на участке хвостовика не менее двух, а канал, образованный перегородкой и входной кромкой, по высоте хвостовика выполнен сужающимся.The specified technical result is achieved by the fact that in the impeller of a gas turbine containing a disk with channels for supplying cooling air and blades, each of which has a shank and a feather with a system of openings for the exit of cooling air, a partition passing through the shank and feather and forming from the input the edge of the channel for the passage of cooling air, the partition passing through the feather of the blade and forming with the output edge the channel for the passage of cooling air, while in the channel between the partitions on the wall of the pen turbulators of cooling air are laid in the form of cylindrical pins, according to a utility model, partitions are made with transverse grooves, and grooves made on one side of the partition are offset relative to grooves made on the opposite side of the partition, the number of channels in the partition on the shank portion is at least two, and the channel formed by the partition and the input edge, the height of the shank is made tapering.

Повышение скорости потока в охлаждающих каналах позволяет уменьшить скорость повышения температуры охлаждающего воздуха по мере его продвижения к выходу из лопатки. Турбулизаторы, выполненные в виде винтовых канавок и цилиндрических штырьков, позволяют интенсифицировать теплообмен. Меньше двух каналов в хвостовике - не позволяет достаточно эффективно турбулизировать поток, максимальное количество каналов определяется высотой лопатки. Выполнение указанных мероприятий в комплексе позволяет повысить эффективность охлаждения.An increase in the flow rate in the cooling channels allows a decrease in the rate of increase in the temperature of the cooling air as it moves toward the exit of the blade. Turbulators, made in the form of helical grooves and cylindrical pins, can intensify heat transfer. Less than two channels in the shank - does not allow turbulent flow quite efficiently, the maximum number of channels is determined by the height of the blade. The implementation of these measures in the complex allows to increase the cooling efficiency.

На чертеже схематично изображено рабочее колесо.The drawing schematically shows the impeller.

Рабочее колесо содержит диск 1 с каналами 2 для подвода охлаждающего воздуха и лопатки, каждая из которых имеет хвостовик 3 и перо 4 с системой отверстий 5 для выхода охлаждающего воздуха, выполненных на входной и выходной кромках и торце пера, перегородку 6, проходящую через хвостовик 3 и перо 4 и образующую с входной кромкой канал 7 для прохода охлаждающего воздуха, перегородку 8, проходящую через перо 4 лопатки и образующую с выходной кромкой канал 9 для прохода охлаждающего воздуха. При этом в канале 10 между перегородками 6 и 7 на стенке пера расположены турбулизаторы 11 охлаждающего воздуха в виде цилиндрических штырьков. Перегородки 6, 8 выполнены с поперечными канавками, при этом канавки, выполненные на одной стороне перегородки смещены относительно канавок, выполненных на противоположной стороне перегородки. Канал 7, образованный перегородкой 6 и входной кромкой, по высоте хвостовика выполнен сужающимся.The impeller contains a disk 1 with channels 2 for supplying cooling air and blades, each of which has a shank 3 and a feather 4 with a system of holes 5 for the exit of cooling air, made at the input and output edges and the end of the pen, a partition 6 passing through the shank 3 and a feather 4 and a channel 7 forming with an input edge for the passage of cooling air, a partition 8 passing through the blade feather 4 and forming a channel 9 for the passage of cooling air with the output edge. Moreover, in the channel 10 between the partitions 6 and 7 on the wall of the pen are turbulators 11 of cooling air in the form of cylindrical pins. Partitions 6, 8 are made with transverse grooves, while grooves made on one side of the partition are offset from grooves made on the opposite side of the partition. The channel 7 formed by the partition 6 and the input edge, the height of the shank is made tapering.

При работе турбины охлаждающий воздух подводится в каналы 2 диска 1, откуда через каналы в хвостовике 3 распределяется по каналам 7, 9, 10 пера 4 лопатки. Часть воздуха, двигаясь по каналу 7, охлаждает входную кромку пера 4 и выпускается через отверстия во входной кромки. Часть воздуха, протекая по каналам 9, 10, охлаждает их и выпускается через отверстия в торце и выходной кромке пера 4.During the operation of the turbine, cooling air is supplied to the channels 2 of the disk 1, from where it is distributed through the channels in the shank 3 through the channels 7, 9, 10 of the feather 4 of the blade. Part of the air, moving along the channel 7, cools the inlet edge of the pen 4 and is discharged through openings in the inlet edge. Part of the air flowing through the channels 9, 10, cools them and is released through the holes in the end and the outlet edge of the pen 4.

Claims

The impeller of a gas turbine containing a disk with channels for supplying cooling air and blades, each of which has a shank and a feather with a system of openings for the exit of cooling air, a partition passing through the shank and feather and forming a channel for the passage of cooling air with an input edge, a partition passing through the feather of the blade and forming a channel for the passage of cooling air with the output edge, while in the channel between the partitions on the wall of the feather are located the turbulators of cooling air in the form of qi pins, characterized in that the partitions are made with transverse grooves, and the grooves made on one side of the partition are offset relative to the grooves made on the opposite side of the partition, the number of channels in the partition on the shank portion is at least two, and the channel formed by the partition and the input edge, the height of the shank is made tapering.