RU2013118552A

RU2013118552A - Газотурбинный двигатель с промежуточным охлаждением

Info

Publication number: RU2013118552A
Application number: RU2013118552/06A
Authority: RU
Inventors: Чин-Пан ЛИ; Томас Ори МОНИЗ; Роберт Джозеф ОРЛАНДО
Original assignee: Дженерал Электрик Компани
Priority date: 2006-11-10
Filing date: 2013-04-22
Publication date: 2014-10-27
Also published as: CN101178029B; EP1921255A2; JP5166830B2; JP2012145116A; CA2607654A1; JP5436594B2; JP2008121671A; US20080112793A1; EP1921255B1; CN101178029A; RU2007141686A; CA2607654C; US7870742B2; EP1921255A3

Abstract

1. Газотурбинный двигатель, содержащиймногоступенчатый осевой компрессор, содержащий ряды лопаток компрессора, предназначенных для сжатия воздуха, причем воздух, выпускаемый из заднего конца компрессора и являющийся сжатым воздухом на выходе компрессора (CDP воздух), имеет более высокие температуру и давление, чем воздух, выпускаемый из промежуточной ступени компрессора;кольцевую камеру сгорания, сообщающуюся с компрессором для смешивания топлива со сжатым воздухом для получения газообразных продуктов сгорания;турбину высокого давления, содержащую ряд лопаток первой ступени турбины высокого давления, ласточкины хвосты которых установлены в соответствующих пазах для ласточкина хвоста по периметру опорного диска турбины, связанного с лопатками компрессора посредством вала;при этом диск содержит перемычку, проходящую внутрь от периметра диска, передняя поверхность которой переходит в широкую ступицу, и переднюю уплотнительную крышку, проходящую в радиальном направлении вдоль передней поверхности, образуя кольцевой воздухопровод, сообщающийся с пазами для ласточкина хвоста; ипромежуточный контур охлаждения, проходящий с сообщением по потоку от впускного отверстия для отбора, проходящего радиально внутрь между соседними рядами лопаток компрессора от промежуточной ступени компрессора, к воздухопроводу для направления отбираемого с промежуточной ступени охлаждающего воздуха к передней поверхности диска, причем отбираемый с промежуточной ступени охлаждающий воздух имеет температуру и давление, которые меньше температуры и давления CDP воздуха, так что снижается термическая нагрузка на диск турби

Claims

1. Газотурбинный двигатель, содержащий

многоступенчатый осевой компрессор, содержащий ряды лопаток компрессора, предназначенных для сжатия воздуха, причем воздух, выпускаемый из заднего конца компрессора и являющийся сжатым воздухом на выходе компрессора (CDP воздух), имеет более высокие температуру и давление, чем воздух, выпускаемый из промежуточной ступени компрессора;

кольцевую камеру сгорания, сообщающуюся с компрессором для смешивания топлива со сжатым воздухом для получения газообразных продуктов сгорания;

турбину высокого давления, содержащую ряд лопаток первой ступени турбины высокого давления, ласточкины хвосты которых установлены в соответствующих пазах для ласточкина хвоста по периметру опорного диска турбины, связанного с лопатками компрессора посредством вала;

при этом диск содержит перемычку, проходящую внутрь от периметра диска, передняя поверхность которой переходит в широкую ступицу, и переднюю уплотнительную крышку, проходящую в радиальном направлении вдоль передней поверхности, образуя кольцевой воздухопровод, сообщающийся с пазами для ласточкина хвоста; и

промежуточный контур охлаждения, проходящий с сообщением по потоку от впускного отверстия для отбора, проходящего радиально внутрь между соседними рядами лопаток компрессора от промежуточной ступени компрессора, к воздухопроводу для направления отбираемого с промежуточной ступени охлаждающего воздуха к передней поверхности диска, причем отбираемый с промежуточной ступени охлаждающий воздух имеет температуру и давление, которые меньше температуры и давления CDP воздуха, так что снижается термическая нагрузка на диск турбины, и повышается срок его службы по сравнению с использованием CDP воздуха для охлаждения диска турбины.

2. Двигатель по п.1, в котором камера сгорания расположена вокруг внутреннего корпуса и опирается на него, а промежуточный контур охлаждения расположен внутри вала, между компрессором и диском турбины высокого давления, и сообщается с воздухопроводом.

3. Двигатель по п.2, в котором вал жестко прикреплен к перемычке диска в области добавочной ступицы у основания передней уплотнительной крышки, а промежуточный контур охлаждения ограничен трубчатым экраном, проходящим в осевом направлении выше по потоку от добавочной ступицы к промежуточной ступени компрессора.

4. Двигатель по п.3, в котором промежуточная ступень компрессора содержит диск компрессора, обеспечивающий опору для ряда лопаток компрессора, а экран проходит вперед к ступице диска компрессора.

5. Двигатель по п.4, в котором входное отверстие содержит множество подводных труб, проходящих радиально внутрь, от лопаток компрессора и вдоль диска компрессора, для подвода отбираемого с промежуточной ступени компрессора воздуха к воздухопроводу.

6. Двигатель по п.5, в котором турбина высокого давления содержит сопло первой ступени турбины, содержащее ряд лопаток статора, расположенных между камерой сгорания и лопатками турбины высокого давления, предназначенное для снижения давления газообразных продуктов сгорания на передней и задней кромках лопаток, при этом каждая лопатка турбины высокого давления дополнительно содержит передний ряд первых охладительных отверстий, проходящих в радиальном направлении вдоль передней кромки лопатки, и задний ряд вторых охладительных отверстий, проходящих в радиальном направлении вдоль задней кромки лопатки, для выведения воздуха, охлаждающего лопатку, из внутреннего контура охлаждения лопатки, причем промежуточная ступень компрессора расположена впереди по ходу относительно последней ступени компрессора для создания статического давления отбираемого воздуха, превышающего статическое давление газообразных продуктов сгорания на задних кромках лопаток турбины высокого давления.

7. Двигатель по п.6, дополнительно содержащий уплотнительную скобу, проходящую радиально внутрь от внутреннего корпуса и плотно прилегающую к зубцам лабиринтного уплотнения, проходящим наружу в радиальном направлении от добавочной ступицы, при этом охлаждающие каналы лопаток сообщаются с воздухопроводом, забирая из него отбираемый от компрессора воздух.

8. Двигатель по п.7, в котором промежуточная ступень компрессора создает статическое давление отбираемого воздуха, превышающее суммарное относительное давление газообразных продуктов сгорания на передних кромках лопаток турбины высокого давления.

9. Двигатель по п.6, в котором охлаждающие каналы лопаток сообщаются с последней ступенью компрессора по контуру, независимому от промежуточного контура охлаждения.

10. Двигатель по п.9, дополнительно содержащий передний замок крепления лопатки, проходящий радиально наружу от добавочной ступицы к лопаткам турбины высокого давления снаружи передней уплотнительной крышки, и кольцевой нагнетатель, проходящий назад от внутреннего корпуса и направляющий воздух, выходящий из компрессора, через лопатки турбины высокого давления.