ДИФФУЗОР ВЫХЛОПНОГО ТРАКТА ГАЗОТУРБИННОЙ УСТАНОВКИ Российский патент 2014 года по МПК F02C7/00 

Описание патента на изобретение RU2503839C1

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в выхлопном тракте газоперекачивающего агрегата (ГПА) или газотурбинной электростанции с газотурбинной установкой (ГТУ).

Диффузор является одним из элементов выхлопного тракта, обеспечивающего снижение скорости высокотемпературного газового потока, снижение теплопередачи и звука от газового потока в окружающее пространство. Диффузор своими фланцами стыкуется с улиткой ГТУ и выхлопной трубой.

Известен диффузор выхлопного тракта, представляющий собой обечайку с фланцами, кожух, охватывающий обечайку и состоящий из боковых панелей (стенок), крыши, поддона, звукотеплоизоляции, размещенной между обечайкой и кожухом. На верхней и боковых стенках обечайки установлены штыри, на концах которых выполнены прорези с образованием половинок, концы штырей соединены между собой проволокой, (см. RU 2313030 C2 (Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" (RU)), 20.12.2007).

Данный диффузор принят в качестве прототипа.

Недостаток данного диффузора заключается в том, что из-за многослойности конструкции происходит неравномерный нагрев внутренней и наружной поверхностей диффузора, что приводит к разной величине расширения материала внутренней и наружной поверхностей, и, соответственно, к различным напряжениям в стыках конструкции, и может привести к разрушению конструкции по стыкам фланца с обечайкой и кожуха.

Задачей настоящего изобретения является устранение отмеченного недостатка, т.е. повышение надежности работы конструкции.

Технический результат достигается тем, что в диффузоре выхлопного тракта газотурбинной установки, содержащем обечайку с фланцами, звукотеплоизоляцию, кожух, охватывающий с зазором обечайку и состоящий из стенок и поддона, кожух с помощью фланцев скреплен с поддоном, а обечайка разъединена с кожухом и установлена на опорах - в средней части на неподвижных опорах, а остальной поверхностью - на подвижных опорах, разнесенных симметрично относительно не подвижных опор.

Для закрепления подвижных и неподвижных опор на нижней поверхности обечайки и для обеспечения подвижности опор на внутренней поверхности нижней стенки кожуха предусмотрены металлические пластины.

Отличительные признаки являются существенными:

1. Разъединение кожуха и обечайки позволяет избежать возникновения напряжений, образующихся в результате разных тепловых расширений кожуха и обечайки в местах их соединения, тем самым предотвратить разрушение сварных швов, соединяющих кожух и обечайку.

2. Установка обечайки на неподвижных опорах позволяет зафиксировать ее относительно кожуха и ограничить подвижность при тепловых расширениях.

3. Установка обечайки на подвижных опорах позволяет перемещаться участкам обечайки относительно кожуха при тепловых расширениях.

Техническое решение поясняется чертежами на фиг.1, 2, 3, 4, 5.

На фиг.1 показан диффузор вид - сбоку. На фиг.2 показан диффузор в разрезе. На фиг.3 показано расположение подвижной опоры (выносной элемент А). На фиг.4 показано расположение неподвижной опоры (выносной элемент Б). На фиг.5 показан диффузор в разрезе В-В.

Диффузор выхлопного тракта ГТУ содержит обечайку 1, подвижные опоры 3 и неподвижные опоры 4, кожух 5 с фланцами 6, охватывающий обечайку 1 и состоящий из поддона 7 и стенок 8, звукотеплоизоляции 9, пластины 10.

При работе ГТУ высокотемпературный газовый поток продуктов сгорания, проходя через проточную часть обечайки 1, нагревает обечайку 1 равномерно по всей поверхности. При равномерном прогреве обечайки 1 тепловые расширения, в основном, распространяются от центра и увеличиваются по направлению к периферии. Так как в центре нижней плоскости обечайки 1 менее напряженный участок, вблизи него расположены неподвижные опоры 4 для фиксации обечайки 1 относительно кожуха 5. На остальной поверхности нижней плоскости обечайки 1 расположены подвижные опоры 3 для перемещения участков обечайки 1 при тепловых расширениях относительно кожуха 5. Для закрепления подвижных и неподвижных опор 3, 4 на нижней поверхности обечайки 1 и для обеспечения подвижности опор 3 на внутренней поверхности нижней стенки кожуха 5 предусмотрены металлические пластины 10. При закреплении опор 3, 4 металлические пластины 10 создают поверхность для крепления и увеличивают жесткость конструкции. При перемещении подвижных опор 3 металлические пластины 10 образуют поверхность, по которой происходит перемещение, и увеличивают жесткость и прочность поддона 7. Через стенки обечайки 1 тепловой поток передается на звукотеплоизоляцию 9. Звукотеплоизоляция 9 сдерживает часть тепла, передаваемого на кожух 5, в результате чего происходит разный прогрев материалов стенок 8 кожуха 5 и обечайки 1. Под воздействием теплового потока расширение стенок обечайки 1 больше, чем расширение стенок 8 кожуха 5. Так как участки обечайки 1 не имеют жесткого крепления с элементами кожуха 5 и поддона 7, в зонах интенсивного расширения, то они свободно перемещаются на подвижных опорах 3 под воздействием тепловых расширений относительно кожуха 5, не создавая дополнительных напряжений в конструкции. Кожух 5 и поддон 7 жестко соединены фланцами 6 для увеличения жесткости кожуха.

Использование изобретения позволит повысить надежность работы конструкции диффузора и, кроме того, эксплуатационные характеристики.

Похожие патенты RU2503839C1

название год авторы номер документа
ДИФФУЗОР ВЫХЛОПНОГО ТРАКТА ГАЗОТУРБИННОЙ УСТАНОВКИ 2013
  • Пермяков Константин Валерьевич
  • Баженов Сергей Леонидович
  • Семенова Юлия Валерьевна
RU2526997C1
ДИФФУЗОР ВЫХЛОПНОГО ТРАКТА ГАЗОПЕРЕКАЧИВАЮЩЕГО АГРЕГАТА С ГАЗОТУРБИННОЙ УСТАНОВКОЙ 2005
  • Саков Юрий Львович
  • Козинов Александр Михайлович
  • Кустов Юрий Иванович
  • Иванов Николай Афанасьевич
  • Фоминых Галина Алексеевна
RU2313030C2
Выхлопное устройство газоперекачивающего агрегата 2020
  • Назаров Эдуард Борисович
RU2762816C1
Плоский диффузор 2023
  • Волков Илья Николаевич
RU2820363C1
СПОСОБ СНИЖЕНИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ В ВЫХЛОПНОМ ТРАКТЕ ГАЗОТУРБИННОЙ УСТАНОВКИ И ОСЕРАДИАЛЬНЫЙ ДИФФУЗОР СИЛОВОЙ ТУРБИНЫ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2016
  • Зарипов Юлай Мидхатович
  • Халиуллин Рузиль Сахиуллович
RU2654556C2
ГАЗООТВОДНОЕ УСТРОЙСТВО ГАЗОТУРБИННОЙ УСТАНОВКИ 2001
  • Кустов Ю.И.
  • Мельничук В.Г.
  • Будусов В.Г.
  • Рыженков В.И.
  • Бизунков С.И.
RU2202697C2
ВЫХЛОПНАЯ УЛИТКА ГАЗОТУРБИННОЙ УСТАНОВКИ 1999
  • Карандашов Б.М.
  • Митин Е.М.
RU2209319C2
ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ГАЗОТУРБИННАЯ УСТАНОВКА 2004
  • Сулимов Даниил Дмитриевич
  • Хайрулин Тахир Наильевич
  • Черненко Алексей Владимирович
  • Шкалябин Виталий Михайлович
  • Апкин Раиль Шамильевич
RU2269018C1
Газоперекачивающий агрегат (ГПА), газотурбинная установка (ГТУ), входное устройство ГТУ ГПА (варианты), опорный комплекс входного устройства ГТУ ГПА 2018
  • Куприк Виктор Викторович
  • Лобов Дмитрий Анатольевич
  • Марчуков Евгений Ювенальевич
  • Рубин Лев Исакович
  • Сабиров Айрат Байзавиевич
  • Поляков Константин Сергеевич
  • Субботина Вера Сергеевна
RU2678793C1
Способ снижения аэродинамического сопротивления отработанных выхлопных газов в выхлопном тракте газоперекачивающего агрегата 2023
  • Чучкалов Михаил Владимирович
  • Саляхов Рамис Харисович
  • Кайдаш Александр Сергеевич
  • Богданов Алексей Васильевич
RU2823757C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 503 839 C1

Реферат патента 2014 года ДИФФУЗОР ВЫХЛОПНОГО ТРАКТА ГАЗОТУРБИННОЙ УСТАНОВКИ

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в выхлопном тракте газоперекачивающего агрегата и газотурбинной электростанции с газотурбинной установкой. В диффузоре выхлопного тракта газотурбинной установки, содержащем обечайку с фланцами, звукотеплоизоляцию, кожух, охватывающий с зазором обечайку, кожух с помощью фланцев скреплен с поддоном. Обечайка разъединена с кожухом и установлена на опорах. В средней части на неподвижных опорах, а остальной поверхностью - на подвижных опорах, разнесенных симметрично относительно неподвижных опор. Использование изобретения позволит повысить надежность работы конструкции диффузора и, кроме того, эксплуатационные характеристики. 5 ил.

Формула изобретения RU 2 503 839 C1

Диффузор выхлопного тракта газотурбинной установки, содержащий обечайку с фланцами, звукотеплоизоляцию, кожух, охватывающий с зазором обечайку и состоящий из стенок и поддона, отличающийся тем, что в нем кожух с помощью фланцев скреплен с поддоном, а обечайка разъединена с кожухом и установлена на опорах - в средней части на неподвижных опорах, а остальной поверхностью - на подвижных опорах, разнесенных симметрично относительно неподвижных опор.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2014 года RU2503839C1

ДИФФУЗОР ВЫХЛОПНОГО ТРАКТА ГАЗОПЕРЕКАЧИВАЮЩЕГО АГРЕГАТА С ГАЗОТУРБИННОЙ УСТАНОВКОЙ 2005
  • Саков Юрий Львович
  • Козинов Александр Михайлович
  • Кустов Юрий Иванович
  • Иванов Николай Афанасьевич
  • Фоминых Галина Алексеевна
RU2313030C2
ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ГАЗОТУРБИННАЯ ТРАНСПОРТИРУЕМАЯ МОДУЛЬНАЯ УСТАНОВКА 2001
  • Нусберг Р.Ю.
  • Скибин В.А.
  • Иванов Ю.А.
  • Паюла В.В.
  • Страшелюк В.А.
  • Хорошилов В.Н.
RU2189477C1
СПОСОБ МОНТАЖА ГАЗОГЕНЕРАТОРА И СВОБОДНОЙ ТУРБИНЫ ГАЗОТУРБИННОГО ПРИВОДА (ВАРИАНТЫ) 2008
  • Корноухов Александр Анатольевич
  • Понькин Владимир Николаевич
  • Ведин Анатолий Николаевич
  • Жильцов Евгений Изосимович
  • Муртазин Габбас Зуферович
RU2386833C2
DE 3940975 A, 21.06.1990
US 20090053046 A1, 26.02.2009.

RU 2 503 839 C1

Авторы

Баженов Сергей Леонидович

Пермяков Константин Валерьевич

Даты

2014-01-10Публикация

2012-06-22Подача