КОРПУС КАМЕРЫ СГОРАНИЯ Российский патент 2016 года по МПК F23R3/00 F23R3/50 

Изобретение относится к корпусу камеры сгорания, образованному внешним кожухом камеры сгорания с внутренней полостью и внутренним кожухом камеры сгорания с внутренней полостью.

Газовая турбина содержит установленный на подшипниках с возможностью вращения вокруг оси вращения ротор с валом. Вдоль ротора расположены последовательно корпус воздухозаборника, компрессор, камера сгорания (например, кольцевая камера сгорания) с корпусом камеры сгорания для пропуска горячего газа и несколькими, расположенными соосно горелками, турбина и камера для отработавшего газа.

Корпус камеры сгорания образован кольцеобразным внешним кожухом камеры сгорания и внутренним кожухом камеры сгорания. Внутренний и внешний кожух камеры сгорания соединены на торцах, т.е. на приемной стороне, обычно, через уплотняющий стальной лист посредством колец из уголкового профиля. Однако кольца из уголкового профиля подвержены в процессе эксплуатации сильному образованию окалины. Кроме этого места стыка между кольцами из уголка и внешним кожухом камеры сгорания или внутренним кожухом камеры сгорания подвержены износу. Уплотняющий стальной лист также подвержен сильному износу и т.о. недолговечен. Вследствие сильного износа уплотняющий стальной лист и расположенные на корпусе камеры сгорания кольца из уголкового профиля необходимо часто менять. Монтаж этих компонентов на камере сгорания занимает много времени и очень затруднителен.

Задача настоящего изобретения заключается в создании камеры сгорания, у которой отсутствуют названные выше недостатки.

Согласно изобретению эта задача решена посредством камеры сгорания, охарактеризованной признаками пункта 1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты выполнения изобретения раскрыты в зависимых пунктах формулы. Корпус камеры сгорания, который образован внешним кожухом камеры сгорания с внутренней полостью и внутренним кожухом камеры сгорания с внутренней полостью, причем внешний и внутренний кожухи камеры сгорания имеют проходящие по окружности, открытые к торцевой стороне, сплошные, обращенные в сторону внутренних полостей кожухов пазы, в которых установлена состоящая из двух частей сменная прокладка, которая соединена как с внешним кожухом камеры сгорания, так и с внутренним кожухом камеры сгорания с возможностью разъединения, обеспечивает следующее.

Установка сменной прокладки в проходящем по окружности, открытом к торцевой стороне, сплошном пазе и разъемное соединение этой прокладки обеспечивает ее простой демонтаж. Также просто установить новую сменную прокладку. Поэтому в процессе контрольного осмотра сменная прокладка может быть просто заменена. Замена сменной прокладки значительно более выгодна в отношении монтажных затрат, чем известная из уровня техники замена колец из уголкового профиля. Кроме этого такая сменная прокладка может быть выполнена очень толстой, что в значительной мере повышает срок службы такой сменной прокладки. В дополнение к этому износ касается только сменной прокладки и не затрагивает больше сам стык между кольцами из уголковой стали и внутренним или внешним кожухом камеры сгорания, как это известно из уровня техники.

Преимущественно сменная прокладка состоит из первого сменного кольца и второго сменного кольца, причем на первом сменном кольце выполнен выступ, а на втором сменном кольце выполнена соотнесенная с этим выступом канавка, причем таким образом, что выступ входит в канавку и тем самым может быть в ней зафиксирован. Это обеспечивает возможность простого позиционирования и соединения внутреннего кожуха камеры сгорания и внешнего кожуха камеры сгорания в процессе монтажа, обеспечиваемых возможностью простого взаимного центрирования выступа и канавки (самоцентрирующееся соединение).

Предпочтительно между выступом и соотнесенной с ним канавкой предусмотрен компенсационный зазор. Тем самым можно повысить компенсацию температурных растяжений материала.

В предпочтительном варианте выполнения изобретения установка первого сменного кольца осуществляется в пазе внешнего кожуха камеры сгорания, причем первое сменное кольцо соединено с внешним кожухом камеры сгорания винтовым соединением, а установка второго сменного кольца осуществляется в пазе внутреннего кожуха камеры сгорания, причем второе сменное кольцо соединено с внутренним кожухом камеры сгорания винтовым соединением. В качестве альтернативы предусмотрена установка первого сменного кольца в пазе внутреннего кожуха камеры сгорания, причем первое сменное кольцо соединено с внутренним кожухом камеры сгорания винтовым соединением, а установка второго сменного кольца осуществляется в пазе внешнего кожуха камеры сгорания, причем второе сменное кольцо соединено с внешним кожухом камеры сгорания винтовым соединением. Такое винтовое соединение можно просто разъединить и оно может быть кроме этого выполнено устойчивым к температурным воздействиям. Кроме этого возможны и другие разъемные соединения.

Газовая турбина содержит корпус камеры сгорания согласно изобретению.

Настоящее изобретение поясняется чертежами, на которых представлено следующее:

фиг.1 - разрез газотурбинной установки;

фиг.2 - фрагмент поперечного разреза корпуса камеры сгорания согласно изобретению;

фиг.3 - фрагмент торца корпуса камеры сгорания согласно изобретению.

Согласно фиг.1 газотурбинная установка содержит компрессор 2 для воздуха, подводимого в камеру сгорания, камеру сгорания 4, а также турбину 6 в качестве привода компрессора 2 и генератора (не показан на фиг.1). Камера сгорания 4 оборудована несколькими горелками 10 для сжигания жидкого или газообразного топлива. Она включает кроме этого внешний кожух камеры сгорания 20 и внутренний кожух камеры сгорания 30, именуемый также ступицей.

Турбина 6 включает несколько рабочих лопаток 12, выполненных с возможностью вращения. Кроме этого турбина 6 включает несколько неподвижных рабочих лопаток 14. Рабочие лопатки 12 служат при этом для привода вала турбины 8 посредством передачи импульса от проходящего через турбину 6 рабочего тела М. В свою очередь рабочие лопатки 14 предназначены для направления потока рабочего тела М между каждой парой расположенных последовательно друг за другом в направлении потока рабочего тела М рядами рабочих лопаток или лопаточными венцами. Изобретение относится к обозначенной цифрой 11 зоне и показано на фиг.2 и 3.

На фиг.2 показан фрагмент внешнего кожуха камеры сгорания 20 с внутренней полостью и фрагмент внутреннего кожуха камеры сгорания 30 с внутренней полостью. Как внешний кожух камеры сгорания 20, так и внутренний кожух камеры сгорания 30 имеют 5 пазов 27, 37, открытых к стороне торца, проходящих по окружности, сплошных, обращенных в сторону внутренней полости. В этих пазах 27, 37 предусмотрена установка сменной прокладки. Сменная прокладка состоит при этом из первого сменного кольца 25 и второго сменного кольца 35, причем на первом сменном кольце 25 выполнен выступ 26, а на втором сменном кольце 35 выполнена соотнесенная с этим выступом канавка 36. Выступ 26 может входить в канавку 36. При установке внешнего кожуха камеры сгорания 20 на внутреннем кожухе камеры сгорания 30 выступ 26 проскальзывает в канавку 36 и таким образом достигается центрирование внешнего кожуха камеры сгорания относительно внутреннего кожуха камеры сгорания. Такое простое центрирование экономит много времени на монтаж. Кроме этого выступ 26 и канавка 36 в рабочем режиме фиксируют внешний кожух камеры сгорания 20 относительно внутреннего кожуха камеры сгорания 30. Сменное кольцо 25 устанавливается посредством винтов 40 в открытом в торцевую сторону 5 пазе 27 внешнего кожуха камеры сгорания 20. Сменное кольцо 35 устанавливается также посредством винтов 40 в открытом в торцевую сторону 5 пазе 37 внутреннего кожуха камеры сгорания 30. Винты 40 можно заменить любым другим разъединяющимся соединением. В случае установления наличия износа сменного кольца 25 или 35 или износа обоих сменных колец 35 и 25 винты 40 откручивают и заменяют сменные кольца 25, 35. Установка сменных колец 25, 35 в открытых в торцевую сторону 5, сплошных, проходящих по окружности пазах 27 и 37 и наличие винтового соединения обеспечивают простой демонтаж сменных колец 25 и 35. Толщина и длина сменных колец 25 и 35 позволяют использовать достаточно много материала и обеспечивают тем самым большой эксплуатационный ресурс сменных колец 25 и 35. Кроме этого износу подвержены только оба сменных кольца 25 и 35, а не места стыков между кольцами из уголкового материала и внешним 20 или внутренним 30 кожухами камеры сгорания, как это имеет место в известном уровне техники. Тем самым повышается эксплуатационный ресурс внешнего кожуха камеры сгорания 20 и внутреннего кожуха камеры сгорания 30. Между выступом 26 и канавкой 36 может существовать компенсационный зазор 41, компенсирующий тепловые расширения в рабочем режиме.

На фиг.3 показан фрагмент торцевой стороны 5 корпуса камеры сгорания согласно изобретению. Винты 40 распределены при этом по сменному кольцу 25 равноудалено друг от друга, также как и винты 40 распределены при этом по сменному кольцу 35 равноудалено друг от друга. При этом винты 40 первого сменного кольца 25 могут быть смещены относительно винтов 40 второго сменного кольца 35. Винты 40 можно заменить любым другим разъемным соединением.

Изобретение относится к энергетике. Корпус камеры сгорания, образованный внешним кожухом камеры сгорания с внутренней полостью и внутренним кожухом камеры сгорания с внутренней полостью, причем внешний кожух камеры сгорания и внутренний кожух камеры сгорания содержат каждый по одному открытому к торцевой стороне, сплошному, проходящему по окружности пазу, обращенному в сторону внутренней полости кожуха, причем в пазах предусмотрена установка сменной прокладки из двух частей, причем указанная прокладка соединена с внешним кожухом камеры сгорания и внутренним кожухом камеры сгорания с возможностью разъединения. Также представлена газовая турбина, содержащая корпус согласно настоящему изобретению. Изобретение позволяет упростить демонтаж прокладки, а также исключить износ мест стыка между кольцами из уголкового материала и внешним или внутренним кожухами камеры сгорания. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Корпус камеры сгорания, образованный внешним кожухом камеры сгорания (20) с внутренней полостью и внутренним кожухом камеры сгорания (30) с внутренней полостью, отличающийся тем, что внешний кожух камеры сгорания (20) и внутренний кожух камеры сгорания (30) содержат каждый по одному открытому к торцевой стороне (5), сплошному, проходящему по окружности пазу (27, 37), обращенному в сторону внутренней полости кожуха, причем пазы (27, 37) выполнены с возможностью установки в них сменной прокладки из двух частей, соединенной с внешним кожухом камеры сгорания (20) и внутренним кожухом камеры сгорания (30) с возможностью разъединения.

2. Корпус камеры сгорания по п.1, отличающийся тем, что сменная прокладка состоит из первого сменного кольца (25) и второго сменного кольца (35), причем на первом сменном кольце (25) выполнен выступ (26), а на втором сменном кольце (35) выполнена соответствующая этому выступу канавка (36), причем выступ (26) выполнен с возможностью введения в канавку (36) и фиксации в ней.

3. Корпус камеры сгорания по п.2, отличающийся тем, что между выступом (26) и соответствующей ему канавкой (36) предусмотрен компенсационный зазор (41).

4. Корпус камеры сгорания по п.2 или 3, отличающийся тем, что первое сменное кольцо (25) выполнено с возможностью установки в пазу (27) внешнего кожуха камеры сгорания (20) и первое сменное кольцо (25) соединено с внешним кожухом камеры сгорания (20) посредством винтов, а второе сменное кольцо (35) выполнено с возможностью установки в пазу внутреннего кожуха камеры сгорания (30) и второе сменное кольцо (35) соединено с внутренним кожухом камеры сгорания (30) посредством винтов.

5. Корпус камеры сгорания по п.2 или 3, отличающийся тем, что первое сменное кольцо (25) выполнено с возможностью установки в пазу (37) внутреннего кожуха камеры сгорания (30) и первое сменное кольцо (25) соединено с внутренним кожухом камеры сгорания (30) посредством винтов, а второе сменное кольцо (35) выполнено с возможностью установки в пазу (27) внешнего кожуха камеры сгорания (20) и второе сменное кольцо (35) соединено с внешним кожухом камеры сгорания (20) посредством винтов.

6. Газовая турбина, содержащая корпус камеры сгорания по любому из пп.1-5.