способ регулирования радиальных зазоров в турбине газотурбинного двигателя при запуске

Формула изобретения

СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ РАДИАЛЬНЫХ ЗАЗОРОВ В ТУРБИНЕ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ ПРИ ЗАПУСКЕ путем подачи нагревающей среды в систему охлаждения ротора турбины при раскрутке ротора пусковым устройством до розжига камеры сгорания, отличающийся тем, что, с целью уменьшения радиальных зазоров в турбине при запуске, одновременно с подачей нагревающей среды в систему охлаждения ротора турбины при раскрутке ротора пусковым устройством подают до выхода на режим малого газа охлаждающую среду в систему охлаждения статора турбины, обеспечивая поддержание температуры последнего не ниже температуры атмосферного воздуха.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области двигателестроения и может быть использовано в системах стабилизации радиальных зазоров газотурбинных двигателей (ГТД).

Известен способ регулирования радиальных зазоров в турбинах ГТД путем согласования тепловых деформаций статора и ротора.

Недостатком этого способа является сохранение в процессе запуска больших радиальных зазоров либо возможность задевание лопаток ротора о статор, поскольку в нем не определены тепловые режимы корпусных деталей.

Наиболее близким к изобретению является способ регулирования радиальных зазоров в турбине ГТД при запуске, согласно которому регулирование радиальных зазоров в турбине ГТД при запуске осуществляется путем подачи среды в систему охлаждения лопаток и ротора турбины.

Однако этот способ не исключает изменения температуры статора за счет воздействия тепловых потоков, передаваемых свободной конвекцией от деталей ротора, что увеличивает радиальные зазоры в турбине при запуске ГТД.

Целью изобретения является уменьшение радиальных зазоров в турбине при запуске ГТД.

Поставленная цель достигается тем, что в момент начала раскрутки ротора пусковым устройством подают среду в систему охлаждения статора турбины, обеспечивая до выхода двигателя на режим малого газа температуру статора турбины не ниже атмосферной.

На чертеже представлена схема установки, реализующей предлагаемый способ регулирования радиальных зазоров в турбине ГТД при запуске.

Согласно схеме установка состоит из системы 1 подачи нагревающей среды в систему охлаждения турбины (диска 2, сопловых и рабочих лопаток 3), системы 4 охлаждения статора 5, в которую поступают сигнал со сравнительного устройства 6 разности текущей частоты вращения ротора ГТД, замеряемой датчиком 7, и заданной для режима малого газа, поступающей с задающего устройства 8, и сигнал со сравнительного устройства 9 разности температур статора и окружающего воздуха, замеряемых датчиками 10 и 11 соответственно, датчика 12 положения рычага управления двигателем, на вход в который дополнительно поступают сигналы со сравнительного устройства 9 и системы 1 подачи нагревающей среды, а выход датчика 12 соединен с пусковым устройством 13 раскрутки ротора 14 ГТД.

Установка работает следующим образом. При постановке рычага управления двигателем в положение "Запуск" сигнал с датчика 12 поступает на пусковое устройство 13 и происходит его соединение с ротором 14 ГТД. Системой 1 осуществляется прогрев деталей турбины до заданной температуры, не превышающей их температуру для режима малого газа, с последующим ее отключением или изменением производительности. Системой 4 производится охлаждение статора 5 до температуры не ниже атмосферной. Обеспечение заданной температуры статора 5 осуществляется путем изменения режимов работы системы 4 охлаждения по сигналу со сравнительного устройства 9 разности температур статора и окружающего воздуха, замеряемых датчиками 10 и 11.

Отключение системы 4 происходит по сигналу со сравнительного устройства 6 в момент достижения частоты вращения ротора 14 уровня, соответствующего режиму малого газа. Формирование сигнала в сравнительном устройстве 6 происходит путем сравнения текущей частоты вращения ротора 14, замеряемой датчиком 7, и заданной, соответствующей режиму малого газа с учетом реальных условий эксплуатации (температуры и давления окружающего воздуха), сигнал которой поступает с задающего устройства 8. При появлении сигнала в сравнительном устройстве 6 положительной разности между текущей частотой вращения и заданной происходит отключение системы 4 охлаждения либо изменение ее производительности с учетом работы двигателя на режиме малого газа и на повышенных режимах.

Предлагаемый способ регулирования радиальных зазоров в турбине ГТД может использоваться и в предпусковом состоянии двигателя. В этом случае работа систем 1 и 4 осуществляется до начала запуска двигателя, а поступление сигнала с датчика 12 на пусковое устройство 13 происходит только в том случае, если поступающие сигналы со сравнительного устройства 9 и с системы 1 будут соответствовать уровням, характеризующим заданные значения температур статора и деталей турбины.