устройство герметизации соединения частей газовоздушного тракта газотурбинной установки

Формула изобретения

Устройство герметизации соединения частей газовоздушного тракта газотурбинной установки, у которой одна часть по потоку охватывается другой с зазором, содержащее перекрывающие зазор герметизирующие элементы, отличающееся тем, что герметизирующие элементы смонтированы в корпусе П-образного профиля, соединенном с торцом охватывающей части газовоздушного тракта, и выполнены в виде сегментов, подвижно соединенных с помощью выполненных на их торцах пазов Г-образного профиля и соответствующих им выступов и прилегающих со стороны пазов и выступов к боковым стенкам профилированного корпуса, при этом сегменты подпружинены к боковым стенкам профилированного корпуса и охватываемой части газовоздушного тракта, а полость корпуса связана с источником давления, величина которого превышает давление в газовоздушном тракте.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для герметизации газовоздушных трактов газотурбинной установки в составе газоперекачивающих агрегатов (ГПА), газотурбинных электростанций (ГТЭС). Из-за сложной конфигурации и зачастую больших габаритов газовоздушный тракт выполняется из отдельных частей различной формы (окружность, прямоугольник), при этом при сборке этих частей узлы соединения должны обеспечивать как герметизацию соединения, так и температурные перемещения (осевые и радиальные) соединяемых торцев.

Известен узел соединения (уравнительная муфта), позволяющий компенсировать температурные, другие перемещения и погрешности изготовляемых торцев выхлопных систем (воздуховодов) (см. проспект австрийской фирмы “КЕ BURG MANN”, выдержки из него прилагаются - 3 листа). Узел содержит два разнесенных силовых кольца, на которых закреплено эластичное полотно, способное в процессе компенсации перемещений принимать форму гофра. Узел прост в изготовлении, легко монтируется. Однако в условиях работы газоперекачивающих агрегатов, где в выхлопных трактах температура газа может достигать 500°С и более, практически непригоден, так как эластичное полотно, выполняемое преимущественно с применением резины, выдерживает температуру до 300°С. Из книги А.И.Апанасенко и др. “Монтаж, испытания и эксплуатация газоперекачивающих агрегатов в блочно-контейнерном исполнении”, Ленинград, “Недра”, 1991 г., стр.115, известно, что зазор по периметру между переходником улитки и фланцем диффузора, являющимися частями газовоздушного тракта агрегата, составляющий 50 мм, заполняют изоляционными матами (методом набивки) и закрывают защитными козырьками.

Недостатками этого технического решения являются:

- низкая степень герметизации соединения;

- не контролируется качество заполнения зазоров, что снижает надежность и долговечность работы герметизирующих элементов;

- изменение зазоров между соединяемыми частями в процессе эксплуатации агрегатов вызывает появление нерегламентируемых усилий на изоляционные маты, что также приводит к их преждевременному износу и снижает долговечность их работы;

- разрушение матов, в состав которых входит стеклоткань и минвата, снижает безопасность эксплуатации агрегатов.

Технической задачей настоящего изобретения является устранение указанных недостатков. Технический результат достигается тем, что в устройстве герметизации соединения частей газовоздушного тракта газотурбинной установки ГПА, ГТЭС, у которого одна часть по потоку охватывается другой частью с зазором, содержащем перекрывающие зазор герметизирующие элементы, последние смонтированы в корпусе П-образного профиля, соединенном с торцем охватывающей части газовоздушного тракта, и выполнены в виде сегментов, подвижно соединенных с помощью выполненных на их торцах пазов и выступов и прилегающих со стороны пазов и выступов к боковым стенкам профилированного корпуса, при этом сегменты подпружинены к боковым стенкам профилированного корпуса и охватываемой части газовоздушного тракта, а полость корпуса связана с источником давления воздуха, величина которого превышает давление в газовоздушном тракте.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображено устройство герметизации, на фиг.2 разрез А-А, на фиг.3 разрез Б-Б.

На фиг.1 показано устройство для герметизации соединения герметизируемых частей – охватываемой 1 и охватывающей 2, устанавливаемых с зазором С, содержащее сегменты 3, смонтированные в корпусе 4 П-образного профиля. На торцах сегментов 3 выполнены пазы с размерами Г,Д,Е и выступы с размерами Г,Д,Ж, при этом высота паза (выступа) Г должна превышать более чем в 2 раза зазор В. Сегменты одновременно контактируют между собой по поверхностям И,К, со стенками корпуса 4 по поверхностям Л,М и поверхностью Н охватываемой части 1. Поджатие сегментов к поверхностям герметизируемых частей обеспечивается пружинами 5, 6. Пружина 6 располагается в зазоре П и действует сразу на два сегмента. Корпус 4 крепится к охватывающей части 2. Подача воздуха под давлением в корпус 4 производится через штуцер 7.

При работе ГТУ происходит нагрев частей 1, 2 и их линейные перемещения на величины Р₁ и С, сегменты при этом скользят относительно герметизируемых поверхностей с обеспечением поджатия к ним. Подача воздуха под давлением в полость корпуса 4, превышающем давление газа в газовоздушном тракте, исключает случайные протечки газа наружу в зону обслуживания агрегата. Суммарная величина зазоров Т, Ш между торцами сегментов должна быть больше разности длин периметра охватываемой части 1 при минимальной и максимальной температуре газа в газовоздушном тракте. При полном охлаждении тракта зазоры Т, Ш должны быть больше 0.

Использование устройства позволяет:

- повысить надежность герметизации соединения частей газовоздушного тракта;

- увеличить срок эксплуатации устройства;

- сократить габариты и металлоемкость конструкции устройства;

- исключить протечки газа;

- упростить монтаж устройства (монтаж производится после установки частей газовоздушного тракта).