Устройство для повышения прочности ротора

Описано устройство для повышения прочности ротора газовой турбины, состоящее из барабана ротора, шейки ротора и уложенного на барабан периметрического кольца.

Полезная модель относится к устройству для повышения прочности ротора высокого давления газовой турбины, особенно турбины типа ГТ 750-6, состоящего из барабана ротора, установленного на шейке ротора.

Уровень техники

Газовая турбина ГТ 750-6 состоит из секции высокого и секции низкого давления. Каждая из этих секций имеет свой ротор. Ротор высокого давления состоит из компрессорной части и турбинной части. Ротор низкого давления состоит из свободной турбины, которая через промежуточный вал связана с ротором газового компрессора. Мощность агрегата лимитирована температурой продуктов сгорания перед турбиной и количеством всасываемого воздуха. В описываемом случае речь идет о повышении количества всасываемого воздуха путем повышения оборотов компрессора, таким образом ротора высокого давления, до величины 5500 мин ^-1.

Допустимые обороты ротора высокого давления лимитированы конструкторским исполнением компрессорной части ротора. Эта часть ротора состоит из полого барабана, который в горячем состоянии с перекрытием натянут на шейку ротора. Размеры перекрытия соответствуют напряжению, благодаря которому удерживается соединение. В известном решении размещение ротора выполнено только за счет установки барабана на шейку ротора. При вращении на соединение воздействуют центробежные силы, которые ослабляют напряжение, обеспечиваемое перекрытием. Допустимые обороты - это такие обороты, при которых ослабление перекрытия не превысит значения, необходимого для безопасной работы. Такое ослабление наступает при так называемых ослабляющих оборотах. В настоящее время допустимые рабочие обороты ротора - 5200 мин^-1. Работа при оборотах 5500 мин^-1 означала бы уменьшение рабочей безопасности - соотношение ослабляющих оборотов и рабочих оборотов снизилось бы до величины 1,1, что является неудовлетворительным.

Таким образом, данное техническое решение направлено на создание устройства для повышения прочности ротора высокого давления, которое позволило бы повысить обороты ротора.

Сущность полезной модели

Вышеприведенные недостатки в значительной степени можно устранить благодаря применению устройства для повышения прочности ротора высокого давления, согласно техническому решению, суть которого состоит в том, что на барабан в той области, где он с перекрытием посажен на шейку, уложено периметрическое кольцо.

В предпочтительном воплощении периметрическое кольцо размещено на барабане вне лопаток.

Краткое описание чертежей

Полезная модель будет далее описана при помощи Фиг.1, на которой представлено устройство для повышения прочности ротора высокого давления в частичном разрезе.

Пример осуществления полезной модели

На Фиг.1 видно, что полый барабан натянут на шейку ротора. Он натянут в горячем состоянии, так что после охлаждения происходит его сужение, и, таким образом, прочная укладка на шейку . На чертеже схематически изображено перекрытие диаметра барабана по отношению к диаметру шейки . Повышение допустимых оборотов ротора можно достичь повышением напряжения в натянутом соединении барабана и шейки . Так как само соединение изменять нельзя, решение состоит в дополнении этого соединения другим запрессованным соединением, которое состоит из периметрического кольца из материала с большей прочностью, чем материал барабана. В примере осуществления периметрическое кольцо сделано из материала класса 16. Чтобы сохранилась внешняя геометрическая форма ротора, на барабане ротора в месте нового соединения создана выточка. Чтобы на периметрическое кольцо не воздействовало другое напряжение, его размещают в области вне лопаток компрессора. Периметрическое кольцо натянуто в горячем состоянии с припуском r=0,75 мм. В ходе работы при оборотах 5500 мин ^-1

соотношение ослабляющих оборотов и рабочих составляет 1,55, что является удовлетворительным.

Промышленная применимость

Устройство для повышения прочности ротора можно использовать, прежде всего, в роторах газовой турбины типа ГТ 750-6, используемых, например, на транзитных газопроводах. Оно обеспечивают безопасную работу при оборотах 5500 мин^-1, что было проверено экспериментально.

1. Устройство для повышения прочности ротора, состоящего из барабана (1), установленного с напряжением на шейке (2) ротора, отличающееся тем, что на барабан (1) в области установки на шейке (2) по периметру натянуто с напряжением кольцо (3).

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что периметрическое кольцо (3) натянуто на барабан (2) вне области лопаток (4).