Ротор турбокомпрессора
Полезная модель относится к области энергомашиностроения, а именно к конструкции приводных газовых турбин, используемых в технологических целях, и в частности к конструкции ротора трубокомпрессора, содержащего газовую турбину и осевой компрессор, имеющих общий вал.
Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое техническое решение, состоит в увеличении ремонтопригодности ротора турбокомпрессора и в повышении надежности этого ремонта.
Для достижения указанного технического результата в роторе турбоагрегата, содержащего приводную газовую турбину и размещаемый с ней на одном валу осевой компрессор, снабженный концевыми уплотнениями, расположенными в местах прохода общего вала через корпус, общий вал газовой турбины и осевого компрессора выполняют составным, состоящим из двух частей: компрессорной и турбинной, которые соединены по посадке с натягом. При этом возможно и целесообразно соединение по посадке с натягом компрессорной и турбинной частей общего вала осуществлять в месте расположения концевого уплотнения осевого компрессора со стороны турбинной части. 1 н.п., 1 з.п. ф-лы
Полезная модель относится к области энергомашиностроения, а именно к конструкции приводных газовых турбин, используемых в технологических целях, и в частности к конструкции ротора трубокомпрессора, содержащего газовую турбину и осевой компрессор, имеющих общий вал.
Известна конструкция газотурбинной установки, предназначенной для сжатия технологического воздуха, а именно для воздухоснабжения производства слабой азотной кислоты, которая представляет собой автономный одновальный лопаточный агрегат, состоящий из осевого компрессора и осевой газовой турбины, (см., например, сайт «allbest.ru», Газотурбинная установка типа ГТТ-3. Отчет по практике на НАК «АЗОТ»). При этом в процессе эксплуатации газотурбинной установки из-за того, что детали газовой турбины подвергаются значительно большим температурным нагрузкам, чем детали осевого компрессора, происходит и их более быстрый износ, в том числе и та часть общего вала, которая находится в газовой турбине. Поэтому существуют моменты в процессе эксплуатации газотурбинной установки, когда часть общего вала, принадлежащая осевому компрессору, могла бы еще эксплуатироваться, а детали газовой турбины требуют замены. Однако в таком случае приходится заменять весь общий вал.
Известны также предложения для выше указанной ситуации, когда осуществляют восстановление ротора турбокомпрессора с установкой оболочки на турбинную часть ротора. Известно, что наиболее уязвимой частью ротора являются замковые канавки 1-ой и 2-ой ступеней турбины. Суть метода заключается в срезании всей периферийной части «бочки» турбины, где располагаются турбинные лопатки, и установке вместо нее специальной оболочки, изготовленной из более прочной стали (см., например, сайт «kearneyllc.net» компании «Kearney Group»). Однако такой метод достаточно сложный и требует повышенной точности при изготовлении.
Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое техническое решение, состоит в увеличении ремонтопригодности ротора турбокомпрессора и в повышении надежности этого ремонта.
Для достижения указанного технического результата в роторе турбоагрегата, содержащего приводную газовую турбину и размещаемый с ней на одном валу осевой компрессор, снабженный концевыми уплотнениями, расположенными в местах прохода общего вала через корпус, общий вал газовой турбины и осевого компрессора выполняют составным, состоящим из двух частей: компрессорной и турбинной, которые соединены по посадке с натягом. При этом возможно и целесообразно соединение по посадке с натягом компрессорной и турбинной частей общего вала осуществлять в месте расположения концевого уплотнения осевого компрессора со стороны турбинной части. Смысл термина «посадка с натягом» раскрыт в ГОСТ 25346-89 «Единая система допусков и посадок», п.11.31, рис.6, при этом само значение посадки с натягом для каждого ротора рассчитывается в прочностном расчете. Выбранная посадка с натягом должна не позволять соединяемым частям общего вала разъединяться при вращении, а также при различных температурных полях, и, кроме того, она должна обеспечивать передачу мощности от турбины к компрессору.
На фиг.1 представлен общий вал турбокомпрессора, имеющий компрессорную и турбинную части.
Ротор турбокомпрессора включает в себя общий вал, имеющий турбинную часть 1 и компрессорную часть 2, обе части снабжены соответствующими «бочками» 4 и 3, в которых размещены лопатки (на фиг.1 не показаны). Корпус турбокомпрессора (на фиг.1 не показан) состоит их двух частей: компрессорной и турбинной, соединенных между собой, при этом в местах прохода общего вала через компрессорную часть 2 корпуса размещены концевые уплотнения 5.
В процессе эксплуатации турбокомпрессора и возможного износа турбинной части 1 ротора ремонт осуществляют следующим образом: у цельного ротора, имеющего общий вал, отрезают его турбинную часть 1 вместе с «бочкой» 3, на которой размещены изношенные лопатки, после чего делают соответствующее отверстии по центру в «старой» компрессорной части 2 общего вала, затем из новой поковки делают турбинную часть 1 вместе с бочкой 3, после чего запрессовывают по рассчитываемой посадке с натягом турбинную часть 1 в компрессорную 2, затем обрабатывают турбинную часть 1 ротора начисто, повторяя все размеры цельного ротора, и далее набирают лопатки турбинной части 1, получая готовый ротор турбокомпрессора. Причем целесообразно соединение по посадке с натягом компрессорной 2 и турбинной 1 частей общего вала осуществлять в месте расположения концевого уплотнения 5 осевого компрессора со стороны турбинной части 1. Таким образом, используя конструкцию составного ротора турбоагрегата, появляется возможность его надежного ремонта и в случае, если он был первоначально спроектирован цельным, а также и в случае, если изначально был спроектирован составной ротор и заранее предусмотрена такая возможность ремонта.
1. Ротор турбоагрегата, содержащего приводную газовую турбину и размещаемый с ней на одном валу осевой компрессор, снабженный концевыми уплотнениями, расположенными в местах прохода общего вала через корпус, отличающийся тем, что общий вал газовой турбины и осевого компрессора выполнен составным, состоящим из двух частей: компрессорной и турбинной, которые соединены по посадке с натягом.
2. Ротор турбоагрегата по п.1, отличающийся тем, что соединение по посадке с натягом компрессорной и турбинной частей общего вала выполнено в месте расположения концевого уплотнения осевого компрессора со стороны турбинной части.
