Газовая турбина

Турбина – важнейший узел двигателя, определяющий его ресурс, надежность и стоимость. Затраты только на изготовление рабочих и сопловых лопаток газовой турбины составляют до 20% стоимости всей газотурбинной установки.

Газовая турбина представляет собой лопаточную машину, в которой потенциальная энергия сжатого и подогретого газа преобразуется в механическую работу на валу турбины с помощью вращающегося ротора, снабженного лопатками. Турбина – это зеркальное отражение компрессора.

Ступень турбины – зеркальное отражение ступени компрессора: сначала установлены неподвижные лопатки соплового аппарата, а затем вращающийся диск с рабочими лопатками.

Межлопаточные каналы и сопловых и рабочих лопаток – сужающиеся.

Расширение газов связано с меньшими потерями, чем их сжатие. В связи с этим в одной ступени турбины преобразуется большая энергия, чем в одной ступени компрессора, поэтому число ступеней турбины намного меньше числа ступеней компрессора. Степень расширения в одной ступени турбины: (1,9-2,2).

В сопловом аппарате происходит разгон потока газа, при котором температура и давление газа уменьшается, а кинетическая энергия (скорость) увеличивается. Этот скоростной напор газа раскручивает рабочее колесо турбины, при этом происходит дальнейшее уменьшение давления и температуры газового потока, что свидетельствует об уменьшении кинетической энергии газа, превратившейся в механическую работу на валу турбины.

Состав турбины:

– Статор (корпусы сопловых аппаратов, сопловые лопатки, корпусы опор, а также дефлекторы и кожухи, обеспечивающие подвод воздуха на охлаждение узлов турбины).

– Ротор (вал, диск, рабочие лопатки).

– Опоры ротора.

Крепление сопловых лопаток может быть как разборным, так и неразборным (сваркой). Крепление рабочих лопаток осуществляется замками «елочного» типа.

Рис. 21. Изменение радиального зазора на рабочих лопатках турбины.

Наиболее опасный режим для рабочих лопаток – остановка двигателя без предварительного охлаждения.