6. Охлаждение корпуса и ротора газотурбинной установки.

Охлаждение позволяет снизить температуру корпуса газовой турбины и изготавливать его из относительно дешевых металлов.Для снижения температуры корпуса используют не только воз­душное охлаждение, но и с помощью специальных элементов кон­струкции уменьшают к нему поток теплоты от газа.

Корпус и обоймы внутри покрыты теплоизоляцией. В обоймах крепятся сегменты, образующие стенку под рабочими лопатками. Между сегментами и ребрами корпуса уложена теплоизоляция. Чтобы еще больше уменьшить приток теплоты к корпусу, в обра­зовавшиеся в нем полости через отверстияпоступает охлаждающий ребра и сегменты воздух, который через зазоры выбрасыва­ется в проточную часть турбины.

Для уменьшения притока теплоты к корпусу турбиныв него устанавливают охлаждаемую обоймус не­сколькими рядами сопловых лопаток, сегментыкоторых кре­пятся в обойме. Охлаждающий воздух, проходя через отверстия в сегментах, охлаждает их. Часть охлаждающего воздуха сбрасы­вается в проточную часть турбины через щели и создает охлаж­дающую пленку у торцовых поверхностей сопловых каналов и под рабочими лопатками. Входные и выходные патрубки корпуса обычно внутри защищают теплоизоляцией. Между слоем изоляции и корпусом также продувается воздух.

Особое внимание уделяют охлаждению внутренних (встроен­ных) подшипников, которые снаружи окружены воздухом после компрессора или горячим газом, имеющим высокие давление и температуру. Так как нагрев подшипников до этой температуры, а также попадание горячего газа недопустимы, их помещают в корпус специальной конструкции.

Подшипники роторов ТВД и ТНД заключены во внут­ренний масляный корпус и наружный силовой корпус, покрытый внутри теплоизоляцией. Охлаждающий воздух через каналпоступает в камеру между силовым и масляным корпусами. Частьвоздуха проходит в масляный корпус и выбрасывается в атмосфе­ру через трубу, а оставшийся поступает через лабиринтовые уп­лотнения в камеры, которые также соединены с атмосферой.

Чтобы полностью предотвратить попадание горячих газов в подшипники, в камеру со стороны ротора ТВД подается воздух после компрессора, а в такую же камеру со стороны ТНД посту­пает воздух из системы охлаждения ротора.

Схема охлаждения ротора турбины продувкой воздуха через хвостовые крепления рабочих лопаток: ох­лаждающий воздух подается через каналы и, проходя между дефлектором (покрывным диском)и диском, попадает в за­зоры хвостовиковрабочих лопаток. Охлаждая хвостовики ра­бочих лопаток, воздух препятствует по­ступлению теплоты к ротору. Если ротор состоит из дисков с большимполотном, такая система охлаждения оказывается недостаточной.Наибольшее распространение получили три схемы охлаждения дисков:радиальным обдувом, струйное и ком­бинированное струйно-радиальное.

Радиальное течение охлаждающей среды в зазоре между корпусом и бо­ковыми поверхностями дисковых или барабанных роторов возникает во мно­гих конструкциях газовых турбин. Та­кое течение может быть направлено как от оси вращения ротора к пери­ферии дисков, так и в противоположную сторону. Возникновение обрат­ных течений возможно, если расход охлаждающей среды мал.

Струйное охлаждение применяют для резкого усиления тепло­обмена на ограниченной поверхности. В газовых турбинах обычно возникает необходимость охладить периферию диска (наиболее нагретую его часть). Струйное охлаждение позволяет, не повышая расхода охлаждающей среды, увеличить скорость ее натекания на поверхностьдиска.

Комбинированное струйное охлаждение периферии диска и радиальный обдув его внутренней части - позволяет отбирать основное количество теплоты от диска в наиболее нагретой его части — местах крепления хвосто­виков рабочих лопаток.