4.3.3. Система охлаждения турбин

Система охлаждения горячих деталей и узлов турбин и третьей опоры роторов двигателя (рис.4.23) в основном состоит из двух воздухоподводящих трактов. По одному тракту воздуха из-за компрессора подается на охлаждение корпусов сопловых аппаратов турбин, стоек третьей опоры роторов двигателя, диска и замкового соединения I ступени турбины компрессора.

По второму тракту воздух из-за VIII ступени компрессора подается на охлаждение дисков и

замковых соединений остальных ступеней турбин, а также гнезда роликового подшипника третьей опоры роторов двигателя. Корпусы сопловых аппаратов турбин охлаждаются за компрессорным воздухом (вторичным воздухом камеры сгорания из-под корпуса камеры), пропускаемым по внутренним полостям корпусов сопловых аппаратов турбины компрессора. За турбиной компрессора часть этого воздуха поступает в корпусы сопловых аппаратов свободной турбины, охлаждает их и проходит в газовый тракт за свободной турбиной; другая часть воздуха охлаждает стойки корпуса третьей опоры роторов двигателя и через специальные отверстия 14 во внутренней обечайке обтекателя проходит в газовый тракт перед свободной турбиной.

Диск I ступени турбины также охлаждается воздухом из камеры сгорания. Воздух дросселируется в местах его отбора (15), а затем часть его поступает под покрывающий диск 16, охлаждая диск ротора спереди, частично продувается через зазоры замкового соединения, через дросселирующие щели 17 и затем через полости у комлей рабочих лопаток I ступени турбины.

Оба потока проходят в газовый тракт за I ступенью турбины компрессора, затрудняя поступление горячего газа в лабиринт 13 под корпусом соплового аппарата II ступени свободной турбины (IV ступени турбин).

Другая часть этого воздуха из камеры сгорания проходит через сдвоенный лабиринт 19 и поступает в проточную часть турбины за сопловым аппаратом I ступени, попутно охлаждая внутренний обод 20 соплового аппарата и комлевую часть рабочих лопаток I ступени.

Диск II ступени турбины компрессора и диски обеих ступеней свободной турбины охлаждаются воздухом, отбираемым за направляющим аппаратом VIII ступени компрессора. Охлаждающий воздух проходит через отверстия 1 в барабане ротора компрессора, радиальные дефлекторы 2, крестовину 3 и поступает в полость вала ротора турбины компрессора.

Из полости вала ротора турбины компрессора часть воздуха через специальные отверстия 4 и зазоры в торцовых шлицах 5 поступает на охлаждение диска I ступени сзади и диска II ступени турбины компрессора спереди, а затем через зазоры в замковых соединениях и полости у комлей рабочих лопаток поступает в проточную часть турбины за рабочим колесом II ступени.

Другая часть этого воздуха омывает диск II ступени сзади и через отверстия 6 в задней шейке ротора турбины компрессора и через четыре отверстия 7 (с жиклерами) в гнезде роликового подшипника третьей опоры роторов двигателя поступает на охлаждение ротора свободной турбины, попутно охлаждая гнездо роликового подшипника. Далее этот воздух через специальный конус 8 и отверстия в диске I ступени свободной турбины поступает на охлаждение свободной турбины.

Передняя часть диска I ступени свободной турбины охлаждается воздухом, проходящим в зазор между конусом и втулкой диска, а также воздухом, проходящим по лыскам и выточкам 9 в стяжных болтах под покрывающий диск 10. Этот воздух выходит у комлей рабочих лопаток в газовый тракт.

Задняя часть диска I ступени и передняя часть диска II ступени свободной турбины охлаждаются воздухом, проходящим через специальные отверстия 11 и зазоры в торцовых шлицах 12. Этот воздух поступает в газовый тракт двигателя частично через лабиринт 13 под корпусом соплового аппарата II ступени свободной турбины, препятствуя протеканию через лабиринт горячего газа, и частично через зазоры замковых соединений и полости у комлей рабочих лопаток II ступени свободной турбины.

Рис. 4.23. Система охлаждения:

1 — отверстие в барабане ротора компрессора; 2 — дефлектор радиальный; 3 — крестовина; 4 и 11 — отверстия в дисках рабочих колес; 5 и 12 — торцевые шлицы; 6— отверстие в задней шейке ротора турбины; 7 — жиклерные отверстия в гнезде роликоподшипника; 8 —конус; 9 — лыски на стяжных болтах; 10 и 16 — диски покрывающие; 13, 18 и 19 — лабиринты; 14 — отверстие во внутренней обечайке обтекателя;

15 — места отбора воздуха на охлаждение диска рабочего колеса I ступени турбины; 17 — щели дросселирующие; 20 — внутренний обод соплового аппарата I ступени