ЩЕТОЧНОЕ УПЛОТНЕНИЕ ДЛЯ ГАЗОДИНАМИЧЕСКИХ УСТАНОВОК

А. В. Новиков, Н. К. Криони, А. Д. Мингажев, Р. Р. Бекишев

Аннотация


Создание нового поколения газотурбинной техники должно предусматривать в качестве одного из важнейших вопросов обеспечение высокой надежности и герметичности уплотнений зазоров между статором и ротором. В газодинамических установках это направление относится к одним из перспективных путей повышения их к.п.д. за счет сокращения потерь в газовом тракте. Наличие утечки газа из области высокого давления в область низкого давления, является крайне нежелательным явлением, снижающим эффективность работы турбины и приводящим к увеличению расхода топлива. Для уменьшения протекания газа между корпусом газодинамических установок и торцевыми поверхностями лопаток турбины радиальный зазор должен быть минимальным. Опыт последних десятилетий показал целесообразность использования уплотнений щеточного типа. Практически во всех перспективных разработках газовых турбин для герметизации зазоров используются щеточные уплотнения.

В статье приведены результаты лабораторных исследований нового, композиционного щеточного уплотнения для лопаток турбины газотурбинных установок. Предложенное щеточное уплотнение выполняется методом электрохимического травления непосредственно на торце пера лопатки. Такой вариант расположения щеточного уплотнения позволил расширить его функциональные возможности и использовать щеточное уплотнение в контакте с прирабатываемым уплотнением. Контактные элементы щеточного уплотнения, прижатые своими концами к внутренней поверхности статора, обеспечивают качественное уплотнение зазора. Щетинки уплотнения, выполненные заодно с пером лопатки, имеют строго регулярное распределение по поверхности торца, которое сохраняют в процессе эксплуатации. Технология изготовления щеточных уплотнений на торце лопатки предусматривает возможности использования собственно щеточного уплотнения или щеточного уплотнения с наполнителем. Последний вариант позволяет сочетать в себе положительные эффекты прирабатываемых и щеточных уплотнений. Исследования триботехнических характеристик уплотнений, показали, что разработанные уплотнения по сравнению с традиционными имеют повышенные эксплуатационные характеристики. Щеточное уплотнение было разработано и исследовано на предприятии ООО «Турбинаспецсервис» совместно с Уфимским государственным авиационным техническим университетом.


Ключевые слова


blade tip;brush seal;friction index;operation characteristics;the gas turbine;tightness;tribotechnical characteristics;turbine-blade tip clearance seal;wear;газовая турбина;герметичность;износ;коэффициент трения;ротор;статор;торец пера лопатки;трибологические характеристики;уплотнения зазоров;щеточное уплотнение;эксплуатационные характеристики

Полный текст:

PDF

Литература


Steinetz, Bruce M. et al., "Advanced Seal Technology Role in Meeting Next Generation Turbine Engine Goals," Propulsion and Power Systems First Meeting on Design Principles and Methods for Aircraft Gas Turbine Engines, Toulouse, France, May 11-15, 1998. Cited by other.

Cheski et al., Title: "A Large Steam Turbine Retrofit Design and Operation History", Power-Gen International Conference, Date: Dec. 6, 2005, Las Vegas, NV. cited by applicant .

Pat. 8,454,023 United States CIC F01D 11/02 ; F16J 15/44 Retractable seal system/ Samudrala O., Kumar S., Crum G. A. , Sha K. S., applicant Samudrala O. (US), Kumar S. (US), Crum G. A. (US); Sha K.S.(IN) assignee General Electric Company – № 13/104,069 ; declared 10.05. 2011; published 04.06 2013; 9 p.

Щеточное уплотнение / Белоусов А.И., Зрелов В.А., Фалалеев С.В (СССР). А.с. 1665136 СССР, № 4718330/29; заяв. 11.07.1989; опубл. 23.07.1991, БИ 1991. № 27. 3с.

Pat. 6,736,597 United States CIC F16J 15/32 ; F01D 011/00 Axis seal mechanism and turbine/ Uehara Hidekazu, Shinohara Tanehiro, Akagi Kouichi, Yuri and etc. applicant and assignee Mitsubishi Heavy Industries, Ltd.– № 10/265,765; declared 08.10. 2002; published 18.05 2004; 14 р.

Рабочая лопатка газовой турбины / Резник В.Е. и др. (СССР). А.с. 1799058 СССР, № 4736347/06; заявл. 10.07.1989 ; опубл. 20.09.2005, БИ 2005. № 26. 3с.

Способ восстановления торца пера лопатки турбомашины с формированием щеточного уплотнения/ Смыслов А.М. и др.; Пат. 2479400 Рос. Федерация. № 2010149751/02; заявл.03.12.2010; опубл. 20.04.2013, БИ 2013. № 11. 19 с.




DOI: http://dx.doi.org/10.17122/ogbus-2014-4-324-340

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.