Шварц В. А. Конструкции газотурбинных установок. Страница 200

Рабочие лопатки первой ступени подвержены также местному перегреву вследствие неравномерности поля температур за камерой сгорания. В установках с секционными камерами сгорания или с одной камерой и осевым подводом газа к турбине путем соответствующей организации потока вторичного воздуха в камере можно хотя и незначительно регулировать температуру по высоте лопатки; обычно стремятся получить более низкую температуру в корневом сечении, где напряжения от центробежных сил выше. При этом наихудшие условия с точки зрения характеристик ползучести материала могут оказаться не в корневом сечении, а в одном из промежуточных, где напряжения меньше, а температура выше. Опыт показывает, что наихудшие условия имеют место в интервале '/з—'/г высоты лопатки от корневого сечения — по ним следует выбирать материал рабочих лопаток первой ступени турбины и отчасти последующих ступеней, так как радиальная неравномерность температур может сохраняться в нескольких ступенях.

Уральский турбомоторный завод в стационарных ГТУ предусматривает резерв по температурам порядка 15—25° С, позволяющий компенсировать падение мощности установки из-за возможных отклонений экспериментальных характеристик турбомашин от расчетных и загрязнений проточной части [9].

Существующие системы воздушного охлаждения дисков предназначены в первую очередь для предотвращения перетока тепла от хвостов лопаток к телу диска. При этом хвосты лопаток также охлаждаются, но отвод тепла от рабочей части лопатки за счет теплопроводности материала неэффективен, особенно при выполнении лопаток из аустенитных сталей с низким коэффициентом теплопроводности. Для защиты обода диска от высокой температуры хвостовая часть лопатки иногда развивается по длине. Чтобы уменьшить нагрузку от центробежных сил, удлиненную хвостовую часть облегчают путем удаления избыточного материала. Между рабочей и хвостовой частью выполняют полку, ограничивающую внутренний контур потока. Полки соседних лопаток плотно прилегают одна к другой, демпфируя колебания и повышая вибростойкость лопаток. В ГТУ мощностью 25 000/30 000 квт фирмы Дженерал — Электрик длина хвостовой части лопаток первой ступени почти равна длине рабочей части. Лопатки второй ступени имеют такую же конструкцию хвоста [108]. Развитый по длине хвост лопатки позволяет также осуществить осевую сборку многоступенчатой турбины при неразборном роторе. Порядок сборки при этом таков: ротор устанавливают без рабочих лопаток второй ступени, со стороны выпуска надевают цельный направляющий аппарат второй ступени, а затем на диск второй ступени ставят все лопатки.