Шварц В. А. Конструкции газотурбинных установок. Страница 179

Выше указывалось, что корпуса турбин имеют относительно невысокий уровень напряжений; однако при быстром наборе нагрузки в них возникает значительный температурный градиент между внутренней и внешней поверхностью стенки. При определенных условиях на ее внутренней поверхности может быть превышен предел текучести материала. Аналогичная картина имеет место при резком охлаждении горячего корпуса. Одним из способов сокращения градиента температур является создание извне корпуса полости, через которую пропускается газ из выпускного патрубка турбины. Таким образом, при прогреве корпус нагревается не только изнутри, но и снаружи; при остановке турбины холодный воздух также омывает корпус с внешней стороны. Такой метод использован в силовых турбинах, работающих совместно с авиационными турбореактивными двигателями фирмы СТАЛ; в стационарной ГТУ мощностью 10 000 квт [107] и в корабельной ГТУ мощностью 22 000 л. с. [44]. Следует отметить, что при интенсивном охлаждении корпусов с обеих сторон резко сокращаются его размеры, что требует соответствующего увеличения радиального зазора в работающей турбине. В указанных ГТУ увеличенный радиальный зазор не связан с существенной потерей экономичности, так как силовые турбины характерны большими размерами лопаток и относительно низкими температурами газа (до 600° С).

Входные патрубки

Входная часть корпуса (входной патрубок) турбины предназначена для обеспечения равномерного подвода газа от камер сгорания к кольцевому сечению соплового аппарата. Парциальный подвод газа в ГТУ никогда не применяют в связи с присущим ему пониженным к. п. д. и достаточным объемным расходом рабочего тела. Требования к равномерности подвода газа в ГТУ особенно жестки, так как рабочие лопатки первой ступени являются обычно наиболее напряженными элементами установки, определяющими ее работоспособность и ресурс; поэтому должны быть предприняты все меры, исключающие возмущающие импульсы со стороны подвода газа. Так, в частности, конфигурация патрубка должна обеспечивать равномерное поле скоростей перед сопловым аппаратом. Это достигается отработкой аэродинамики патрубка, чаще всего путем продувок моделей и — что весьма существенно — отдалением от соплового аппарата силовых ребер и перемычек, связывающих внешний