Установка для терморегулирования обоймы направляющих лопаток и способ управления зазорами - RU2015138982A

1. Терморегулирующая установка в газотурбинном двигателе, содержащая:

трубопровод, обеспечивающий сообщение по текучей среде между секцией компрессора и относительно термически реагирующим участком обоймы направляющих лопаток турбины и относительно термически не реагирующим участком обоймы направляющих лопаток турбины, причем трубопровод содержит:

выходную ветвь для потока обычного охлаждения, находящуюся в окрестности относительно термически реагирующего участка обоймы направляющих лопаток турбины и имеющую конфигурацию, обеспечивающую выпуск потока обычного охлаждения; и

выходную ветвь для потока инжекционного охлаждения, находящуюся в окрестности относительно термически не реагирующего участка и имеющую конфигурацию, обеспечивающую выпуск потока инжекционного охлаждения,

при этом конфигурация терморегулирующей установки такова, что скорость течения потока инжекционного охлаждения эффективна для ускорения термического отклика относительно термически не реагирующего участка с приближением к термическому отклику относительно термически реагирующего участка.

2. Терморегулирующая установка по п. 1, в которой поток инжекционного охлаждения не предусматривает активное дополнительное нагревание и охлаждение.

3. Терморегулирующая установка по п. 1, дополнительно содержащая установку для терморегулирования обоймы направляющих лопаток турбины, имеющую конфигурацию, обеспечивающую активное управление скоростью течения потока инжекционного охлаждения и скоростью течения потока обычного охлаждения.

4. Терморегулирующая установка в газотурбинном двигателе, содержащая:

первый трубопровод, обеспечивающий сообщение по текучей среде между первой секцией компрессора и фланцем первой обоймы направляющих лопаток турбины, причем первый трубопровод содержит выходную ветвь для первого потока инжекционного охлаждения, находящуюся в окрестности фланца первой обоймы направляющих лопаток турбины,

при этом первое давление в первой секции компрессора движет первый поток инжекционного охлаждения, содержащий сжатый воздух, по первому трубопроводу, и при этом первый поток инжекционного охлаждения набегает на фланец первой обоймы направляющих лопаток турбины непосредственно после того, как первый поток инжекционного охлаждения покидает выходную ветвь для первого потока инжекционного охлаждения.

5. Терморегулирующая установка по п. 4, в которой, после набегания на фланец первой обоймы направляющих лопаток турбины, первый поток инжекционного охлаждения вливается в поток горячих газов, текущих через турбину, содержащую фланец первой обоймы направляющих лопаток турбины.

6. Терморегулирующая установка по п. 4, дополнительно содержащая терморегулирующую установку первой обоймы направляющих лопаток турбины, имеющую конфигурацию, обеспечивающую управление скоростью течения первого потока инжекционного охлаждения.

7. Терморегулирующая установка по п. 4, в которой первый трубопровод дополнительно содержит выходную ветвь для первого потока обычного охлаждения, конфигурация которой обеспечивает подачу первого потока обычного охлаждения, содержащего сжатый воздух, к первой обойме направляющих лопаток турбины, содержащей первый фланец обоймы направляющих лопаток турбины, причем первый поток обычного охлаждения подается на второй участок первой обоймы направляющих лопаток турбины, имеющий среднюю массу на единицу длины дуги, отличающуюся от присущей первому участку первой обоймы направляющих лопаток турбины, содержащему фланец первой обоймы направляющих лопаток турбины,

при этом конфигурация терморегулирующей установки такова, что относительные скорости течения первого потока инжекционного охлаждения и первого потока обычного охлаждения коррелированы для соответствующих термических откликов первого участка и второго участка.

8. Терморегулирующая установка по п. 7, дополнительно содержащая установку для терморегулирования первой обоймы направляющих лопаток турбины, имеющую конфигурацию, обеспечивающую активное управление относительными скоростями течения первого потока инжекционного охлаждения и первого потока обычного охлаждения.

9. Терморегулирующая установка по п. 4, в которой первый поток инжекционного охлаждения не предусматривает активное дополнительное нагревание и охлаждение.

10. Терморегулирующая установка по п. 4, дополнительно содержащая:

второй трубопровод, обеспечивающий сообщение по текучей среде, между второй секцией компрессора и фланцем второй обоймы направляющих лопаток турбины, причем второй трубопровод содержит выходную ветвь для второго потока инжекционного охлаждения, находящуюся в окрестности фланца второй обоймы направляющих лопаток турбины, при этом второе давление во второй секции компрессора движет второй поток инжекционного охлаждения, содержащий сжатый воздух, по второму трубопроводу, причем второе давление меньше, чем первое давление, и при этом второй поток инжекционного охлаждения набегает на фланец второй обоймы направляющих лопаток турбины.

11. Терморегулирующая установка по п. 10, в которой второй трубопровод дополнительно содержит выходную ветвь для второго потока обычного охлаждения, конфигурация которой обеспечивает подачу второго потока обычного охлаждения, содержащего сжатый воздух, ко второй обойме направляющих лопаток турбины, содержащей фланец второй обоймы направляющих лопаток турбины, причем второй поток обычного охлаждения подается на второй участок второй обоймы направляющих лопаток турбины, имеющий среднюю массу на единицу длины дуги, отличающуюся от присущей первому участку второй обоймы направляющих лопаток турбины, содержащему фланец второй обоймы направляющих лопаток турбины,

при этом конфигурация терморегулирующей установки такова, что относительные скорости течения второго потока инжекционного охлаждения и второго потока обычного охлаждения коррелированы для соответствующих термических откликов первого участка и второго участка.

12. Терморегулирующая установка по п. 11, дополнительно содержащая установку для терморегулирования второй обоймы направляющих лопаток турбины, имеющую конфигурацию, обеспечивающую активное управление относительными скоростями течения второго потока инжекционного охлаждения и второго потока обычного охлаждения.

13. Способ терморегулирования газотурбинного двигателя, заключающийся в том, что:

устанавливают сообщение по текучей среде между первым местом в компрессоре и первой обоймой направляющих лопаток турбины посредством первого трубопровода;

используют большее давление в первом месте для приведения в движение первого потока инжекционного охлаждения, содержащего сжатый воздух, из первого места к первой обойме направляющих лопаток турбины;

обеспечивают набегание первого потока инжекционного охлаждения на первый окружной участок первой обоймы направляющих лопаток турбины непосредственно после того, как первый поток инжекционного охлаждения покидает выходную ветвь для потока инжекционного охлаждения первого трубопровода; и

борются с овализацией первой обоймы направляющих лопаток турбины путем согласования термического отклика первого окружного участка первой обоймы направляющих лопаток турбины с термическим откликом второго окружного участка первой обоймы направляющих лопаток турбины, причем первый окружной участок и второй окружной участок содержат разные средние массы на единицу длины дуги.

14. Способ по п. 13, дополнительно предусматривающий использование большего давления в первом месте для приведения в движение первого потока обычного охлаждения, содержащего сжатый воздух, ко второму окружному участку первой обоймы направляющих лопаток турбины.

15. Способ по п. 14, дополнительно предусматривающий независимое регулирование скорости течения первого потока обычного охлаждения, эффективной для борьбы с овализацией первой обоймы направляющих лопаток турбины.

16. Способ по п. 15, в котором активно регулируют скорость течения первого потока инжекционного охлаждения и скорость течения первого потока обычного охлаждения.

17. Способ по п. 13, дополнительно предусматривающий направление первого потока инжекционного охлаждения в поток горячих газов, текущих через турбину, содержащую первую обойму направляющих лопаток турбины, после того, как первый поток инжекционного охлаждения набегает на первый окружной участок первой обоймы направляющих лопаток турбины.

18. Способ по п. 13, в котором сообщение по текучей среде происходит без активного дополнительного нагревания или охлаждения первого потока инжекционного охлаждения.

19. Способ по п. 13, дополнительно предусматривающий нагревание первого окружного участка первой обоймы направляющих лопаток турбины во время запуска газотурбинного двигателя, осуществляемое с помощью первого потока инжекционного охлаждения.

20. Способ по п. 13, дополнительно предусматривающий охлаждение первого окружного участка первой обоймы направляющих лопаток турбины во время останова газотурбинного двигателя, осуществляемое с помощью первого потока инжекционного охлаждения.