1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Теплоэнергетика
  4. № 7, 2023

Теплоэнергетика, 2023, № 7, стр. 51-57

Разработка безбандажной рабочей лопатки второй ступени турбины ГТЭ-65.1

А. В. Грановский a, *, **, И. В. Афанасьев a, В. К. Костеж a, Н. И. Фокин b, М. Г. Черкасова b

a Опытное конструкторское бюро им. А. Люльки
129301 Москва, ул. Касаткина, д. 13, Россия

b АО “Силовые машины – ЗТЛ, ЛМЗ, Электросила, Энергомашэкспорт”
195009 Санкт-Петербург, ул. Ватутина, д. 3, литера А, Россия

* E-mail: andrey.granovskiy@okb.umpo.ru
** E-mail: andrey.granovskiy@yandex.ru

Поступила в редакцию 07.12.2022
После доработки 28.12.2022
Принята к публикации 25.01.2023

Аннотация

Разработка отечественных газотурбинных установок, предназначенных для выработки электрической энергии, а также используемых на газоперекачивающих станциях, является приоритетным направлением развития энергетической отрасли. В настоящее время в АО “Силовые машины” разрабатывается газотурбинная установка ГТЭ-65.1, прототипом которой является спроектированная в начале 2000-х годов установка ГТЭ-65.0. В качестве граничных условий при проектировании проточной части модифицированной турбины 65.1 были приняты формы меридиональных обводов и лопаточных венцов турбины 65.0, а также основные параметры в номинальном режиме. Рассмотрена возможность создания рабочей лопатки второй ступени модифицированной турбины ГТЭ-65.1 без бандажной полки. Такое решение позволит уменьшить расход охлаждающего воздуха, снизить потери от охлаждения и аэродинамические потери в окрестности периферии рабочей лопатки, а также исключить проблемы с прочностной доводкой охлаждаемой бандажной полки и самой рабочей лопатки путем снижения напряжений в теле лопатки и уменьшения контурных напряжений на диск рабочего колеса. Эксплуатационными (сервисными) затратами в данном случае являются сравнительные затраты на восстановление (рекондицию) лопатки с охлаждаемой бандажной полкой и без нее, возникающие после первого интервала эксплуатационного цикла, соответствующего примерно 25 000–33 000 эквивалентным газовым часам. На основе расчетных исследований при использовании программных комплексов 3D NS и Fluent демонстрируется возможность создания эффективной рабочей лопатки второй ступени турбины ГТЭ-65.1 в безбандажном варианте.

Ключевые слова: деформация бандажной полки, лопатки с бандажными полками, лопатки без бандажа, радиальный зазор, газодинамические потери, схема охлаждения лопатки, коэффициент потерь, расход воздуха

Список литературы

  1. Костюк А.Г., Булкин А.Е., Трухний А.Д. Паровые турбины и газотурбинные установки для электростанций. М.: Издательский дом МЭИ, 2018.

  2. The effect of clearance on shrouded and unshrouded turbines at two levels of reaction / S. Yoon, E. Curtis, J. Denton, J. Longley // J. Turbomach. 2014. V. 2. P. 021013. https://doi.org/10.1115/GT2010-22541

  3. Афанасьев И.В., Грановский А.В. Расчетное исследование влияния формы бандажной полки на эффективность ступени газовой турбины. Теплоэнергетика. 2018. № 3. С. 15–22. https://doi.org/10.1134/ S0040363618030013

  4. Лебедев А.С., Симин Н.О. Обоснование выбора параметров тепловой схемы газотурбинной установки среднего класса ГТЭ-65 и характеристики ее основных узлов // Тяжелое машиностроение. 2007. № 7. С. 2–7.

  5. Particularities of blading free resonance design for heavy duty gas turbines with circumferential rotor grooves / I. Putchkov, A. Arkhipov, V. Moskovskikh, H. Kissel, A. Laqua // Proc. of ASME Turbo Expo 2014. Düsseldorf, Germany, 16–20 Junе. 2014. ASME Paper GT2014-26853.https://doi.org/10.1115/GT2014-26853

  6. Особенности 3D КЭ расчетов для оценки долговечности и динамического состояния лопаток турбин большой мощности / А.Н. Архипов, И.В. Пучков, Ю.А. Равикович, О.В. Романова // Сб. докл. на LXIX сессии Комиссии по газовым турбинам РАН “Научно-технические проблемы широкого применения газотурбинных и парогазовых установок в электроэнергетике”. Санкт-Петербург, сентябрь 2022 г. С. 166–176.

  7. How to upgrade gas turbines to meet customer requirements and be fast market / S. Irmish, A. Bauer, J. Ferber, K. Kappis, A. Soumin // Proc. of ASME Turbo Expo 2013. San Antonio, Texas, USA, June 2013. ASME Paper GT2013-94902. https://doi.org/10.1115/GT2013-94902

  8. Krupa V.G. Simulation of steady and unsteady viscous flows in turbomachinery // AGARD. Lecture Ser. 1994. No. 198. LS-198.

  9. Coakley T.J. Turbulence modelling for the compressible Navier–Stokes equations // AIAA Paper. 1983. No. 83. P. 1693.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Теплоэнергетика

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал