Корпус камеры сгорания и диффузор

Корпус КС сварной конструкции выполнен из никелевого сплава ЭП718. В передней части корпуса расположен диффузор, представляющий собой кольцевой канал, образованный наружным 6 и внутренним 7 кольцами (см. рис. 4.1) В диффузоре происходит снижение скорости потока воздуха перед входом его в жаровые трубы. Наружное кольцо диффузора крепится своим фланцем к кольцу подвески 9 (вместе с фланцем корпуса СА 13-й ступени КВД), внутреннее кольцо 7 - к переднему фланцу внутреннего кожуха2 (вместе с полками спрямляющих лопаток 13-й ступени КВД). Кольца диффузора вы­полнены из сплава ЭП718.

 

 

 

 

 

Конструктивная схема диффузора описываемой КС существенно отличается от ана­логичных элементов конструкции предшествующих двигателей. Короткий кольцевой канал со сравнительно небольшой диффузорностью обеспечивает плавное безотрывное течение воздуха в диффузоре, а на выходе из него, благодаря резкому увеличению пло­щади сечения, происходит внезапное (ступенчатое) расширение потока. Такие диффузо­ры имеют меньшую длину по сравнению с безотрывными. Главным же их преимущест­вом является малая чувствительность к изменениям скорости потока на выходе вследствие изменения режима работы двигателя, а это, в свою очередь, положительно сказывается на устойчивости работы камеры сгорания в целом.

На корпусе имеются 12 фланцев, а на внутреннем кожухе - 12 втулок, которые пред­назначены для установки переходных и перепускных труб, расположенных между жаро­выми трубами. Через перепускные трубы проходят трубопроводы воздушной, масляной и суфлирующей систем. Переходные трубы служат для подвода охлаждающего воздуха из-за компрессора на охлаждение рабочих лопаток и дисков 1-й и 2-й ступеней ТВД. Одна из этих труб показана на рис. 4.1 (поз. 17).

На корпусе КС расположены шесть кронштейнов 11 (см.рис.4.1), поддерживающих топливные коллекторы. Отверстия в корпусе КС, к которым крепятся эти кронштейны, используются для осмотра жаровых труб, газосборника и соплового аппарата 1 -и ступени турбины при эксплуатационном контроле. Для этой же цели используются шесть допол­нительных лючков, закрытых крышками.

Температура корпуса КС составляет около 560°С, внутреннего кожуха и диффузора -около 600 °С.

Давление воздуха внутри КС достигает 30 атм. Корпус КС нагружен изнутри этим давлением, кроме того, он воспринимает растягивающие усилия и крутящие моменты со стороны корпусов компрессора и турбины. Внутренний кожух 2 нагружен внешним дав­лением; чтобы исключить потерю устойчивости на нем предусмотрены кольцевые ребра жесткости.

 

Жаровые трубы

 

Каждая жаровая труба состоит из головки, шести секций, семи гофрированных колец и заднего рамочного фланца, сваренных между собой (рис.4.1). Эти элементы изготавли­ваются штамповкой из листового жаростойкого сплава ЭГ1648.

К головке жаровой трубы приклепано фронтовое устройство (ФУ). Оно состоит из осевого завихрителя 18 (см.рис.4.1), расположенного вокруг отверстия под форсунку, и тангенциального завихрителя 19. Завихрители обеспечивают турбулизацию воздуха, лучшее испарение топлива, перемешивание топливовоздушной смеси и подготовку ее к сгоранию.

 

 

Головка жаровой трубы представляет собой штампованную деталь; в ее стенках вы­полнены дна ряда отверстий для подачи охлаждающего воздуха. Для организации тече­ния пою воздуха предназначен дефлектор 20, который направляет движение воздуха вдоль стенки головки.

К головке жаровой трубы приварена втулка подвески. В десяти жаровых трубах в эти втулки вставляются подвески, а в двух - кожухи свечей зажигания 4 (см.рис.4.1). Таким образом, от перемещения в радиальном направлении жаровые трубы 5 фиксируются е помощью форсунок, а в осевом направлении - подвесками или кожухами свечей. Конст­рукция втулок подвески благодаря сферическому соединению не препятствует тепловому расширению жаровых труб как в радиальном, так и в осевом направлении.

Секции и гофрированные кольца образуют стенки жаровой трубы, в которых вы­полнены два ряда отверстий большого диаметра для подвода воздуха в зоны горения и смешения.

Температура факела в зоне горения составляет около 2000-2200°С, поэтому охлажде­ние жаровой трубы имеет решающее значение для обеспечения ее работоспособности. Охлаждающий воздух через щели гофрированных колец выходит на внутреннюю по­верхность жаровых труб, обеспечивая пленочное охлаждение. Температура стенок жаро­вой трубы достигает 900-950°С, Внутренние поверхности жаровых труб покрыты жаро­стойкой эмалью.

Свечи зажигания 4 (см.рис.4.1) расположены в 3-й и 10-й жаровых трубах. Они на­ходятся в кожухах, которые изолируют их от контакта с горячими газами. Свечи охлаж­даются воздухом из наружного контура. Воспламенение топлива в остальных жаровых трубах происходит через пламяперебрасывающие патрубки, соединенные между собой муфтами.

Жаровые трубы заканчиваются фланцами рамочного типа. Эти фланцы имеют тра­пецевидную форму, образованную двумя плоскими и двумя цилиндрическими поверхно­стями. По боковым поверхностям фланцев жаровые трубы стыкуются между собой, а цилиндрическими поверхностями образуют телескопическое соединение с кольцами газосборника, обеспечивая возможность их теплового расширения. Жаровые трубы пред­ставляют собой модуль, который можно заменить в процессе эксплуатации, однако для этого требуется хорошо оснащенная ремонтная база.

 

Газосборник

Кольцевой канал газосборника 12 (см.рис.4.1) образован наружным и внутренним кольцами. В кольцевом канале газосборника формируется газовый поток на входе в ТВД. Конструкция газосборника обеспечивает на входе в ТВД минимальную неравно­мерность полей температуры, давления и скорости в окружном направлении и заданную эпюру температур в радиальном направлении (т.е. по высоте лопаток соплового аппара­та).

 

Кольца газосборника точеные из жаростойкого сплава ЭП648 (того же, из которого выполнены жаровые трубы). В них выполнены по 7 рядов отверстий. Первые 6 служат для подвода воздуха, образующего пленочное охлаждение внутренней поверхности, а последний - для подвода воздуха, охлаждающего полки сопловых лопаток 1-й ступени ТВД. Козырьки напротив отверстий повышают эффективность охлаждения, препятст­вуя быстрому " размыванию" струек воздуха, поступающего через отверстия.

Задняя часть наружного кольца газосборника 12 служит корпусом соплового аппара­та 13 1-й ступени ТВД, в который монтируются лопатки. Внутреннее кольцо газосбор­ника заканчивается фланцем, которым оно крепится к фланцу опоры 14 соплового аппа­рата 1-й ступени. Свобода теплового расширения колец газосборника обеспечивается телескопическим соединением их с жаровыми трубами. Как и жаровые трубы, внутрен­ние поверхности колец газосборника покрыты жаростойкой эмалью.

 

⇐ Предыдущая3456789101112Следующая ⇒

Поделиться: