船舶动力装置概论第九次.ppt
《船舶动力装置概论第九次.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《船舶动力装置概论第九次.ppt(47页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、上节主要内容 本节主要内容3.3 燃烧室燃烧室燃油雾化与喷油嘴燃油雾化与喷油嘴燃烧室结构的新发展燃烧室结构的新发展燃烧室的故障燃烧室的故障3.4 燃气涡轮燃气涡轮概述概述 结构结构涡轮叶片冷却涡轮叶片冷却船用燃气轮机发展船用燃气轮机发展国外舰船用燃气轮机概况国外舰船用燃气轮机概况国内舰船用燃气轮机概况国内舰船用燃气轮机概况第三章第三章 船舶燃气轮机装置船舶燃气轮机装置燃气涡轮燃气涡轮3一、概述一、概述燃气涡轮是燃气轮机的另一主要部件,它的功用是把来自燃烧室的高燃气涡轮是燃气轮机的另一主要部件,它的功用是把来自燃烧室的高温、高压燃气中的部分热能和压力能转换成机械功,用以带动压气机、附温、高压燃气
2、中的部分热能和压力能转换成机械功,用以带动压气机、附件和外负荷(船舶螺旋桨或发动机)。件和外负荷(船舶螺旋桨或发动机)。按燃气流动方向,燃气涡轮可分为轴流式和径流式,而径流式又可分按燃气流动方向,燃气涡轮可分为轴流式和径流式,而径流式又可分为离心式和向心式,因离心式效率很低,故很少使用。为离心式和向心式,因离心式效率很低,故很少使用。船舶燃气轮机多应用轴流式涡轮。其特点是功率大、燃气船舶燃气轮机多应用轴流式涡轮。其特点是功率大、燃气温度高、转速高、效率高,同时对其尺寸、重量也有严格的要温度高、转速高、效率高,同时对其尺寸、重量也有严格的要求。求。第三章第三章 船舶燃气轮机装置船舶燃气轮机装置燃
3、气涡轮燃气涡轮4第三章第三章 船舶燃气轮机装置船舶燃气轮机装置燃气涡轮燃气涡轮5轴流式涡轮中,按转子数目不同可分为单转子、双转子和三转子三种。轴流式涡轮中,按转子数目不同可分为单转子、双转子和三转子三种。第三章第三章 船舶燃气轮机装置船舶燃气轮机装置燃气涡轮燃气涡轮6(1)必必须须有足有足够够高的效率;高的效率;(2)必必须须能承受高温、能承受高温、热热冲冲击击和和热应热应力的作用;力的作用;(3)外廓尺寸要求、外廓尺寸要求、结结构要构要紧紧凑、重量要凑、重量要轻轻;(4)充分考充分考虑涡轮虑涡轮部件的冷却部件的冷却问题问题,以,以满满足燃气足燃气轮轮机不机不断增断增长长的性能和可靠性等方面的
4、要求;的性能和可靠性等方面的要求;(5)充分注意零部件和充分注意零部件和组组件的件的热热定心定心问题问题。涡轮涡轮的工作条件也十分的工作条件也十分恶恶劣:高温、高劣:高温、高转转速、速、频频繁繁剧剧烈烈热热冲冲击击、不均、不均匀加匀加热热以及由于以及由于转转子不平衡和燃气子不平衡和燃气压压力、流量脉力、流量脉动动造成的不平衡造成的不平衡负负荷的作荷的作用。用。涡轮涡轮是燃气是燃气轮轮机中机中热负热负荷最大的部件。因此,荷最大的部件。因此,对涡轮对涡轮的的设计设计提出以下提出以下要求要求:第三章第三章 船舶燃气轮机装置船舶燃气轮机装置燃气涡轮燃气涡轮7二、结构二、结构涡轮有转子和静子两部分组成。
5、涡轮有转子和静子两部分组成。1、转子转子涡轮转涡轮转子是子是涡轮转动涡轮转动部分的部分的总总称,由称,由涡轮盘涡轮盘、涡轮轴涡轮轴、工作叶片及、工作叶片及连连接零件等接零件等组组成。成。这这些基本要求是:采用些基本要求是:采用优质优质、抗腐、抗腐蚀蚀、耐高温的、耐高温的结结构材料;采用有效构材料;采用有效的冷却、隔的冷却、隔热热、均温、均温、润润滑密封方法和合理的滑密封方法和合理的结结构形式,以避免和减少构形式,以避免和减少零部件、零部件、组组件的件的热应热应力、力、热变热变形、形、热热疲疲劳劳和振和振动动,保,保证转证转子工作子工作时时具有具有高的效率、良好的高的效率、良好的热热定心,具有可
6、靠的定心,具有可靠的联联接、足接、足够够的的强强度,并使度,并使转转子具子具有尽可能有尽可能紧紧凑的凑的结结构,小尺寸和构,小尺寸和轻轻重量,以及足重量,以及足够长够长的使用寿命。的使用寿命。第三章第三章 船舶燃气轮机装置船舶燃气轮机装置燃气涡轮燃气涡轮8第三章第三章 船舶燃气轮机装置船舶燃气轮机装置燃气涡轮燃气涡轮9涡轮盘涡轮盘与与涡轮轴涡轮轴在在联联接接处处承受很大承受很大负负荷,有扭矩、荷,有扭矩、轴轴向力、向力、转转子重子重量,量,惯惯性力及不平衡力引起的弯矩,以及由性力及不平衡力引起的弯矩,以及由转转子不平衡、燃气子不平衡、燃气压压力脉力脉动动等原因造成的振等原因造成的振动负动负荷,
7、此外,荷,此外,还处还处在在较较高的温度高的温度环环境下工作,具有一境下工作,具有一定的定的热负热负荷,荷,应应减少减少轮盘轮盘向向轴轴和和轴轴承的承的传热传热。盘盘与与轴轴的的联联接分接分为为不可拆式和可拆式两大不可拆式和可拆式两大类结类结构形式。构形式。(1)、不可拆式不可拆式结结构构(a)销钉联销钉联接接(b)整体整体结结构或构或焊焊接接(2)、可拆式可拆式结结构构(a)螺螺钉联钉联接接(b)短螺栓短螺栓联联接接1)盘盘与与轴轴的的联联接接第三章第三章 船舶燃气轮机装置船舶燃气轮机装置燃气涡轮燃气涡轮10在多在多级涡轮转级涡轮转子中,子中,盘盘与与盘盘之之间间的的联联接与是接与是结结构构
8、设计设计中的主要中的主要问问题题。盘盘与与盘间盘间的的联联接也分接也分为为不可拆卸不可拆卸和和可拆卸可拆卸两种两种结结构。构。2)、盘盘与与盘盘的的联联接接第三章第三章 船舶燃气轮机装置船舶燃气轮机装置燃气涡轮燃气涡轮11叶片用叶片用枞树枞树型榫型榫头头和和轮轮盘联结盘联结。叶片靠楔形根部上。叶片靠楔形根部上的的枞树枞树型型齿齿装在装在涡轮盘涡轮盘上的上的相相应齿应齿槽内,槽内,齿齿面承受叶片面承受叶片离心力弯曲力矩作用而承受离心力弯曲力矩作用而承受剪力和弯曲;剪力和弯曲;齿齿的工作表面的工作表面承受承受挤压挤压;榫;榫头头各个截面承各个截面承受拉伸。受拉伸。3)、工作叶片与、工作叶片与轮盘轮
9、盘的的联联接接第三章第三章 船舶燃气轮机装置船舶燃气轮机装置燃气涡轮燃气涡轮12静叶的安装形式有多种。静叶内环和涡轮轮盘间必须有密封静叶的安装形式有多种。静叶内环和涡轮轮盘间必须有密封防止漏泄的措施,以提高涡轮的效率。防止漏泄的措施,以提高涡轮的效率。2、静子静子静子包括静叶,机匣和所有的静止零件。机匣是圆柱或圆锥形的薄静子包括静叶,机匣和所有的静止零件。机匣是圆柱或圆锥形的薄壳体,是燃气轮机主承力系统的重要部件之一。涡轮轴承的支撑靠机匣壳体,是燃气轮机主承力系统的重要部件之一。涡轮轴承的支撑靠机匣传力到安装支点。通常为了加工和安装方便,机匣是分段的。各段间用传力到安装支点。通常为了加工和安装
10、方便,机匣是分段的。各段间用法兰连接。此连接应保证有足够的刚度,在热态工作时不应使刚度减小。法兰连接。此连接应保证有足够的刚度,在热态工作时不应使刚度减小。在轴向和径向的定位面设计时必须保证上述要求。在轴向和径向的定位面设计时必须保证上述要求。动叶顶部同机匣内表面的间隙,对于动叶工作效率和可靠性有很大影动叶顶部同机匣内表面的间隙,对于动叶工作效率和可靠性有很大影响。同时冷态和热态的间隙会有变化,特别是在停机时,机匣冷却较快,响。同时冷态和热态的间隙会有变化,特别是在停机时,机匣冷却较快,而内部的动叶冷却较慢。此时务必防止发生动叶与静叶相互刮磨的现象,而内部的动叶冷却较慢。此时务必防止发生动叶与
11、静叶相互刮磨的现象,以提高可靠性。以提高可靠性。第三章第三章 船舶燃气轮机装置船舶燃气轮机装置燃气涡轮燃气涡轮13三、涡轮叶片的冷却三、涡轮叶片的冷却第三章第三章 船舶燃气轮机装置船舶燃气轮机装置燃气涡轮燃气涡轮14透平第一级涂层透平第一级涂层第三章第三章 船舶燃气轮机装置船舶燃气轮机装置燃气涡轮燃气涡轮15第三章第三章 船舶燃气轮机装置船舶燃气轮机装置燃气涡轮燃气涡轮16气冷叶片的气冷叶片的结结构形式主要有以下几种形式:构形式主要有以下几种形式:1、对对流冷却流冷却2、喷喷射式冷却射式冷却3、气膜冷却、气膜冷却4、发发散冷却散冷却为为了了提提高高燃燃气气初初温温的的高高标标准准要要求求,必必
12、须须把把研研制制开开发发高高级级耐耐热热合合金金,在在热热端端零零件件表表面面喷喷涂涂屏屏障障涂涂层层和和开开发发先先进进的的高高温温涡涡轮轮冷冷却却技技术术,三者很好的,三者很好的结结合起来才能更有效。合起来才能更有效。第三章第三章 船舶燃气轮机装置船舶燃气轮机装置燃气涡轮燃气涡轮17冷冷却却空空气气流流经经叶叶片片内内壁壁上上的的冷冷却却孔孔通通道道或或缝缝隙隙时时,冷冷却却空空气气与与叶叶片片壁壁面面发发生生对对流流换换热热,把把叶叶身身上上的的热热量量带带走走,从从而而达达到到冷冷却却的的目目的的,冷却效果一般冷却效果一般为为200250。冷冷却却孔孔通通道道的的形形状状可可有有多多种
13、种,如如圆圆孔孔形形、三三角角形形、翼翼形形或或扁扁形形孔孔等。等。1、对对流冷却流冷却第三章第三章 船舶燃气轮机装置船舶燃气轮机装置燃气涡轮燃气涡轮182、喷喷射式冷却射式冷却利用冷却空气形成的一股或多股射流利用冷却空气形成的一股或多股射流对对着被冷却表面着被冷却表面喷喷射,以增射,以增大叶片型面与冷却空气之大叶片型面与冷却空气之间间的的换热换热系数,增系数,增强强冷却效果。冷却效果。这这种种喷喷射式射式冷却方式可以用在冷却方式可以用在涡轮涡轮工作叶片上,但更普遍的工作叶片上,但更普遍的还还是用在是用在导导向向涡轮涡轮器器叶片上。叶片上。第三章第三章 船舶燃气轮机装置船舶燃气轮机装置燃气涡轮
14、燃气涡轮193、气膜冷却气膜冷却冷却空气从叶盆端部冷却空气从叶盆端部进进入叶入叶盆内部,而后透盆内部,而后透过过壁面上的小孔壁面上的小孔流出,在流出,在顺顺着燃气方向的叶盆外着燃气方向的叶盆外壁壁处处形成一形成一层层空气气膜,此气膜空气气膜,此气膜把叶片外表面与把叶片外表面与炽热炽热的燃气隔离的燃气隔离开来,从而达到隔开来,从而达到隔热热、冷却的目、冷却的目的。的。第三章第三章 船舶燃气轮机装置船舶燃气轮机装置燃气涡轮燃气涡轮204、发发散冷却散冷却叶片用疏松多孔透气的材料制成,或在空心叶片壁面上采用叶片用疏松多孔透气的材料制成,或在空心叶片壁面上采用电电火花火花或或电电子束、激光打孔等工子束
15、、激光打孔等工艺艺方法加工出大量密布的直径很小的小孔,叶方法加工出大量密布的直径很小的小孔,叶片内腔的冷却空气会透片内腔的冷却空气会透过过叶片壁面上无数的微孔和小孔渗出,由于孔径叶片壁面上无数的微孔和小孔渗出,由于孔径小,气流射流穿透深度浅,透小,气流射流穿透深度浅,透过过壁面后很快形成壁面后很快形成紧贴紧贴外壁面的冷气外壁面的冷气层层。第三章第三章 船舶燃气轮机装置船舶燃气轮机装置燃气涡轮燃气涡轮21涡轮涡轮叶片冷却技叶片冷却技术发术发展展趋势趋势船用燃气轮机发展船用燃气轮机发展221 12 23 3内容提要内容提要 引言引言国外舰船用燃气轮机概况国外舰船用燃气轮机概况国内舰船燃气轮机概况国
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 船舶 动力装置 概论 第九
限制150内