Багатоступінчаста газова турбіна

Изобретение относится к области энергетического машиностроения и может использоваться в газотурбинных двигателях различного назначения, преимущественно в транспортных двигателя х. Известны многоступенчатые турбины с охлаждаемыми хладагентом лопаточными венцами. Такие турбины позволяют увеличивать степень повышения температурного цикла и вместе с этим повышать свою экономичность за счет увеличения КПД и удельной работоспособности газа. Известна .также конструкция многоступенчатой газовой турбины, содержащей полый ротор с венцами Uобразных коробчатых лопаток, размещенных в полости ротора с образованием камер, заполненных хладагентом. Такие лопаточные венцы из-за их равномерности позволяют еще больше повышать температуру цикла. В то же время в такой, как и в други х известных о хлаждаемых турбинах, из-за снижения их дополнительными конструктивными элементами устройств охлаждения и. регенерации, а также из-за малоэффективного использования ими тепла охлаждения снижается их надежность и экономичность. Целью изобретения является устранение указанных недостатков за счет совмещенного выполнения всех функций устройств о хлаждения, регенерации тепла охлаждения имеющимися основными конструктивными элементами ротора турбины с обеспечением практически полного эффективного возврата тепла охлаждения рабочему газу, в результате че го и повышается надежность и экономичность турбины. Цель достигается тем, что турбина, имеющая полый ротор с венцами U-образных коробчатых лопаток, размещенных в полости ротора с образованием камер, заполненных хладагентом, снабжена дополнительным полым ротором с U-образными коробчатыми лопатками, ориентированными противоположно основным лопаткам, образующими со стенками полости дополнительного ротора камеры, сообщенные с камерами основного ротора, причем внутренний диаметр каждого лопаточного венца равен внешнему диаметру последующего лопаточного венца, при этом полые части роторов герметизированы, вакуумированы и заполнены высококипящим хладагентом в количестве, при котором образуемая им во время работы под воздействием центробежных сил внутрикольцевая жидкостная цилиндрическая поверхность расположена между указанными диаметрами венцов. На фиг. 1 изображен общий вид турбины с камерой сгорания 6, выполненной в варианте, имеющем дисковые с конусными полыми ободами роторы 1 и 2 с венцами 3 U-образ-ных коробчатых лопаток, имеющими внутренний диаметр D1 и наружный диаметр D2, при этом охлаждаемые лопаточные венцы во время работы покрыты хладагентом, находящимся в жидкостном состоянии, а подогреваемые лопаточные венцы покрыты хладагентом, находящимся в парообразном состоянии, На фиг. 2 изображен общий вид турбины с камерой сгорания 6, выполненной в варианте, имеющем также дисковые роторы 1 и 2 с полыми, но ступенчатыми ободами, позволяющими уменьшить относительную толщину слоя жидкостного хладагента, вместе с этим снизить давление его на лопатки. Указанные взаимоположение, взаимосвязь и соотношение размеров конструктивных элементов турбины образуют из этих же элементов комбинированное, автоматическое, одноконтурное, замкнутое устройство ее охлаждения, работающее следующим образом. При вращении роторов возникающие центробежные силы вытесняют образовавшийся при охлаждении лопаточного венца парообразный хладагент к последующему подогреваемому им лопаточному венцу, где он, имея более высокую температуру, чем проходящий через лопатки этого венца рабочий газ, конденсируясь полностью за счет его вн утренней теплоты парообразования, возвращает тепло охлаждения рабочему газу, при этом указанные силы возвращают его к лопаткам охлаждаемого венца для продолжения непрерывного процесса охлаждения с регенерацией тепла охлаждения. При этом в качестве регенераторов тепла охлаждения совмещенно служат подогреваемые лопаточные .. венцы, а в качестве хладагента, например, служит эвтектический сплав натрия и калия. Кроме того, такое бескорпусное выполнение турбины, состоящей из двух роторов противоположного вращения, не только улучшает ее весовую и габаритную характеристики, но и улучшает ее тяговую характеристику, что очень важно для транспортных двигателей.