Sistemi Energetici - SECicloGas02 RaffreddamentoPale

RAFFREDDAMENTO PALE

Poiché, l’aumento della T_MAX è vantaggioso ma per il rendimento e per il lavoro per elevati T_MAX abbiamo 2 possibilità:

1. Sviluppo materiali resistenti ad alta temperatura
2. Raffreddamento parti calde della macchina

PARTI PIÙ SOLLECITATE

Sono le pale rotovochie del I stadio delle TG quali:

1. soggette alla temperature prossima a quella massima
2. soggette alla forza centrifuga dovuta alla rotazione

CREEP e FATIGA OLIGOCICLICA

Inoltre

la velocità del gas in espansione è ELEVATA, quindi anche il coefficiente di scambio termico convettivo gas-parete, e la temperatura di parete.

Il Combustore

Raggiunge anch’ esso temperature elevate, ma essendo statico e soggetto alla sola pressione del gas che è più modesta rispetto a quella dei cicli, a vapore.

Riassumendo

1. Creep a causa della forza centrifuga connessa alla rotazione
2. Fatiga oligociclica: per gli avviamenti
3. Elevate Tp parete, per le velocità elevate che innalzano il coefficiente di scambio termico convettivo gas-parete.

Le PALE sono quindi i COMPONENTI PIÙ CRITICI da progettare e realizzare

STADIO DI TURBINA A GAS RAFFREDDATO IN CIRCUITO APERTO

A B C D E STATOE ROTORE

V_A

_VR,D

_VG,D

W_e

V

V_R,F,D

V_C

MISCEILAMENTO GAS CALDO E ARIA FREDDA!

V_c< V_D purhe i:

Flussi d; raffreddamento sono piu lenti e piu Freddi

MISCEILAMENTO FLUSSI

Raffreddamento del rotore con corrente di gos principole

B. SISTEMA DI RAFFREDDAMENTO PALE IN CIRCUITO CHIUSO

1 TIPO: caso ad aria

Dell’aria compressa viene convogliata alle pale della turbina, grazie anche all’aiuto di un compressore ausilio per vincere le perdite di carico dell’aria. L’aria viene poi reimmetta pirasma del combustore.

2 TIPO: caso a Vapore TG+HRSG

Il vapore viene espanso in un primo stadio della turbina, successivamente viene inviato alle pale del TG.

Infine, dopo essere stato scaldata in caldaia, prosegue l’espansione negli altri stadi della turbina.

4. FILM COOLING

È utilizzabile solo in circuito aperto perché consiste nel generare uno schermo d'aria più fredda nelle superfici esterne delle pale che riduce il coefficiente di scambio termico convettivo del gas.

Si creano dei forellini nelle superfici delle pale che sono in grado di produrre questo scudo termico.