RU2005102424A

RU2005102424A - Газотурбинная энергетическая установка

Info

Publication number: RU2005102424A
Application number: RU2005102424/06A
Authority: RU
Inventors: Ирина Федоровна Алавердова (RU); Ирина Федоровна Алавердова; Виталий Анатольевич Алфимов (RU); Виталий Анатольевич Алфимов; Анатолий Александрович Арзамасцев (RU); Анатолий Александрович Арзамасцев; зев Александр Николаевич Кн (RU); Александр Николаевич Князев; Владимир Николаевич Насонов (RU); Владимир Николаевич Насонов; Владимир Алексеевич Скибин (RU); Владимир Алексеевич Скибин; Александр Федорович Шульгин (RU); Александр Федорович Шульгин
Original assignee: Ирина Федоровна Алавердова (RU); Ирина Федоровна Алавердова; Виталий Анатольевич Алфимов (RU); Виталий Анатольевич Алфимов; Анатолий Александрович Арзамасцев (RU); Анатолий Александрович Арзамасцев; зев Александр Николаевич Кн (RU); Александр Николаевич Князев; Владимир Николаевич Насонов (RU); Владимир Николаевич Насонов; Владимир Алексеевич Скибин (RU); Владимир Алексеевич Скибин; Александр Федорович Шульгин (RU); Александр Федорович Шульгин
Priority date: 2005-02-02
Filing date: 2005-02-02
Publication date: 2005-05-20
Also published as: RU2293219C2

Claims

1. Газотурбинная энергетическая установка, содержащая контейнер, состоящий из силовой рамы, каркаса с полом, крышей и боковых стенок с теплозащитной обшивкой, образующих полость для размещения на раме газотурбинного двигателя, газодинамически связанной с ним свободной силовой турбины, ее затурбинного диффузора и пусковой системы двигателя, установленные снаружи контейнера воздухозаборное и выхлопное устройства, соединенные соответственно с двигателем и свободной турбиной, а также автономную маслонапорную станцию и агрегат полезной нагрузки, подключенный к свободной турбине посредством трансмиссии, отличающаяся тем, что установка содержит также воздухоприемную камеру с воздухоочистительным устройством на входе, дополнительный теплофикационный агрегат полезной нагрузки, систему управления энергетической установкой, устройство принудительной вентиляции внутренней полости контейнера и систему продувки газовоздушного тракта двигателя и силовой турбины, где основной агрегат полезной нагрузки, автономная маслонапорная станция и система управления установкой установлены соответственно в отдельных контейнерах такой же конструкции, как и основной контейнер, причем дополнительный контейнер для размещения основного агрегата полезной нагрузки расположен со стороны выхлопного устройства свободной турбины, дополнительный теплофикационный агрегат полезной нагрузки газодинамически связан с выхлопным устройством свободной турбины, воздухоприемная камера пристыкована к торцевой стенке основного контейнера со стороны воздухозаборного устройства двигателя, вход которого размещен в последней над ее полом, а выхлопное устройство свободной турбины расположено на противоположной торцевой стенке этого контейнера в промежутке между ним и контейнером для размещения основного агрегата полезной нагрузки.

2. Газотурбинная энергетическая установка по п.1, отличающаяся тем, что основной агрегат полезной нагрузки выполнен, например, в виде электрогенератора.

3. Газотурбинная энергетическая установка по п.1, отличающаяся тем, что основной агрегат полезной нагрузки выполнен, например, в виде нагнетателя природного газа.

4. Газотурбинная энергетическая установка по п.1, отличающаяся тем, что дополнительный теплофикационный агрегат полезной нагрузки выполнен, например, в виде теплообменника-утилизатора тепла выхлопных газов.

5. Газотурбинная энергетическая установка по п.1, отличающаяся тем, что выхлопное устройство за торцевой стенкой основного контейнера выполнено с поворотом по потоку перпендикулярно продольной оси свободной турбины и закреплено поворотно относительно нее на раме основного контейнера.

6. Газотурбинная энергетическая установка по п.1, отличающаяся тем, что затурбинный диффузор выполнен кольцевым из двух усеченных конусов с вершинами, обращенными в сторону свободной турбины, и имеет поперечный косой срез на выходе наружного конуса со стороны выхлопа, подвижно закреплен на силовой раме основного контейнера, жестко скреплен с поворотным выхлопным устройством, размещен частично внутри последнего и имеет длину, составляющую от 0,9 до 1,4 от своего входного наружного диаметра, причем плоскость косого среза на выходе наружного конуса обращена в сторону выхода выхлопного устройства.

7. Газотурбинная энергетическая установка по п.6, отличающаяся тем, что точки пересечения с продольной осью свободной турбины перпендикулярной к ней оси выхлопного устройства и поперечной плоскости косого среза на выходе наружного конуса совпадают с допуском плюс-минус 20 мм.

8. Газотурбинная энергетическая установка по п.6, отличающаяся тем, что внутренний конус кольцевого диффузора является наружным экраном трансмиссии привода основного агрегата полезной нагрузки.

9. Газотурбинная энергетическая установка по п.6, отличающаяся тем, что полуугол наружного конуса диффузора относительно продольной оси свободной турбины составляет от 10 до 12°.

10. Газотурбинная энергетическая установка по п.6, отличающаяся тем, что полуугол внутреннего конуса диффузора относительно продольной оси свободной турбины составляет от 5 до 7°.

11. Газотурбинная энергетическая установка по п.6, отличающаяся тем, что острый угол наклона к продольной оси свободной турбины плоскости косого среза на выходе наружного конуса диффузора составляет от 78 до 80°.

12. Газотурбинная энергетическая установка по п.1, отличающаяся тем, что система продувки газовоздушного тракта двигателя и свободной турбины содержит камеру смешения, встроенную в газовый тракт выхлопного устройства после его поворота перпендикулярно продольной оси свободной турбины перед дополнительным теплофикационным агрегатом полезной нагрузки, размещенный на камере смешения нагнетательный электровентилятор и подключенные к нему на выходе приточные насадки, расположенные в стенках камеры смешения в поперечной тракту газа плоскости, где выходы из насадков выполнены в форме ковшей и обращены в сторону выхода из энергетической установки.

13. Газотурбинная энергетическая установка по п.1, отличающаяся тем, что устройство принудительной вентиляции внутренней полости основного контейнера содержит на его крыше вытяжные электровентиляторы, которые сообщаются с его внутренней полостью, и систему отверстий, выполненных в полу силовой рамы.

14. Газотурбинная энергетическая установка по п.1, отличающаяся тем, что основной контейнер в плоскости, перпендикулярной продольной оси двигателя в зоне расположения камеры сгорания и турбины двигателя, а также свободной турбины, снабжен силовым поясом бронезащиты.

15. Газотурбинная энергетическая установка по п.1, отличающаяся тем, что силовые рамы основного контейнера и дополнительного контейнера основного агрегата полезной нагрузки размещены на единой горизонтальной базе, а продольные оси валов двигателя, свободной турбины и основного агрегата полезной нагрузки соосны.

16. Газотурбинная энергетическая установка по п.1, отличающаяся тем, что на входе воздухозаборного устройства двигателя установлена защитная сетка, а его входная кромка выполнена по лемнискате.

17. Газотурбинная энергетическая установка по п.1, отличающаяся тем, что двигатель снабжен масляной системой, которая содержит магистраль нагнетания масла к трущимся элементам, снабженную на входе датчиком температуры, магистрали откачки масла от трущихся элементов, а также магистраль суфлирования полостей трущихся элементов, где магистрали откачки имеют отводы масла от передней опоры компрессора, коробки приводных агрегатов, опоры турбины и задней опоры компрессора, снабженные на выходе датчиками температуры и стружкосигнализаторами, кроме того, в отводах масла от передней опоры компрессора и коробки приводных агрегатов дополнительно за стружкосигнализаторами установлены смотровые окна, причем за смотровыми окнами отвод масла от передней опоры компрессора на выходе через регулирующий кран и эжектор подключен к отводу масла из коробки приводных агрегатов, магистраль суфлирования снабжена датчиком температуры, подключена на входе к коробке приводных агрегатов, а на выходе - через термоциклонный маслоуловитель к электростатическому маслоуловителю.

18. Газотурбинная энергетическая установка по п.1, отличающаяся тем, что свободная турбина снабжена масляной системой, которая содержит магистрали нагнетания масла к трущимся элементам и откачки масла от трущихся элементов, а также магистрали подкачки и суфлирования полостей трущихся элементов, где магистраль нагнетания масла подключена гидравлически выходом к промежуточному расходному баку, установленному на корпусе свободной турбины, а входом - через теплообменник и байпасный блок, состоящий из двух фильтров с двумя синхронизированными переключателем отсечными кранами, к выходу нагнетающего масляного насоса, размещенного в коробке приводов свободной турбины и приводимого от ее вала, а магистраль суфлирования снабжена датчиком температуры, подключена на входе к приводному от свободной турбины маслоуловителю, установленному также в ее коробке приводов, а на выходе - к маслоуловителю электростатического типа через магистраль суфлирования масляных полостей двигателя после термоциклонного маслоуловителя, установленного в ней.

19. Газотурбинная энергетическая установка по п.1, отличающаяся тем, что маслонапорная станция гидравлически подключена к магистралям нагнетания и откачки масла, а также суфлирования масляных полостей двигателя и магистралям подкачивания масла и суфлирования масляных полостей свободной турбины и содержит общий для двигателя и свободной турбины основной расходный маслобак, магистраль для нагнетания масла в двигатель, включающую байпасный блок основного и резервного нагнетающих масляных электронасосов, подключенный гидравлически на входе через отсечные краны к основному расходному маслобаку, а на выходе - также через отсечные краны, байпасный теплообменник и байпасный блок, состоящий из двух фильтров с двумя синхронизированными переключателем отсечными кранами к нагнетательной магистрали двигателя, магистраль для подкачивания масла в свободную турбину, включающую масляный электронасос, подключенный гидравлически на входе через отсечной кран к основному расходному маслобаку, а на выходе - через фильтр и отсечной кран к промежуточному расходному маслобаку свободной турбины, магистраль для откачки масла из двигателя, подключенную на выходе к основному расходному маслобаку, а на входе - через водомасляный теплообменник, отсечной кран, фильтр, общий сливной коллектор, обратные клапаны, регулирущие краны, блок автономных электронасосов, отсечные краны к маслосистеме двигателя, причем блок автономных электронасосов включает один резервный насос и три основных, где каждый основной насос подключен соответственно к отводам магистрали откачки масла из коробки приводных агрегатов, опоры турбины и задней опоры компрессора двигателя, а резервный насос через отсечные краны подключен байпасно, выборочно также к одному из отводов масла от двигателя, при этом сливы масла из термоциклонного и электростатического маслоуловителей магистралей суфлирования масляных полостей двигателя и свободной турбины автономно также подключены к основному расходному маслобаку.

20. Газотурбинная энергетическая установка по п.19, отличающаяся тем, что основной расходный маслобак снабжен наклонным дном и приямком в его нижней части со сливным штуцером.

21. Газотурбинная энергетическая установка по п.1, отличающаяся тем, что пусковая система газотурбинного двигателя содержит электростартер.

22. Газотурбинная энергетическая установка по п.1, отличающаяся тем, что пусковая система газотурбинного двигателя содержит воздушный турбостартер.

23. Газотурбинная энергетическая установка по п.1, отличающаяся тем, что пусковая система газотурбинного двигателя содержит систему непосредственной подачи сжатого воздуха на рабочие лопатки турбины компрессора двигателя.

24. Газотурбинная энергетическая установка по п.1, отличающаяся тем, что пусковая система газотурбинного двигателя содержит турбокомпрессорный стартер.

25. Газотурбинная энергетическая установка по п.1, отличающаяся тем, что пусковая система газотурбинного двигателя содержит гидростартер.