Газотурбинная силовая установка

 

Газотурбинная силовая установка, преимущественно для привода нагнетателя природного газа, содержащая корпус, установленный в нем на передней и задней опорах ротор компрессора и его турбины, силовую турбину, расположенную на консольной опоре, соединенной с корпусом полыми радиальными стойками, и выхлопное устройство с затурбинным диффузором и тупиковой полостью, отличающаяся тем, что, с целью улучшения условий эксплуатации, она дополнительно содержит замкнутый кожух, образующий с корпусом кольцевую полость, сообщенную с трактом компрессора, с задней опорой и через радиальные стойки с консольной опорой, затурбинным диффузором и тупиковой полостью.

Изобретение относится к газотурбостроению, а более конкретно к устройству газотурбинных установок (ГТУ) для силового привода преимущественно нагнетателей природного газа магистральных газопроводов нефтяной и химической промышленности. Известна газотурбинная установка, содержащая корпус и расположенные в нем турбокомпрессор, свободную силовую турбину и выхлопной диффузор. Корпус снаружи обдувается подсистемой принудительного обдува, включающей вентилятор с электроприводом [1] Недостаток этой установки заключается в том, что ее система охлаждения громоздка и неэффективна, что снижает общие эксплуатационные показатели установки в целом. Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является известная газотурбинная установка преимущественно для привода нагнетателя природного газа, содержащая корпус, установленный в нем на передней и задней опорах ротор компрессора и его турбины, силовую турбину, расположенную на консольной опоре, соединенной с корпусом полыми радиальными стойками, и выхлопное устройство с затурбинным диффузором и тупиковой полостью. Установка содержит эжекторное выхлопное устройство для охлаждения как корпуса установки, так и силовой турбины [2] Однако в процессе эксплуатации таких ГТУ отбор воздуха эжекторным выхлопным устройством из бокса влечет за собой создание разрежения внутри бокса, засасывание в него из окружающей среды песка, пыли, сажи не обеспечивает необходимого уровня охлаждения корпуса, что ухудшает условия эксплуатации. Целью настоящего изобретения является улучшение условий эксплуатации. Указанная цель достигается тем, что газотурбинная силовая установка преимущественно для привода нагнетателя природного газа, содержащая корпус, установленный в нем на передней и задней опорах ротор компрессора и его турбины, силовую турбину, расположенную на консольной опоре, соединенной с корпусом полыми радиальными стойками, и выхлопное устройство с затурбинным диффузором и тупиковой полостью, дополнительно содержит замкнутый кожух, образующий с корпусом кольцевую полость, сообщенную с трактом компрессора, с задней опорой и через радиальные стойки с консольной опорой, затурбинным диффузором и тупиковой полостью. На чертеже схематично показана газотурбинная установка. ГТУ содержит корпус 1, установленный в нем на передней и задней опорах 2 и 3 ротор 4 компрессора 5 и его турбины 6, силовую турбину 7, расположенную на консольной опоре 8, соединенной с корпусом 1 полыми радиальными стойками 9, выхлопное устройство 10 с затурбинным диффузором 11 и тупиковой полостью 12. Вокруг корпуса 1 вдоль всей его протяженности установлен кожух 13, соединенный с корпусом 1 глухой перегородкой 14 на входе и перегородкой 15 на выходе. Кожух 13 образует с корпусом 1 замкнутую кольцевую полость 16, сообщенную как минимум через одно отверстие 17 с трактом компрессора 5 и посредством запорных органов 18 с тупиковой полостью 12 и выхлопным устройством 10. Кольцевая полость 16 дополнительно сообщена через отверстие 19 с задней опорой 3, с промежуточной внутренней полостью 20 и отверстиями 21 с полыми радиальными стойками 9 консольной опоры 8 и затурбинным диффузором 11. Силовая турбина 7 соединена валом 22 с нагрузкой, например нагнетателем 23 природного газа. ГТУ работает следующим образом. Компрессор 5 и его турбина 6, выйдя на рабочие обороты, нагнетают газ на силовую турбину 7, которая производит полезную мощность и через вал 22 передает ее на приводимый нагнетатель 23. При этом в ходе работы из тракта компрессора 5 через отверстие 17 происходит отбор сжатого воздуха. Сжатый воздух, пройдя по кольцевой полости 16, создает кольцевую рубашку охлаждения вокруг наружных горячих частей корпуса 1. Затем часть этого сжатого воздуха через отверстие 19 поступает на охлаждение задней опора 3 турбины 6 и через полость 20 на охлаждение передних элементов силовой турбины 7, а другая часть при закрытых запорных органах 18 отбирается на охлаждение консольной опоры 8 через отверстия 21 и полые радиальные стойки 9 с последующим отводом ее на охлаждение затурбинного диффузора 11. В процессе запуска ГТУ, который происходит с открытыми органами 18, сжатый воздух от компрессора 5 идет двумя параллельными потоками: один на силовую турбину 7, а другой (5-10% от общего расхода) по полости 16 и через органы 18 в тупиковую полость 12 и затурбинный диффузор 11. В результате этого происходит полное удаление природного газа, скопившегося во время стоянки ГТУ. Наличие холодного наружного кожуха по всей длине ГТУ позволяет улучшить условия эксплуатации, а качественная продувка внутренних тупиковых полостей дает возможность устранить вероятные случаи взрывов и пожаров при пусках.

Формула изобретения

Газотурбинная силовая установка преимущественно для привода нагнетателя природного газа, содержащая корпус, установленный в нем на передней и задней опорах ротор компрессора и его турбины, силовую турбину, расположенную на консольной опоре, соединенной с корпусом полыми радиальными стойками, и выхлопное устройство с затурбинным диффузором и тупиковой полостью, отличающаяся тем, что, с целью улучшения условий эксплуатации, она дополнительно содержит замкнутый кожух, образующий с корпусом кольцевую полость, сообщенную с трактом компрессора, с задней опорой и через радиальные стойки с консольной опорой, затурбинным диффузором и тупиковой полостью.

РИСУНКИ

Рисунок 1