Маслосистема энергетической газотурбинной установки


 


Владельцы патента RU 2480600:

Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" (ОАО "НПО "Сатурн") (RU)

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к маслосистеме энергетической газотурбинной установки, применяемой на газоперекачивающих и электрических станциях для привода различных агрегатов (насосов, газовых и воздушных компрессоров, электрогенераторов и т.п.). Маслосистема энергетической газотурбинной установки содержит устройства для подачи и откачки масла из масляных полостей подшипниковых опор турбокомпрессора, свободной турбины и приводного агрегата, в которой устройство для подачи масла выполнено в виде системы из двух нагнетающих насосов, один из которых выполнен с приводом от ротора турбокомпрессора, а другой от электропривода. Всасывающие магистрали нагнетающих насосов подключены параллельно к маслобаку. Напорные магистрали нагнетающих насосов сообщены между собой через запорный клапан, при этом напорная магистраль нагнетающего насоса с электроприводом дополнительно выведена в масляную полость подшипниковых опор приводного агрегата. Кроме того, магистраль откачки масла приводного агрегата подключена к единому маслобаку установки. Реализация изобретения позволит повысить надежность работы маслосистемы на запуске энергетической газотурбинной установки за счет сокращения времени масляного голодания установки, вызванного необходимостью заполнения маслом большого свободного внутреннего пространства в маслопроводах и расположенных на них приборах и контрольно-измерительной аппаратуре и упростить конструкцию установки за счет отказа от автономного маслобака и нагнетающего насоса для приводного агрегата. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к маслосистеме энергетической газотурбинной установки, применяемой на газоперекачивающих и электрических станциях для привода различных агрегатов (насосов, газовых и воздушных компрессоров, электрогенераторов и т.п.).

Известна маслосистема энергетической газотурбинной установки (ЭГТУ), содержащая устройства для подачи и откачки масла из масляных полостей подшипниковых опор турбокомпрессора, свободной турбины и приводного агрегата (см. описание прототипа, 6-й абзац сверху; патент RU 2277175, МПК F02C 7/06, опубл. 27.05.2006 г.).

Особенностью известной установки является большая и широкоразветвленная сеть масляных коммуникаций. Стационарность установки и отсутствие жестких требований к ее весовым характеристикам позволили размещать маслопроводы и расположенные на них приборы и контрольно-измерительную аппаратуру в удобных для эксплуатационного обслуживания местах, что привело к значительному увеличению протяженности маслопроводов.

Из-за требований большого ресурса (≈100000 часов) и времени непрерывной работы установки увеличены размеры фильтров, теплообменников и других приборов, кроме того, введено дублирование (например, сдвоенные фильтры, сигнализаторы стружки, теплообменники и другие агрегаты). Поэтому при запуске ЭГТУ давление в магистрали подачи масла в масляные полости опорных подшипников роторов турбокомпрессора, силовой турбины и приводного агрегата появляется со значительной задержкой как из-за постепенной раскрутки вала нагнетающего насоса, имеющего привод от ротора турбокомпрессора, так и из-за необходимости заполнения маслом большого внутреннего пространства в маслопроводах с расположенными на них приборами и контрольно-измерительной аппаратуре. Это приводит к тому, что на режимах запуска ЭГТУ наиболее нагруженный ее узел - упорный подшипник ротора турбокомпрессора, воспринимающий осевое усилие на ротор и начавший вращение, остается на некоторое время без смазки, что снижает надежность работы маслосистемы и сокращает рабочий ресурс установки.

Налицо явное техническое противоречие: с одной стороны, рост подачи масла нагнетающим насосом пропорционально росту частоты вращения ротора турбокомпрессора необходим, а с другой стороны, при запуске ЭГТУ такой характер изменения подачи масла недопустим, так как не обеспечивает надежность работы маслосистемы.

Предложенное изобретение позволяет устранить это техническое противоречие.

Другим недостатком известной ЭГТУ является то, что система подачи и откачки масла турбокомпрессора и свободной турбины гидравлически не связана с системой подачи и откачки масла приводного агрегата, что усложняет конструкцию установки из-за необходимости использовать дополнительный маслобак и автономный нагнетающий насос.

Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является повышение надежности работы маслосистемы при запуске ЭГТУ и упрощение ее конструкции.

Указанная задача достигается тем, что в маслосистеме энергетической газотурбинной установки, содержащей устройства для подачи и откачки масла из масляных полостей подшипниковых опор турбокомпрессора, свободной турбины и приводного агрегата, в которой устройство для подачи масла выполнено в виде системы из двух нагнетающих насосов, с приводом одного из них от ротора турбокомпрессора, а другого от электропривода, всасывающие магистрали которых подключены параллельно к маслобаку, согласно изобретению напорные магистрали нагнетающих насосов сообщены между собой через запорный клапан, при этом напорная магистраль нагнетающего насоса с электроприводом дополнительно выведена в масляную полость подшипниковых опор приводного агрегата. Кроме того, магистраль откачки масла приводного агрегата подключена к единому маслобаку установки.

Выполнение устройства для подачи масла в виде системы из двух нагнетающих насосов, с приводом одного из них от турбокомпрессора, а другого от электропривода, всасывающие магистрали которых подключены параллельно к маслобаку, а напорные магистрали сообщены между собой через запорный клапан, позволит корректировать подачу масла на нестационарных режимах работы ЭГТУ (например, при запуске) в масляные полости подшипниковых опор турбокомпрессора и свободной турбины, где расположены наиболее напряженные узлы установки (например, упорный подшипник турбокомпрессора).

Гидравлическая связь систем подачи и откачки масла турбокомпрессора с силовой турбиной и приводного агрегата позволит отказаться от использования автономного маслобака и нагнетающего насоса для приводного агрегата, что упростит конструкцию маслосистемы и облегчит эксплуатационное обслуживания ЭГТУ.

На чертеже представлена принципиальная схема маслосистемы ЭГТУ.

Маслосистема ЭГТУ включает в себя маслобак 1, масляные полости 2, 3, 4, соответственно, турбокомпрессора, свободной турбины, приводного агрегата. В масляной полости турбокомпрессора 2 расположен самый нагруженный узел установки - упорный подшипник 5, воспринимающий осевое усилие, действующее на ротор. На коробке приводов 6 турбокомпрессора установлен приводимый во вращение от ротора турбокомпрессора нагнетающий насос 7. Отдельно на установке смонтирован нагнетающий насос 8 с электроприводом. Всасывающие магистрали 9, 10 нагнетающих насосов 7 и 8 соответственно параллельно подключены к маслобаку 1. Напорные магистрали 11, 12 нагнетающих насосов 7 и 8 соответственно сообщены между собой через запорный клапан 13, управляемый электропневмоклапаном 14 по команде от датчика давления 15, установленного в напорной магистрали 16 подачи масла на упорный подшипник 5 турбокомпрессора. Напорная магистраль 12 нагнетающего насоса 8 с электроприводом дополнительно выведена через теплообменник 17 и фильтр 18 в масляную полость 4 приводного агрегата.

Для откачки масла из масляных полостей 2 и 3 турбокомпрессора и свободной турбины предусмотрены откачивающие насосы 19, 20, 21, 22 (все с приводом от ротора турбокомпрессора).

Для откачки масла из масляной полости 4 приводного агрегата на установке смонтирован отдельный откачивающий насос 23 с электроприводом.

По команде на запуск ЭГТУ одновременно включаются в работу и насосы с электроприводом (нагнетающий насос 8 и откачивающий насос 23) при открытом запорном клапане 13.

В ходе раскрутки турбокомпрессора постепенно включаются в работу нагнетающий насос 7 и откачивающие насосы 19, 20, 21, 22 с приводом от ротора турбокомпрессора. Поскольку нагнетающий насос 8 выполнен с электроприводом, он раскручивается почти мгновенно, а нагнетающий насос 7 постепенно (по мере раскрутки турбокомпрессора), то основное маслопитание установки на запуске будет производиться нагнетающим насосом 8, который обеспечит быстрое заполнение большого внутреннего пространства в напорных магистралях 11, 12, 16 и расположенных в них агрегатах (фильтрах, теплообменниках и т.п.), после чего начнет расти давление масла в напорной магистрали 16 подачи масла на упорный подшипник 5 турбокомпрессора. Когда давление масла в напорной магистрали 16 достигнет минимально допустимой величины (например ≈1.8 кгс/см2), срабатывает датчик давления 15 и электрический сигнал поступит на электропневмоклапан 14 и запорный клапан 13 разобщит между собой напорные магистрали 11 и 12. Дальнейший рост давления в напорной магистрали 16 будет обеспечен подачей масла только нагнетающим насосом 7, а нагнетающий насос 8 перестроится на подачу масла через теплообменник 17 и фильтр 18 в масляную полость 4 приводного агрегата.

Отработанное в масляных полостях масло поступает на вход откачивающих насосов 19, 20, 21, 22, 23 и переносится ими в маслобак 1. Из маслобака 1 освобожденное от воздушных включений масло попадает по всасывающим магистралям 9, 10 к нагнетающим насосам 7 и 8, и весь цикл движения масла повторяется снова. При останове ЭГТУ запорный клапан 13 открывается, а насосы 8 и 23 (с электроприводом) обесточиваются.

Реализация изобретения позволит повысить надежность работы маслосистемы при запуске ЭГТУ за счет подключения в напорную магистраль нагнетающего насоса с приводом от турбокомпрессора напорной магистрали нагнетающего насоса с электроприводом, с последующим разобщением магистралей при достижении минимально допустимого давления подачи масла на смазку упорного подшипника турбокомпрессора, воспринимающего осевую нагрузку на ротор, и упростить конструкцию маслосистемы, гидравлически связав систему подачи и откачки масла турбокомпрессора, свободной турбины и приводного агрегата.

1. Маслосистема энергетической газотурбинной установки, содержащая устройства для подачи и откачки масла из масляных полостей подшипниковых опор турбокомпрессора, свободной турбины и приводного агрегата, в которой устройство для подачи масла выполнено в виде системы из двух нагнетающих насосов, с приводом одного из них от ротора турбокомпрессора, а другого от электропривода, всасывающие магистрали которых подключены параллельно к маслобаку, отличающаяся тем, что напорные магистрали нагнетающих насосов сообщены между собой через запорный клапан, при этом напорная магистраль нагнетающего насоса с электроприводом дополнительно выведена в масляную полость подшипниковых опор приводного агрегата.

2. Маслосистема энергетической газотурбинной установки по п.1, отличающаяся тем, что магистраль откачки масла приводного агрегата подключена к единому маслобаку установки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройству возврата масла, содержащего промежуточный корпус турбины, на котором установлены верхняя по потоку подшипниковая опора, в которой образовано первое отверстие, и нижняя по потоку подшипниковая опора, в которой образовано второе отверстие, причем в каждой опоре установлен подшипник.

Изобретение относится к центробежному маслоотделителю с переменным проходным сечением, содержащему полый вращающийся вал. .

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и, в частности, к маслосистемам авиационного газотурбинного двигателя (ГТД) маневренных самолетов. .

Изобретение относится к способу, устройству аварийной смазки двигателя, двигателю и транспортному средству, содержащим устройство аварийной смазки. .

Изобретение относится к опорам турбин газотурбинных двигателей авиационного и наземного применения. .

Изобретение относится к опорам газотурбинных двигателей авиационного и наземного применения. .

Изобретение относится к области авиадвигателестроения, а именно к авиационным газотурбинным двигателям. .

Изобретение относится к области авиадвигателестроения, а именно к авиационным газотурбинным двигателям. .

Изобретение относится к области авиадвигателестроения, а именно к авиационным газотурбинным двигателям. .

Изобретение относится к турбомашинам, а именно к смазочным устройствам подшипников опор роторов турбин газотурбинных двигателей

Изобретение относится к газотурбинным двигателям авиационного и наземного применения, а именно к размещению опор для вращающихся с большой частотой вращения роторов турбомашин, и может использоваться в наиболее напряженных опорах

Изобретение относится к смазке подшипников скольжения и, в частности, к распределению холодной смазки на опорной поверхности подшипника скольжения и отводу горячей смазки от опорной поверхности и может быть использовано в компрессорах, турбинах, насосах и других устройствах с вращающимися валами

Изобретение относится к опоре роторов турбин высокого и низкого давления высокотемпературного газотурбинного двигателя, интегрированной с сопловым аппаратом турбины низкого давления

Изобретение относится к турбомашинам, а именно к смазочным устройствам подшипников опор роторов турбин газотурбинных двигателей

Устройство разъединения опоры (7) подшипника в газотурбинном двигателе. Опора (7) подшипника содержит переднюю часть (1) и заднюю часть (2), содержащие соответственно множество передних отверстий (10) и задних отверстий (20), через которые проходят предохранительные винты (3). Для всех винтов предусмотрен зазор (4) между каждым передним отверстием (10) и проходящим через него предохранительным винтом (3), позволяющий избежать за счет указанного зазора любого контакта между передним отверстием (10) и предохранительным винтом (3). Передняя часть (1) и задняя часть (2) опоры подшипника контактируют друг с другом, по меньшей мере, двумя параллельными поверхностями боковин различных диаметров, формирующими наружные и внутренние средства центровки, образующими средство двойной центровки и взаимодействующими друг с другом для обеспечения осевого выравнивания одной из указанных частей относительно другой части. Обеспечивается лучший контроль за функцией разъединения за счет устранения усилий сдвига на предохранительном винте, а также возможность устранить овальную деформацию опоры подшипника. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 10 ил.

Турбинная установка, содержащая, по меньшей мере, одно первое и одно второе рабочие колеса, вал и систему подшипников. Задние поверхности рабочих колес обращены друг к другу. На валу ротора установлены радиальные рабочие колеса. В области обоих радиальных рабочих колес установлены упорные подшипники, соответственно, с одной половиной подшипника ротора и одной половиной подшипника статора. Половина подшипника ротора расположена на задней поверхности сопряженного радиального рабочего колеса. Первое радиальное рабочее колесо выполнено неразъемным. Второе радиальное рабочее колесо с возможностью демонтажа соединено с валом ротора. Вал ротора на выходе из первого радиального рабочего колеса в направлении второго рабочего колеса сужается или имеет постоянный диаметр. Изобретение позволяет упростить монтаж и демонтаж рабочих колес, а также улучшить возможности технического обслуживания. 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к способу и к системе смазки, имеющей в своем составе по меньшей мере три различные камеры, каждая из которых заключает в себе по меньшей мере один подшипник качения. Способ состоит в создании избыточного давления в камерах путем вдувания в эти камеры расхода сжатого воздуха через уплотнительные прокладки герметизации, причем в двух так называемых главных камерах создается давление, превышающее давление в оставшейся так называемой вторичной камере, в смазке подшипника качения в главных камерах, в смазке подшипника качения во вторичной камере только путем впрыскивания масляного тумана, поступающего из по меньшей мере одной из главных камер, причем упомянутый масляный туман направляется в результате разности давлений между главными камерами и вторичной камерой, в извлечении оставшейся части смазочного масла, впрыскиваемого в главные камеры, для его направления к масляному резервуару и в направлении воздушно-масляной смеси, поступающей из вторичной камеры, к масляному сепаратору. Технический результат изобретения - повышение эффективности смазки подшипников без использования сложного оборудования. 3 н. и 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Коренная шейка содержит средство удержания уплотнительной втулки (200), охватывающей упомянутый вал. Средство удержания содержит сплошной радиальный кольцевой фланец, выполненный с входной стороны на аксиальной цилиндрической части шейки, и средства тангенциального блокирования. Сплошной фланец предназначен для аксиального упора в кольцевой радиальный фланец уплотнительной втулки. Средства тангенциального блокирования выполнены на выходной стороне аксиальной цилиндрической части шейки и предназначены для тангенциального блокирования уплотнительной втулки относительно коренной шейки. Узел включает в себя кольцевой радиальный фланец, содержащий смазочное кольцо, смазочное кольцо находится в поверхностном контакте с внутренней поверхностью шейки, которое своим входным краем аксиально упирается в радиальный кольцевой фланец аксиального упора, выполненный в шейке. Достигается ограничение износов за счет разнесения тангенциальных и аксиальных напряжений в коренной шейке. 4 н. и 18 з.п. ф-лы, 25 ил.
Наверх