Система компоновки узлов машины



Система компоновки узлов машины
Система компоновки узлов машины

 


Владельцы патента RU 2495257:

МИЦУБИСИ ХЭВИ ИНДАСТРИЗ КОМПРЕССОР КОРПОРЕЙШН (JP)

Два отдельных компрессора - компрессор стороны низкого давления и компрессор стороны высокого давления (11А, 11В) - расположены по обе стороны приводного узла - паровой турбины (10). С внешней стороны от компрессора стороны низкого давления и компрессора стороны высокого давления (11А, 11В) установлены два отдельных детандера - детандер стороны низкого давления и детандер стороны высокого давления (12A, 12В). Паровая турбина (10), компрессоры (11A, 11В) стороны низкого давления и стороны высокого давления и детандеры (12A, 12В) стороны низкого давления и стороны высокого давления соединены валами роторов, образующими единый вал. Оптимизируется распределение крутящего момента по валам роторов, повышается компактность, надежность и ремонтопригодность. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Область изобретения

Настоящее изобретение относится к системе компоновки узлов машины, например, компрессора или детандера.

Описание прототипа

Компрессор для сжатия определенного технологического газа и детандер для извлечения энергии путем утилизации выхлопного газа и т.п. после обработки можно соединить в единую кинематическую цепь на одном валу. В этом случае до сих пор применялись компрессоры и детандеры с зубчатой передачей (повышающей частоту вращения). Как показано на фиг.2, например, одна кинематическая цепь содержит компрессор, детандер и привод (см. патентный документ 1).

Линия (кинематическая цепь) машин, как показано на фиг.2, установлена на химическом заводе и содержит привод (паровая турбина и конденсатор) 100, (многоступенчатый) компрессор 101 с зубчатой передачей, мотор/генератор 102 и (многоступенчатый) детандер 103 с зубчатой передачей. Отдельные узлы соединены друг с другом и установлены на раме основания, т.е. на станине или столе 104. Под столом 104 установлено множество охладителей, конденсатор и другие приборы, необходимые для эксплуатации установки.

Эта линия машин может запускаться паровой турбиной 100, выступающей в качестве привода, если есть пар. В этом случае мотор/генератор 102 берет на себя функцию привода линии машин после синхронизации частоты вращения мотора. Детандер 103 высвобождает энергию только после начала химического процесса, и выхлопной газ или пар из процесса приводят в действие детандер. Таким образом, можно регенерировать часть энергии.

Такая линия машин также может запускаться мотором/генератором 102. Если пар генерируется только после запуска в результате текущего химического процесса, тогда паровая турбина в качестве привода 100 продолжает после пуска приводить в действие линию машин.

Патентные документы:

Патентный документ 1: JP-A-2006-200531 (стр.4, фиг.1).

Краткое описание изобретения

Согласно системе компоновки узлов машины по настоящему изобретению применяются компрессор одновальной многоступенчатой конструкции и детандер одновальной многоступенчатой конструкции, благодаря чему облегчается установка двух или более компрессоров и детандеров в конфигурации, не имеющей разрывов. В результате можно оптимизировать распределение крутящего момента (передаваемой мощности) по валам ротора и вращающиеся машины сделать более компактными. Кроме того, каждый узел одновальной многоступенчатой структуры в едином корпусе легко можно поддерживать в положении центра вала. Дополнительно, поскольку валы ротора составляют единый вал, этот вал можно легко регулировать.

Следовательно, можно создать систему компоновки узлов машины, которая упрощает компоновку компрессоров и детандеров и обладает высокой эффективностью для обеспечения надежности и ремонтопригодности всей машины.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - пояснительный чертеж системы компоновки узлов машины по варианту настоящего изобретения.

Фиг.2 - пояснительный чертеж известной системы компоновки узлов машины.

Описание предпочтительного варианта

Далее следует более подробное описание системы компоновки узлов машины по настоящему изобретению со ссылками на приложенные чертежи.

На фиг.1 показана система компоновки узлов машины по настоящему изобретению.

Как показано на фиг.1, по обе стороны от паровой турбины 10, являющейся приводным узлом, на столе 20 расположены два двухсекционных центробежных компрессора одновальной многоступенчатой конструкции, т.е. компрессор (узел) 11А стороны низкого давления и компрессор 11В (узел) стороны высокого давления. Аналогично, снаружи от этих компрессоров 11А и 11В расположены двухсекционные радиальные детандеры одновальной многоступенчатой конструкции, т.е. детандер (узел) 12А стороны низкого давления и детандер (узел) 12В стороны высокого давления.

Паровая турбина 10, компрессоры 11А и 11В стороны низкого давления и стороны высокого давления и детандеры 12А и 12В стороны низкого давления и стороны высокого давления соединены друг с другом валами роторов (см. штрихпунктирную линию на чертеже) соединенными через соответствующие муфты (не показаны), и образующими единый вал. Соответствующие валы роторов предназначены для оптимального распределения крутящего момента (передаваемой мощности).

Под столом 20 машины (строго говоря, внутри стола машины) непосредственно под паровой турбиной 10 и в направлении, перпендикулярном валам роторов, установлен трубчатый конденсатор (теплообменник) 13 для охлаждения пара, выходящего из паровой турбины 10, через который пропускают воду для конденсации пара. Непосредственно под соответствующими компрессорами 11А и 11В стороны низкого давления и стороны высокого давления установлены трубчатые охладители (теплообменники) 14а, 14b и 15а, 15b для газа, соответствующие двум секциям машины, которые ориентированы перпендикулярно относительно валов роторов.

Коробчатые теплообменники (предпочтительно, трубчатые охладители (теплообменники) газа) 16а, 16b и 17а, 17b, соответствующие двум секциям машины и обслуживающие детандеры 12А и 12В стороны низкого давления и стороны высокого давления, соответственно, расположены непосредственно под детандерами 12А и 12В стороны низкого давления и стороны высокого давления. Теплообменники 16а, 16b и 17а, 17b расположены тандемом и проходят перпендикулярно относительно валов роторов.

Благодаря вышеописанной конфигурации, когда от источника (не показан) пар подается на паровую турбину 10, компрессоры 11А и 11В стороны низкого давления и стороны высокого давления и детандеры 12А и 12В стороны низкого давления и стороны высокого давления, которые соединены с паровой турбиной валами роторов, образующих единый вал, приводятся во вращение.

Технологический газ, подаваемый на компрессор 11А стороны низкого давления, сжимается двумя секциями компрессора, и полученный сжатый газ от соответствующих секций охлаждается в охладителях 14а, 14b. Технологический газ, выходящий из компрессора 11А стороны низкого давления, подается на компрессор 11В стороны высокого давления. В этом компрессоре 11В стороны высокого давления технологический газ сжимается двумя секциями компрессора, и полученный из соответствующих секций сжатый газ охлаждается в охладителях 15а, 15b (см. трубопроводы, показанные на чертеже штрихпунктирными линиями). Технологический газ, выходящий из компрессора 11В стороны высокого давления, подается на соответствующие технологические установки.

Переработанный газ высокого давления, подаваемый на детандер 12В стороны высокого давления, всасывается и расширяется двумя секциями детандера для извлечения энергии, при этом расширенный газ из соответствующих секций используется как источник теплоты в теплообменниках 17а, 17b. Расширенный газ, выходящий из детандера 12В стороны высокого давления, подается на детандер 12А стороны низкого давления. В этом детандере 12А стороны низкого давления расширенный газ также всасывается и расширяется в двух секциях детандера для извлечения энергии. Обработанный таким образом расширенный газ охлаждается в теплообменниках 17а, 17b (см. трубопроводы, показанные на чертеже штрихпунктирными линиями).

В настоящем варианте, как описано выше, используются узлы компрессоров одновальной многоступенчатой конструкции и узлы детандеров одновальной многоступенчатой конструкции, благодаря чему облегчается соединение компрессоров 11А и 11В стороны низкого давления и стороны высокого давления и детандеров 12А и 12В стороны низкого давления и стороны высокого давления в конструкцию без разрывов, состоящую из двух или более узлов (в описанном варианте показаны два узла). В результате распределение крутящего момента (передаваемой мощности) по соответствующим валам роторов можно оптимизировать, и валы роторов и вращающиеся машины можно сделать компактными. Кроме того, каждый узел может иметь одновальную многоступенчатую конструкцию в едином корпусе, поэтому каждый узел легко поддерживается в положении центра вала. Дополнительно, поскольку валы ротора образуют единый вал, облегчаются проблемы регулировки положения вала.

Помимо этого, охладители 14а, 14b и 15a, 15b для компрессоров 11А и 11В стороны низкого давления и стороны высокого давления и теплообменники 16a, 16b и 17a, 17b для детандеров 12А и 12В стороны низкого давления и стороны высокого давления также компактны. Поэтому их всех можно эффективно разместить непосредственно под вращающимися машинами.

Следовательно, можно реализовать систему компоновки узлов машины, которая дополнительно упрощает компоновку узлов компрессоров и узлов детандеров и весьма эффективно обеспечивает надежность и ремонтопригодность всей машины.

Разумеется, настоящее изобретение не ограничивается описанным вариантом и в него могут быть внесены различные изменения и модификации, например, относящиеся к количеству компрессоров и детандеров (три и более узла), и количеству секций каждого компрессора и детандера, не выходящие за пределы изобретательской идеи.

Промышленная применимость

Система компоновки узлов машины по настоящему изобретению может применяться на химическом заводе и т.п., оснащенном компрессором для сжатия определенного технологического газа, и детандером для повторного использования энергии, утилизирующего выхлопные газы и т.п. после обработки.

Позиции на чертежах:

10 - паровая турбина

11А, 11В - компрессоры стороны низкого давления и стороны высокого давления

12А, 12В - детандеры стороны низкого давления и стороны высокого давления

13 - конденсатор

14а, 14b - охладители газа для компрессора стороны низкого давления

15а, 15b - охладители газа для компрессора стороны высокого давления

16а, 16b - теплообменники для детандера стороны низкого давления

17а, 17b - теплообменники для детандера стороны высокого давления.

20 - стол машины.

1. Система компоновки узлов машины, содержащая:
приводной узел;
узлы компрессоров, расположенные по обе стороны от приводного узла; и
узлы детандеров, расположенные снаружи от узлов компрессоров,
при этом каждый узел соединен с другим узлом валами роторов, образующими единый вал для оптимизации распределения крутящего момента на каждом валу ротора.

2. Система по п.1, в которой под столом машины, на котором установлены приводной узел, узлы компрессоров и узлы детандеров, непосредственно под соответствующими узлами расположены теплообменники соответствующих узлов.

3. Система по п.2, в которой по меньшей мере теплообменники приводного узла и узлов компрессоров расположены в направлении, перпендикулярном валам роторов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к энергетике, в частности к устройствам для выработки электроэнергии на тепловых электростанциях и автономно на предприятиях. .

Изобретение относится к энергетике, в частности к устройствам для выработки электроэнергии на тепловых электростанциях и автономно на предприятиях. .

Изобретение относится к энергетике, в частности к устройствам для выработки электроэнергии на тепловых электростанциях и автономно на предприятиях. .

Изобретение относится к энергетике, в частности к устройствам для выработки электроэнергии на тепловых электростанциях и автономно на предприятиях. .

Изобретение относится к энергетике, в частности к устройствам для выработки электроэнергии на тепловых электростанциях и автономно на предприятиях. .

Изобретение относится к энергетике, в частности к устройствам для выработки электроэнергии на тепловых электростанциях и автономно на предприятиях. .

Изобретение относится к энергетике, в частности к устройствам для выработки электроэнергии на тепловых электростанциях и автономно на предприятиях. .

Изобретение относится к энергетике, в частности к устройствам для выработки электроэнергии на тепловых электростанциях и автономно на предприятиях. .

Изобретение относится к энергетике, в частности к устройствам для выработки электроэнергии на тепловых электростанциях и автономно на предприятиях. .

Изобретение относится к энергетике. Паротурбинная установка, включающая котел, соединенный паропроводом с турбиной с подсоединенной к ней системой регенерации и конденсатором с конденсатосборником, соединенным трубопроводом с конденсатным насосом, второй котел, соединенный паропроводом со второй турбиной с подсоединенной к ней системой регенерации, причем выхлоп второй турбины соединен посредством трубопровода с установленной на нем задвижкой с бойлером нагрева конденсата, имеющим трубопроводы подвода и выхода воды, и с линией, с установленной на ней задвижкой, отбора пара на собственные и производственные нужды, при этом конденсатный насос соединен линиями с трубопроводом подвода воды к бойлеру второй турбины и с системой регенерации первой турбины, при этом на линии, соединяющей конденсатный насос с трубопроводом подвода конденсата к бойлеру второй турбины в месте соединения ее с системой регенерации первой турбины и на трубопроводе выхода воды из бойлера второй турбины в месте его соединения с трубопроводами системы регенерации первой турбины установлены двухпоточные клапаны, обеспечивающие постоянный расход конденсата в системе регенерации на переходных режимах работы. Изобретение позволяет обеспечить работу турбоустановок как раздельно, так и совместно при отсутствии потребителей тепла у второй турбины. 1 ил.

Изобретение относится к энергетике. Паротурбинная установка, включающая пароперегреватель котла, главный паропровод, соединяющий пароперегреватель котла с турбиной, содержащая байпасный трубопровод с установленным на нем редукционно-охладительным устройством, соединяющий главный паропровод с входом в конденсатор, паровое пространство которого разделено трубной системой на входную и выходную части. В месте соединения главного и байпасного трубопроводов расположен сепаратор твердых частиц, при этом на байпасном трубопроводе установлен сепаратор избыточной влаги, соединенный с выходной частью конденсатора посредством дренажного трубопровода с отделителем и накопителем шлама. Заявляемое изобретение устраняет возможность попадания избыточной влаги и окалины во входную часть парового пространства конденсатора, исключая влажно-паровую эрозию лопаток последних ступеней турбины, гидроабразивную эрозию стержневого каркаса и трубной системы конденсатора, а также износ насосного оборудования и засорение шламом дренажей и теплообменников ПТУ, повышая тем самым ее надежность и экономичность. 1 ил.

Изобретение относится к электроэнергетике. Минитеплоцентраль содержит замкнутый контур низкокипящего рабочего тела, состоящий из теплообменника, турбины, конденсатора и циркуляционного насоса, причем к его теплообменнику подключен гидравлический теплоаккумулятор, оснащенный теплоэлектронагревателем (ТЭНом), проточным теплонагревателем и двумя теплообменниками, один из которых соединен через электроклапан с магистральной сетью, а второй - с источником тепловой энергии, например, с выходной трубой котла на любом виде топлива, или с трубой сбросного технологического тепла. В зависимости от времени действия дешевого ночного тарифа таймер блока автоматики включает один из ТЭНов для зарядки теплоаккумулятора тепловой энергией. Разрядка его с выработкой электроэнергии осуществляется в дневное время. Изобретение позволяет обеспечить выравнивание графика нагрузки в электрических сетях. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к энергетике. Контур питания паром турбины, включающий в себя n основных паровых линий и n' линий подвода пара к турбине, причем количество n' линий подвода пара к турбине точно превышает количество n основных паровых линий, причём он содержит n прямых линий подвода пара к турбине, связывающих n основных паровых линий непосредственно с линиями подвода пара к турбине. Изобретение позволяет увеличить КПД турбины. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к энергетике. Конденсационная паротурбинная электростанция, содержащая котельную установку, производящую пар высоких параметров, паротурбинную установку, преобразующую теплоту пара в механическую энергию, и электрические устройства, обеспечивающие выработку электроэнергии потребителю, причём ороситель градирни содержит сложенные слоями параллельно друг другу трубчатые элементы из термопластичного материала с решетчатой стенкой, причем диаметр шаров на 5÷10% больше максимального размера ячейки решетчатой стенки трубчатых элементов, или выполнен в виде модуля из слоев полимерных ячеистых труб, трубы выполнены цилиндрическими, размещены во всех слоях параллельно друг другу и сварены по торцам модуля между собой в местах соприкосновения, трубы в модуле расположены наклонно, при этом полости каждой из труб и межтрубное пространство заполнено полыми полимерными шарами, причем диаметр шаров на 5÷10% больше максимального размера ячейки труб. Изобретение позволяет повысить экономичность тепловой электрической станции. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к энергетике. Система нагрева для водяного контура тепловой электростанции, содержащая: систему отбора для отбора воды из конденсатора, первый комплект теплообменников, содержащий, по меньшей мере, один теплообменник, вход для воды, упоминаемый как вход для воды, отобранной для нагрева, питаемый первой фракцией потока отобранной воды, поступающей из системы отбора, и, по меньшей мере, один вход для пара, предназначенного для нагрева отобранной воды, и второй комплект теплообменников, содержащий один теплообменник, смонтированный последовательно относительно входа для отобранной воды первого комплекта теплообменников, и один вход для пара, предназначенного для нагрева отобранной воды. Система нагрева дополнительно содержит охладитель конденсата. Также представлена тепловая электростанция, содержащая систему нагрева согласно изобретению. Изобретение позволяет оптимизировать энергетический баланс и в то же время гарантировать максимальный уровень безопасности для турбины, минимальный уровень обслуживания и возможность обеспечения наилучшего химического качества питательной воды. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к энергетике, в частности к установкам для выработки электроэнергии на тепловых электростанциях и для автономного энергоснабжения различных объектов. Парогазовая установка содержит высоконапорную камеру сгорания (8), условно разделенную на парогазовую полость (9) с перегородками, образующими ряд камер (10), и жидкостную полость (11) с регенератором (12). Корпус парогазовой установки выполен цилиндрической формы и установлен на амортизаторы (13). Также корпус имеет демпферные полости (15), образованные между двояковыгнутыми стенками его крышки (16) и днища (17), которые полой стойкой(19) с компенсатором связаны и сообщены между собой. Демпферные полости (15) через компенсирующее окно (20) во внутренней стенке крышки (16) сообщены с парогазовой полостью (9). Также парогазовая установка содержит компрессор (1), электрогенератор (2), турбину (3), экономайзер (4), конденсатор (5), питательный насос (6) и устройство топливоподачи (7). Корпус высоконапорной камеры сгорания (8) выполнен с возможностью амортизации и установлен в каркасе (14) на амортизаторах (13). Двояковыгнутые стенки крышки (16) и днища (17) корпуса, внутри демпферных полостей (15) выполнены тягой (18) с компенсатором температурных расширений, связанными между собой. Изобретение позволяет повысить надежность, безотказность и эффективность установки в эксплуатации. 1 ил.

Изобретение относится к энергетике. Термодинамический цикл насыщенного пара или слабо перегретого пара для электростанции, содержащей по меньшей мере один ядерный источник энергии и турбину, имеющую один модуль высокого давления, один модуль среднего давления и один модуль низкого давления, при этом пар протекает последовательно через модули высокого давления, среднего давления и низкого давления. Пар подвергается воздействию первого цикла осушения и перегрева между модулями высокого давления и среднего давления, а также второго цикла, содержащего один процесс осушения между модулем среднего давления и модулем низкого давления. Также представлена электростанция для осуществления термодинамического цикла согласно изобретению. Изобретение позволяет оптимизировать термодинамический цикл насыщенного пара или слабо перегретого пара. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области энергетики, а именно к области использования солнечной энергии, и может быть применено при генерировании электрического тока с использованием энергии солнечного излучения в качестве источника теплового излучения. Солнечная энергетическая установка включает, по меньшей мере, один коллектор, теплоакуммулятор кратковременного хранения тепловой энергии, парогенератор, паровую турбину, конденсатор, причем теплоакуммулятор кратковременного хранения тепловой энергии заполнен высокотемпературной жидкостью, при этом установка включает первый замкнутый циркуляционный контур с высокотемпературным теплоносителем, в который последовательно включены коллектор и теплоакуммулятор кратковременного хранения тепловой энергии, причем первый контур содержит теплообменник, расположенный в теплоакуммуляторе кратковременного хранения тепловой энергии, второй замкнутый циркуляционный контур с высокотемпературной жидкостью, в который последовательно включены теплоакуммулятор кратковременного хранения тепловой энергии и парогенератор, причем второй контур содержит два теплообменника, расположенные, соответственно, в теплоакуммуляторе кратковременного хранения тепловой энергии и в парогенераторе, заполненном высокотемпературной жидкостью, третий замкнутый циркуляционный контур с низкокипящим рабочим веществом. Техническим результатом изобретения является увеличение эффективности преобразования солнечной энергии. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к способам выработки электроэнергии. Способ выработки электроэнергии путем сжигания углеродосодержащих топлив и захвата CO2, в котором рециркулируемую охлаждающую воду из охладителя прямого контакта в трубе (16) рециркуляции охлаждают в теплообменнике (17), который расположен в трубе (16) рециркуляции. В трубу (16) подают охлаждающую воду и отводят соответственно через трубы (70, 70') рециркуляции воды, соединенные с теплообменником (17). Воду, отводимую из теплообменника (17) через линию (70') рециркуляции, дросселируют через клапан (73) дросселирования и расширительный бак (74). Воду из расширительного бака (74) отводят через линию (78) для рециркуляции воды в качестве промывочной воды в охладитель прямого контакта отгоночной колонны (66). Пар в отгоночном баке вводят в качестве дополнительного отгоночного пара испарения в отгоночную колонну через линию (77) для пара, соединенную с расширительным баком (74). Технический результат заключается в обеспечении максимального вывода тепла. 1 з.п. ф-лы, 5 ил., 2 табл.
Наверх