Электростанция с комбинированным циклом

Авторы патента:

ЗАКМАНН, Ханс-Юрген (DE)

БОТЦ, Кристиан Йоахим (CH)

ЛЕОНЕ, Джованни (CH)

НИЛЬСЕН, Хенрик (CH)

F01D25/24 - кожухи (модифицированные для прогрева или охлаждения F01D 25/14); конструктивные элементы кожухов, например диафрагмы, детали крепления (кожухи для двигателей и других машин вообще F16M)

Владельцы патента RU 2623568:

Дженерал Электрик Текнолоджи ГмбХ (CH)

Изобретение относится к электростанции с комбинированным циклом. Электростанция содержит системы газовой и паровой турбины, выполненные на едином валу и объединенные с теплоэлектростанцией, имеющей потребитель тепла в виде системы централизованного отопления или промышленного предприятия, и по меньшей мере один отбор пара в паровой турбине среднего давления и трубопроводы отбора пара. Отбор пара расположен в верхней полуоболочке кожуха турбины. Трубопроводы ведут отобранный пар к теплообменникам теплоэлектростанции. Выпускные отверстия отбора пара выполняют либо отдельно, либо около наивысшей точки кожуха, либо в парах на той и другой стороне от наивысшей точки кожуха. В результате обеспечивается возможность монтажа на полу одновальной электростанции с комбинированным циклом. 11 з.п. ф-лы, 5 ил.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к электростанции с комбинированным циклом, содержащей газовую и паровую турбины и парогенератор с рекуперацией тепла, и, в частности, к электростанции с комбинированным циклом, объединенной с теплоэлектростанцией и/или системой централизованного отопления посредством отбора пара. Изобретение относится, в частности, к устанавливаемому на полу, одновальному исполнению генератора и газовой и паровой турбины.

Уровень техники

Тепловые электростанции, имеющие паровую турбину, часто оснащают отбором пара, который обеспечивает тепловую энергию, чтобы обслуживать другую установку, такую как промышленное предприятие или система централизованного отопления.

Например, в документе US 4492084 раскрыта электростанция, содержащая паровые турбины и отбор пара, выполненный в перепускной трубе, ведущей от выхлопной трубы паровой турбины среднего давления к впускному отверстию паровой турбины низкого давления. Отбираемый пар используют для удаленной отопительной системы, имеющей теплообменник и резервуар, который обеспечивает тепло во время периодов времени пиковых электрических нагрузок и пониженного потока в отборе пара. Кроме того, удаленная отопительная система содержит трубопроводы для рециркуляции нагревающей среды от резервуара до теплообменника для повторного нагрева.

Документ US 2008/0010968 раскрывает тепловую электростанцию, содержащую множественные паровые турбины на едином валу и отбора пара в выхлопных трубах двух двухпоточных паровых турбин среднего давления, выполненных параллельно. Отборы пара соединяют с двумя теплообменниками, выполненными последовательно в удаленном отопительном контуре. Расположение обеспечивает возможность безопасного управления большими объемами потока греющего пара.

В электростанциях, как описано выше, отборы пара обычно выполняют из соображений большей устойчивости и безопасности у основания паровых турбин, которое находится у нижней полуоболочки кожуха.

Сущность изобретения

Целью этого изобретения является обеспечение электростанции с комбинированным циклом с отбором пара для объединения с теплоэлектростанцией или системой централизованного отопления, которая улучшена по сравнению с электростанциями с комбинированным циклом этого типа предшествующего уровня техники.

Электростанция с комбинированным циклом содержит газовую турбину и паровые турбины, выполненные на едином валу для приведения в действие генератора. Паровые турбины приводятся в действие паром, генерируемым в парогенераторе с рекуперацией тепла, использующем тепловую энергию горячих газов, выпущенных газовой турбиной. Некоторые паровые турбины содержат, по меньшей мере, турбину высокого давления, турбину среднего давления и турбину низкого давления, выполненные на едином валу. Паровая турбина среднего давления содержит один или более отборов пара, от которых пар направляют к теплоэлектростанции, системе централизованного отопления или промышленному предприятию, содержащему потребитель тепла.

В соответствии с изобретением, одновальная электростанция является устанавливаемой на полу, и отборы пара паровой турбины среднего давления выполнены наверху кожуха турбины или, другими словами, в верхней полуоболочке ее кожуха.

Термин «устанавливаемая на полу» означает, что опорные плиты, на которых установлены основные турбомашины, то есть система газовой турбины, система паровых турбин и единственный генератор, выполнены прямо на основании. Основание является полом здания электростанции или ее фундаментом. Нет никаких подкладок, подвески или пружин, необходимых или выполненных между основными турбомашинами и основанием. Опорная плита обычно является массивным бетонным блоком. Его земельная площадь имеет размеры, чтобы поддерживать соответствующие турбомашины. Высоты опорных плит одной одновальной энергоустановки имеют размеры такие, чтобы сумма высоты опорной плиты и высоты от крепления основания до оси соответствующих турбомашин, подлежащих укреплению на каждой опорной плите, была постоянной. В результате ось всех турбомашин энергоустановки можно выравнивать на одном уровне.

Один или более отборов пара предназначены и выполнены с возможностью отбора любой части пара турбины среднего давления, вплоть до всего пара турбины, и направления его в один или более теплообменников, выполненных с возможностью нагрева теплообменной среды посредством отбираемого пара. Отбор тепла можно регулировать, регулируя поток отбора пара. Для обеспечения возможности регулирования потока отбора пара, в трубах отбора пара выполнены клапаны регулирования. Для обеспечения монтируемой на полу установки, трубы отбора пара, а также клапаны регулирования выполняют выше, чем ось вращения одновальной энергоустановки. Для работы клапанов регулирования потока, система дренажа также выполнена в поднятом местоположении выше оси вращения одновальной энергоустановки.

Теплообменники выполнены в системе централизованного отопления, промышленном предприятии или теплоэлектростанции, которые способны работать от тепловой энергии, обеспеченной теплообменной средой, нагретой отбираемым паром в теплообменниках.

В одном варианте осуществления обходной трубопровод обеспечен пропускной способностью, которая достаточна для перепуска общего весового расхода пара, произведенного парогенератором с рекуперацией тепла к первому теплообменнику и/или второму теплообменнику в случае, если паровая турбина не функционирует. Это обеспечивает возможность независимой работы системы газовой турбины, что улучшает операционную гибкость электростанции.

В одном варианте осуществления обратный клапан выполняют в трубопроводе отбора пара в поднятом местоположении выше оси вращения единого вала. Обратный клапан используют для обеспечения сохранения работы паровой турбины во время работы паровой турбины без отбора пара. Когда подача пара паровых обменников будет отключена, например, из-за отказа регулятора уровня централизованного обогревателя, клапаны регулирования будут закрыты. Обратные клапаны также будут закрыты и предотвратят любой обратный поток, таким образом обеспечивая возможность безопасной работы паровой турбины без отбора пара.

В дополнительном варианте осуществления для улучшения операционной гибкости установки, отбор пара можно также выполнить в качестве обходного трубопровода вокруг системы паровой турбины. Такой трубопровод отбора пара имеет пропускную способность, которая достаточна, чтобы брать топливный весовой расход пара в случае, если паровая турбина опорожнится, чтобы обеспечить возможность независимой работы системы газовой турбины от паровой турбины. Для режима обхода пар подают прямо от главного парового трубопровода прежде в теплообменники.

В варианте осуществления изобретения отборы пара выполнены в парах в верхней полуоболочке кожуха турбины и в положении выбранной ступени паровой турбины среднего давления. Два отбора каждой пары отбора помещают на той и другой стороне от наивысшей точки кожуха. Такие пары отборов можно выполнять в одном или более положениях или ступенях в паровой турбине среднего давления, например, в конечной ступени или в промежуточной ступени турбины. В зависимости от отобранного объема пара, пары отборов или однократные отборы могут быть более предпочтительными. В дополнительном варианте осуществления изобретения только один отбор выполняют на выбранной ступени турбины, где этот отбор помещают в наивысшую точку или около наивысшей точки верхней полуоболочки кожуха турбины.

В случае двухпоточной паровой турбины среднего давления один или более отборов пара выполняют на обоих потоках турбины, где в каждом потоке либо однократный отбор, либо пара отборов выполнены в верхней полуоболочке кожухов.

Расположение отбора пара в верхней половине турбины среднего давления облегчает установку турбин на полу, которая приводит к конкретным преимуществам электростанции в целом. По сравнению с электростанциями с комбинированным циклом в многовальном и установленном на столе исполнении, одновальное и установленное на полу исполнение электростанции в соответствии с изобретением обеспечивает возможность, в частности, эффективной по стоимости и занимаемому пространству реализации. Конкретно, требуемую высоту машинного зала для электростанции можно значительно уменьшить.

В варианте осуществления изобретения паровой конденсатор с водяным охлаждением выполняют в поперечной конфигурации относительно паровой турбины низкого давления, таким образом, избегая необходимости полости для вертикально выполненного конденсатора.

Электростанция с комбинированным циклом в соответствии с изобретением обеспечивает возможность работы электростанции с более высокой эффективностью по сравнению с электростанциями этого типа предшествующего уровня техники, и с частичной нагрузкой, а также при работе с полной нагрузкой. Благодаря одновальному исполнению, более крупногабаритный и более эффективный генератор можно приводить в действие, тогда как, напротив, при многовальном исполнении газовая турбина и паровая турбина, каждая, приводит в действие генератор, который является меньшим по габаритам и менее эффективным. Кроме того, одновальное и устанавливаемое на полу исполнение обеспечивает более легкое и более экономичное техническое обслуживание.

Чтобы обеспечить возможность регулирования отбираемого потока пара, трубопроводы отбора наверху паровой турбины среднего давления содержат дроссельные клапаны и/или обратные клапаны.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 показывает схематичное изображение примерного варианта осуществления электростанции с комбинированным циклом в соответствии с изобретением.

Фиг. 2 показывает вид сбоку электростанции с комбинированным циклом в соответствии с изобретением и, в частности, размещение отборов пара в паровой турбине среднего давления.

Фиг. 3 показывает вид сверху горизонтальной секции отборов пара в верхней полуоболочке кожуха паровой турбины среднего давления.

Фиг. 4 показывает меридиональный разрез паровой турбины среднего давления фиг. 3.

Фиг. 5 показывает продольный разрез паровой турбины среднего давления в соответствии с V-V на фиг. 4.

Одинаковые ссылочные позиции на различных чертежах относятся к аналогичным элементам.

Лучшие способы выполнения изобретения

На фиг. 1 показана электростанция 1 с комбинированным циклом, выполненная на едином валу 2, на котором выполнены система GT газовой турбины и система ST паровой турбины, приводящие в действие генератор G. Электростанция 1 объединена с теплоэлектростанцией 100, например, промышленным предприятием, или централизованной отопительной системой 100, включающей в себя потребитель 30 тепла. Тепло обеспечено потребителю тепла посредством отборов пара от системы ST паровой турбины и одного или более теплообменников 31 и 32.

Система GT газовой турбины включает в себя, например, компрессор 3, камеру 4 сгорания и расширительную турбину 5, от которой отработавшие газы направляются к парогенератору H с рекуперацией тепла (не показан). Система ST паровой турбины, которую приводит в действие пар, генерируемый в парогенераторе H, содержит паровую турбину 6 высокого давления, паровую турбину 7 среднего давления и двухпоточную паровую турбину 8 низкого давления.

Пар, расширенный и выпущенный паровой турбиной низкого давления, направляется к конденсатору C, от которого конденсат и питательная вода рециркулируют к парогенератору H, таким образом, завершая пароводяной цикл электростанции.

Паровую турбину 7 среднего давления приводят в действие паром, подогретым в парогенераторе H и направляемом к турбине посредством трубопровода 9, факультативно также трубопровода 10. Пары отборов пара выполняют в паровой турбине 7 среднего давления, например, отборы 12a и 12b пара, выполненные в промежуточной ступени этой паровой турбины 7, и отборы 11a и 11b пара, выполненные на последней ступени турбины 7 среднего давления. Нагревающая среда теплоэлектростанции 100 направляется от потребителя 30 тепла через трубопровод 30', чтобы подогреваться в первом и втором теплообменниках 31 и 32 соответственно, которые выполнены последовательно. Затем пар направляется через трубопровод 30" к потребителю 30 тепла. Отбираемый пар из отборов 11a, b на последней ступени турбины 7 направляется к первому теплообменнику 31, где пар из отборов 12a и b в промежуточной ступени турбины 7 направляется ко второму теплообменнику 32.

Поток пара через трубопроводы 11a и b отбора регулирует на каждом трубопроводе дроссельный клапан 11', где давление потока пара регулируется в соответствии с эксплуатационными требованиями теплообменника 31, например, давлением пара приблизительно 1 бар. Дроссельный клапан 11" выполнен на трубопроводе 11c, ответвляющемся от трубопровода 11a, b отбора к впускному отверстию паровой турбины 8 низкого давления, где этот клапан 11" может увеличивать давление пара до 2 бар.

Точно так же поток пара через трубопровод 12a, b отбора регулируют посредством дроссельного клапана 12' в соответствии с требованиями теплообменника 32.

Клапаны 11', 11", 12' действуют, чтобы регулировать поток пара к теплообменникам 31 и 32 и паровой турбине низкого давления в зависимости от потребностей тепловой энергии в теплоэлектростанции 100 и нагрузки электростанции. В случае полного отбора пара турбина низкого давления работает с минимальным потоком пара, достаточным, чтобы обеспечивать возможность только охлаждения турбины.

Клапаны обеспечивают возможность управления степенью отбора в пределах от отбора нулевого процента и полной работы паровой турбины низкого давления до работы электростанции с полным отбором пара от паровой турбины среднего давления, чтобы эксплуатировать теплоэлектростанцию. В таком случае турбина низкого давления работает только с минимальной нагрузкой охлаждения.

Электростанция 1 в соответствии с изобретением, как показано на фиг. 2, включает в себя систему GT газовой турбины и паровую турбину ST, выполненные на едином валу 2, на котором вращается единственный генератор G. Все элементы установки устанавливают на уровне FL пола. Каждое главное оборудование турбомашин устанавливают на полу FL или опорной плите, которая выполнена прямо на основании. В показанном примере система GT газовой турбины установлена на опорной плите 23, генератор G установлен на опорной плите 24, паровая турбина 6 высокого давления установлена на опорной плите 25 и паровая турбина 7 среднего давления установлена на опорной плите 26. Паровая турбина 8 низкого давления установлена прямо на полу FL электростанции 1 с комбинированным циклом, который в этом случае является достаточно прочным фундаментом. Обычно также паровую турбину 8 низкого давления устанавливают на опорной плите. Дополнительно, эта компоновка позволяет расположить конденсатор C паровой турбины 8 низкого давления на том же уровне, что и паровая турбина 8 низкого давления на основании электростанции 1 с комбинированным циклом. Таким образом, подземного размещения можно избежать, что приводит к значительному снижению производственных затрат. Расположение трубопровода отбора пара в паровой турбине 7 среднего давления показано более подробно, в частности, их расположение в верхней полуоболочке 7' паровой турбины 7, которое облегчает монтаж на полу электростанции. Первое переходное устройство 21 выполняют на последней ступени турбины 7 и в верхней полуоболочке 7' кожуха турбины, где переходное устройство вмещает пару двух паровых выпускных отверстий через кожух, или отборы, как они были обозначены 11a и 11b на фиг. 1. Два паровых выпускных отверстия выполняют по обе стороны от наивысшей точки кожуха 7'. Единая паровая труба 11 ведет от переходного устройства 21 и к первому теплообменнику 31. На уровне паровой турбины 8 низкого давления, трубопровод 11c ведет от трубопровода 11 и к впускному отверстию турбины 8 низкого давления. (Клапаны регулирования паровой турбины не показаны на этой фигуре). Позади по ходу направления движения к паровой турбине 8 низкого давления клапан 12' регулирования потока выполнен в трубе 11 отбора пара, которая позволяет регулирование отбора пара к первому теплообменнику 31. Подобно трубе 11 отбора пара непосредственно клапан 12' регулирования потока выполнен выше вала 2. Для безопасной кратковременной работы обратный клапан 14' также выполнен в трубе 11 отбора пара.

В примерном варианте осуществления, показанном на фиг. 2, в промежуточной ступени турбины 7 выполнено второе переходное устройство 22, которое содержит вторую пару отборов, обозначенных ссылочными позициями 12a и 12b на фиг. 1, пару выпускных отверстий для пара через кожух турбины. Выпускные отверстия для пара снова выполнены на той и другой стороне от наивысшей точки верхней полуоболочки 7' кожуха турбины. Единая паровая труба ведет от переходного устройства 22, вмещая объем пара, выпущенного турбиной 7 в промежуточной ступени, и отводит его ко второму теплообменнику 32. Клапан 11' регулирования потока выполнен в трубе 12 отбора пара, и этот клапан обеспечивает возможность регулирования отбора пара к теплообменнику 32. Подобно трубе 12 отбора пара сам клапан 12' регулирования потока выполнен выше вала 2.

Дополнительно, системы 13', 13" дренажа отбора пара выполнены в клапанах 11', 12' регулирования потока и обратном клапане 14'. Предпочтительно системы 13', 13" дренажа также выполняют выше вала 2.

На примерных вариантах осуществления показаны две пары отборов пара на различных ступенях паровой турбины среднего давления. Вариант осуществления только с одной парой отборов также возможен, в зависимости от потребностей теплоэлектростанции. В варианте изобретения отбор пара можно осуществить посредством только трубопровода отбора, вместо пары отборов, по меньшей мере для отбора в промежуточной ступени турбины, где объем потока пара может быть вмещен единственным трубопроводом.

Фиг. 3 показывает вариант осуществления паровых выпускных отверстий в кожухе паровой турбины 7 среднего давления для отбора пара. Пример показывает расположение пары выпускных отверстий 11a и b отборов в заключительной ступени турбины и второй пары выпускных отверстий 12a и b отборов в промежуточной ступени турбины. Они оба выполнены симметрично относительно наивысшей точки полуоболочки кожуха.

На фиг. 4 показан отбор 12a в промежуточной ступени и отбор 11a в заключительной ступени турбины 7, каждый выполнен около наивысшего положения кожуха. Точно так же на фиг. 5 показан пример пары отборов 11a и 11b в симметричном расположении в заключительной ступени турбины.

Список ссылочных позиций

1 - электростанция с комбинированным циклом

2 - вал

3 - компрессор газовой турбины

4 - камера сгорания газовой турбины

5 - расширительная газовая турбина

6 - паровая турбина высокого давления

7 - паровая турбина среднего давления

8 - паровая турбина низкого давления

9 - подводящий трубопровод пара

10 - подводящий трубопровод пара

11 - трубопровод отбора пара

11a, b - выпускное отверстие отбора пара

11c - паровая перепускная труба к паровой турбине низкого давления

11', 11ʺ - клапан регулирования потока

12a - выпускное отверстие отбора пара

12b - выпускное отверстие отбора пара

12' - клапан регулирования потока

12 - паровой трубопровод

13', 13" - система дренажа отбора пара

14' - обратный клапан

15 - обводной трубопровод

21 - первое переходное устройство в заключительной ступени турбины

22 - второе переходное устройство в промежуточной ступени турбины

23 - опорная плита газовой турбины

24 - опорная плита генератора

25 - опорная плита паровой турбины высокого давления

26 - опорная плита паровой турбины среднего давления

30 - потребитель тепла

30' - трубопровод от потребителя тепла

30ʺ - трубопровод к потребителю тепла

31 - первый теплообменник

32 - второй теплообменник

100 - теплоэлектростанция, система централизованного отопления

H - парогенератор с рекуперацией тепла

C - конденсатор

FL - уровень пола

GT - система газовой турбины

ST - система паровой турбины

G – генератор.

1. Электростанция (1) с комбинированным циклом, содержащая систему (GT) газовой турбины и систему (ST) паровой турбины, выполненные на едином валу (2), и единственный генератор (G), причем система (ST) паровой турбины содержит по меньшей мере турбину (6) высокого давления, турбину (7) среднего давления и турбину (8) низкого давления,

при этом электростанция (1) выполнена с возможностью соединения с теплоэлектростанцией, системой централизованного отопления или промышленным предприятием (100), содержащим потребитель (30) тепла, посредством трубопроводов (11, 12) отбора пара, направленных от паровой турбины (7) среднего давления к теплоэлектростанции, системе централизованного отопления или промышленному предприятию (100),

отличающаяся тем, что

она расположена на едином валу (2) с опорными плитами (23, 24, 25, 26), которые расположены непосредственно на основании электростанции (1), и непосредственно на которых установлены система (GT) газовой турбины, система (ST) паровой турбины и единственный генератор (G), при этом

паровая турбина (7) среднего давления содержит по меньшей мере один отбор (11а, b, 12а, b) пара, который расположен в верхней полуоболочке (7') кожуха турбины, с клапанами (11', 12') регулирования потока, выполненными на трубопроводах (11, 12) отбора пара с возможностью обеспечения регулирования потока отбора пара, причем трубопроводы (11, 12) отбора пара и клапаны (11', 12') регулирования потока выполнены выше, чем ось вращения единого вала (2), для обеспечения возможности установки турбомашин на опорных плитах (23, 24, 25, 26), при этом трубопроводы (11, 12) отбора пара направлены к по меньшей мере одному теплообменнику (31, 32), выполненному с возможностью нагрева теплообменной среды теплоэлектростанции, системы централизованного отопления или промышленного предприятия посредством отобранного пара.

2. Электростанция (1) с комбинированным циклом по п. 1, отличающаяся тем, что

по меньшей мере один отбор (11а, b, 12а, b) пара в паровой турбине (7) среднего давления сформирован и выполнен с возможностью отбора любой части потока пара турбины (7) среднего давления, вплоть до всего потока пара турбины (7) среднего давления.

3. Электростанция (1) с комбинированным циклом по п. 2, отличающаяся тем, что

отборы (11а, b, 12а, b) пара в паровой турбине (7) среднего давления расположены попарно в верхней полуоболочке (7') кожуха турбины на данной ступени паровой турбины (7) среднего давления, при этом два индивидуальных отбора (11а, b, 12а, b) из пары отборов размещены по обе стороны от наивысшей точки верхней полуоболочки (7') кожуха паровой турбины (7) среднего давления.

4. Электростанция (1) с комбинированным циклом по п. 2, отличающаяся тем, что

один отбор пара расположен на данной ступени паровой турбины (7) среднего давления в наивысшей точке или около наивысшей точки верхней полуоболочки (7') кожуха турбины.

5. Электростанция (1) с комбинированным циклом по п. 2, отличающаяся тем, что

паровая турбина среднего давления выполнена двухпоточной паровой турбиной, и по меньшей мере один отбор пара размещен на обоих потоках турбины, причем в каждом потоке либо единственный отбор пара, либо пара отборов пара расположены в верхней полуоболочке кожухов.

6. Электростанция (1) с комбинированным циклом по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена

паровым конденсатором (С) с водяным охлаждением, расположенным поперечно относительно паровой турбины (8) низкого давления.

7. Электростанция (1) с комбинированным циклом по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена

паровым конденсатором (С) с водяным охлаждением, расположенным на том же уровне над основанием, что и паровая турбина (8) низкого давления.

8. Электростанция (1) с комбинированным циклом по п. 1, отличающаяся тем, что

трубопроводы (11, 12) отбора от паровой турбины (7) среднего давления содержат дроссельные клапаны и/или обратные клапаны (11', 11ʺ, 12').

9. Электростанция (1) с комбинированным циклом по п. 1, отличающаяся тем, что

система (GT) газовой турбины и система (ST) паровой турбины приводят в действие единственный генератор (G).

10. Электростанция (1) с комбинированным циклом по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена

обратным клапаном (14'), выполненным в трубопроводе (11, 12) отбора пара выше оси вращения единого вала (2).

11. Электростанция (1) с комбинированным циклом по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена

системой (13', 13ʺ) дренажа для клапана (11', 12') регулирования потока и/или обратного клапана (14'), расположенной выше оси вращения единого вала (2).

12. Электростанция (1) с комбинированным циклом по одному из пп. 1-11, отличающаяся тем, что она снабжена

обходным трубопроводом для перепуска общего весового расхода пара, созданного парогенератором (Н) с рекуперацией тепла к первому теплообменнику (31) и/или второму теплообменнику (32) при не функционировании паровой турбины (ST) для обеспечения возможности независимой работы системы (GT) газовой турбины.

Изобретение относится к энергетике. Узел турбины содержит первую неподвижную конструкцию и вторую неподвижную конструкцию, расположенную радиально снаружи относительно первой неподвижной конструкции.

Сектор лопаток статора, статор осевой турбомашины, осевая турбомашина // 2619914

Сектор лопаток статора для прикрепления к корпусу осевой турбомашины содержит несколько лопаток с платформами, соединенных таким образом, чтобы описывать дугу окружности, и с аэродинамическим профилем, выступающим из внутренней поверхности каждой платформы и направленным к центру дуги окружности, описанной платформами.

Корпус с гранями для компрессора осевой турбомашины // 2614303

Настоящее изобретение относится к наружному корпусу из композиционного материала для компрессора осевой турбомашины, при этом корпус содержит в целом круглую стенку с матрицей и волокнистым элементом жесткости.

Осевая турбина газотурбинного двигателя // 2613104

Осевая турбина газотурбинного двигателя содержит наружный корпус с установленными в нем неподвижными лопатками и надроторными вставками, образующими с корпусом по меньшей мере одну полость наддува, соединенную с системой подвода охлаждающего воздуха, ротор с рабочими лопатками, имеющими профильную часть, ограниченную вогнутой и выпуклой поверхностями.

Осевая турбомашина и корпус из композиционного материала для осевой турбомашины // 2611914

Группа изобретений относится к наружному корпусу из композиционного материала для осевой турбомашины. Корпус из композиционного материала для осевой турбомашины содержит круглую стенку, содержащую матрицу и сплетенный волокнистый элемент жесткости (40).

Статорное колесо турбинного двигателя и турбина или компрессор, содержащие такое статорное колесо // 2611539

Статорное колесо турбинного двигателя содержит множество лопаток и металлическое сборочное кольцо. Каждая из лопаток содержит внутреннюю платформу, наружную платформу, имеющую крепежные лапки снаружи, и по меньшей мере одну аэродинамическую поверхность, продолжающуюся между внутренней и наружной платформами.

Корпус вентилятора авиационного двигателя // 2611137

Изобретение относится к области авиационного машиностроения и может быть использовано при проектировании, изготовлении и эксплуатации турбореактивного авиационного двигателя.

Устройство для присоединения реверсивного устройства к переднему корпусу двигателя // 2605160

Изобретение относится к двигателестроению, а именно к реверсивным устройствам газотурбинных двигателей. Устройство для присоединения реверсивного устройства к переднему корпусу двигателя включает «пушечный» замок с подвижным кольцом.

Разблокируемое устройство для стопорения в осевом направлении уплотнительного кольца, с которым рабочее колесо ротора модуля турбомашины летательного аппарата осуществляет контакт // 2604475

Изобретение относится к энергетике. Устройство для стопорения в осевом направлении уплотнительного кольца, выполненного из истираемого материала и находящегося в контакте с периферией ротора модуля турбомашины летательного аппарата.

Турбина и корпус турбины // 2603885

Изобретение относится к энергетике. Корпус турбины содержит несколько дугообразных сегментов, имеющих фланец на каждом боковом конце для соединения с фланцем соседнего дугообразного сегмента.

Конструкция болтового крепления и турбомашина с использованием этой конструкции // 2624726

Изобретение относится к конструкции узла с болтовым креплением в турбомашине и к турбомашине и направлено на уменьшение осевого усилия на болт. Конструкция болтового крепления включает в себя первый элемент, имеющий болтовое отверстие; второй элемент, имеющий участок с внутренней резьбой; болт, вставляемый в болтовое отверстие и в участок с внутренней резьбой для крепления первого элемента и второго элемента одного к другому; и гайку, размещаемую на первом элементе, имеющую выпуклый участок, выступающий в сторону второго элемента. Если считать продольное направление болта осевым направлением, то площадь сечения выпуклого участка гайки, перпендикулярного к осевому направлению, превышает площадь сечения болта, перпендикулярного к осевому направлению. Второй элемент имеет болтовое отверстие, выполненное на участке с внутренней резьбой со стороны первого элемента, и длина этого болтового отверстия превышает длину выступания выпуклого участка гайки. 5 н. и 5 з.п. ф-лы, 9 ил.

Послеотборная ступень паровой турбины // 2630951

Изобретение относится к области энергетического машиностроения и может быть использовано при конструировании и изготовлении паровых турбин для тепловых и атомных электростанций. Послеотборная ступень паровой турбины содержит лопатки соплового аппарата, тело диафрагмы, внешний обвод соплового аппарата, рабочие лопатки и диск рабочего колеса. Внешний обвод диафрагмы смещен в направлении корневого диаметра послеотборной ступени на величину Δ относительно внутреннего диаметра корпуса цилиндра паровой турбины в области расположения рабочих лопаток предотборной ступени, величину смещения Δ для необандаженных предотборных ступеней выбирают равной: а для предотборных ступеней с бандажом рабочих лопаток: , где ΔGот - абсолютная величина расхода пара в регенеративный подогреватель, Gz - расход пара через предотборную ступень, - длина рабочих лопаток предотборной ступени, Δδ - толщина бандажа рабочих лопаток предотборной ступени, K1=1,1÷1,15 - коэффициент, учитывающий сопротивление линии регенеративного отбора. Достигается повышение эффективности послеотборной ступени, вибрационной надежности ротора паровой турбины, а также уменьшение гидравлического сопротивления тракта проточная часть-отборный патрубок. 2 ил.

Направляющий аппарат компрессора для турбомашины // 2631585

Разделенный на сектора направляющий аппарат компрессора турбомашины содержит скрепленные сектора, образующие внешнее и внутреннее концентрические кольца, между которыми размещены лопатки. Внешнее кольцо снаружи снабжено средством крепления с внешним корпусом и содержит боковую стенку, проходящую между передней и задней сторонами внешнего кольца. Средство крепления смещено в осевом направлении относительно задней стороны внешнего кольца и содержит, относительно направления потока, проходящего через лопатки, либо передний и задний угловые периферические выступающие края зацепления, либо кольцевой фланец. Передний угловой периферический выступающий край зацепления расположен на уровне передней стороны внешнего кольца упомянутых секторов, а задний угловой периферический выступающий край зацепления смещен от задней стороны внешнего кольца. Задний угловой периферический выступающий край зацепления и конец заднего углового края зацепления расположены посередине лопаток между их передними и задними кромками. Передний и задний угловые периферические края зацепления выполнены с возможностью заходить в пазы удерживания внешнего корпуса. Кольцевой фланец предусмотрен по периферии внешнего кольца и расположен над лопатками между их передними и задними кромками. Кольцевой фланец расположен посередине от передних и задних кромок лопаток в самом толстом районе лопатки, расположенном в центре лопатки. Кольцевой фланец содержит множество отверстий, принимающих крепежные болты для его крепления к внешнему корпусу. Изобретение позволяет повысить усталостную прочность направляющего аппарата компрессора турбомашины. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Двухпоточный цилиндр низкого давления паровой турбины // 2632354

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано в энергоблоках с паротурбинными установками (ПТУ), имеющими выхлоп в конденсатор. Предложен двухпоточный цилиндр низкого давления (ЦНД) паровой турбины, соединенный с входным патрубком конденсатора, включающий корпус, расположенные по его концам входные патрубки, лабиринтовые концевые уплотнения и облопаченный ротор, опирающийся на подшипники, соединенный с генератором и содержащий группу влажнопаровых ступеней прямого, направленного в сторону генератора, потока пара с выхлопным осерадиальным диффузором и группу влажнопаровых ступеней обратного потока с выхлопным осерадиальным диффузором, при этом диффузоры расположены внутри выхлопного патрубка ЦНД, соединенного с входным патрубком конденсатора, находящимся под вакуумом, и образованы парой кольцевых лопастей, осуществляющих конфузорный поворот потока от осевого направления к радиальному, внешние лопасти заканчиваются радиальными стенками, перпендикулярными оси вращения, ограничивающими осевой размер выхлопной части осерадиальных диффузоров и образующими объединенную выхлопную часть осерадиальных диффузоров обеих групп ступеней, кроме этого выхлопной патрубок и выхлопные части диффузоров, ограниченные радиальными стенками и размещенные внутри выхлопного патрубка, расположены в средней части ЦНД, а внутренняя образующая лопасти со стороны потока выполнена с прямоугольными уступами. Заявляемое техническое решение позволяет повысить эксплуатационную экономичность и надежность энергоблока и снизить себестоимость его изготовления за счет введения в конструкцию двухпоточного ЦНД паровой турбины элементов, существенно отличающих его от аналогов и прототипа и устраняющих их эксплуатационные недостатки. Выполнение прямоугольных уступов на внутренней образующей внешней кольцевой поворотной лопасти осерадиального выхлопного диффузора устраняет отрыв потока от поверхности лопасти и позволяет сделать более компактным поворотный участок диффузора, тем самым сокращая осевые габариты и себестоимость ЦНД. Расположение в средней части цилиндра низкого давления выхлопных частей диффузоров, ограниченных радиальными стенками, размещенными внутри находящегося под вакуумом выхлопного патрубка ЦНД, устраняет присосы воздуха в конденсатор через концевые уплотнения, что существенно повышает экономичность ПТУ, а также устраняет конденсацию пара на выхлопных частях, исключая эрозию в последних ступенях и повышая надежность турбины. 1 ил.

Ступень турбины турбомашины и турбомашина // 2633316

Ступень турбины турбомашины содержит неподвижный сопловой направляющий аппарат и колесо турбины. Сопловой направляющий аппарат подвешен на картере и на выходе аксиально удерживается опиранием на разрезное кольцо, установленное в кольцевой выточке рельса картера. Колесо установлено внутри разделенного на секторы кольца, расположенного внутри картера. Каждый сектор кольца содержит на своем верхнем по потоку конце окружной орган С-образного сечения, насаженный на рельс картера и радиально удерживающий разрезное кольцо в выточке. Радиально внутренняя стенка С-образного органа каждого сектора кольца простирается внутрь разрезного кольца по всему осевому габариту последнего, а ее верхний по потоку концевой участок входит в выемку соплового направляющего аппарата. Окружной край радиально внутренней стенки С-образного органа каждого сектора кольца содержит вырез, взаимодействующий с дополняющими средствами соплового направляющего аппарата, чтобы воспрепятствовать вращению сектора кольца, расположенного напротив соплового направляющего аппарата. Сопловой направляющий аппарат на своем, нижнем по потоку, конце содержит радиально наружную кольцевую лапку, имеющую наружную цилиндрическую поверхность радиальной опоры на рельс картера и радиальную, нижнюю по потоку, поверхность опоры на разрезное кольцо. Выемка выходит ниже по потоку на эту радиальную, нижнюю по потоку поверхность. Сопловой направляющий аппарат разделен на секторы, и выемки ориентированы по окружности, при этом их окружные концы выходят на окружные концы секторов соплового направляющего аппарата или закрыты боковыми перемычками секторов соплового направляющего аппарата. Другое изобретение группы относится к турбомашине, содержащей указанную выше ступень. Группа изобретений позволяет повысить надежность ступени турбины турбомашины. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 12 ил.

Способ изготовления кожуха турбомашины из композитного материала и соответствующий кожух // 2637282

Способ изготовления кожуха турбомашины из композитного материала, содержащего волокнистое усиление, уплотненное основой, включает операцию, на которой выполняют защитный слой от гальванической коррозии на основе шнура из стекловолокон, ленты из стекловолокон или спирали из стекловолокон для получения полужесткого защитного слоя от гальванической коррозии. Затем размещают защитный слой от гальванической коррозии на оправку, профиль которой соответствует профилю изготавливаемого кожуха, содержащую кольцевую радиальную щеку, путем наложения защитного слоя на кольцевую радиальную щеку оправки. Формируют волокнистое усиление на оправке, покрывая защитный слой от гальванической коррозии, и уплотняют волокнистое усиление основой. Другое изобретение группы относится к кожуху турбомашины из композитного материала, изготовленному указанным выше способом и включающему цилиндрический корпус, фланец, размещенный радиально относительно продольной оси от свободного конца корпуса, и защитный слой от гальванической коррозии. Защитный слой от гальванической коррозии содержит стекловолокна и расположен по радиальной поверхности кольцевого фланца, причем радиальная поверхность проходит в продолжение внутренней стенки основного корпуса. Группа изобретений позволяет обеспечить защиту кожуха от гальванической коррозии, а также упростить механическую обработку его фланцев за счет выполнения защитного слоя на фланцах и использования его в качестве удаляемого припуска. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

Узел уплотнения газовой турбины // 2639444

Изобретение относится к авиадвигателестроению и может быть использовано в конструкциях узла уплотнения турбин авиационных газотурбинных двигателей и газотурбинных установках наземного применения. Узел уплотнения газовой турбины содержит закрепленный на статоре турбины кольцевой корпус (1) со сквозными отверстиями и установленную в нем надроторную вставку (7), выполненную сегментарно. Узел уплотнения содержит устройство для фиксации сегментов (8), составной экран (23), расположенный над сегментами (8) надроторной вставки и установленный с возможностью перекрытия зазоров между сегментами и образующий с кольцевым корпусом полость (25), сообщенную с проточной частью каналами (14). Устройство для фиксации сегментов (8) в кольцевом корпусе выполнено в виде винтов (15), расположенных в распорных втулках (16), замков (18) с отверстием для распорной втулки (16), нижняя часть которых установлена в сегменте (7) надроторной вставки посредством соединения «ласточкин хвост» и имеет кольцевой вырез (20) в расширяющейся части. Изобретение обеспечивает высокую эксплуатационную надежность узла уплотнения с керамическими композиционными или керамическими вставками за счет надежной фиксации сегментов надроторной вставки на кольцевом корпусе, а также повышение эффективности охлаждения узла уплотнения. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

Лопастная машина // 2640864

Изобретение относится к лопастной машине. Лопастная машина содержит внутренний корпус, радиально ограничивающий проточный канал машины. Вокруг внутреннего корпуса расположен нанесенный на наружную сторону стенки внутреннего корпуса теплоизоляционный слой, который представляет собой покрытие (1), которое содержит базовый материал (2). Материал (2) содержит микропористую пластмассу, выбранную из группы, включающей в себя полиуретан, полиэтилен, полиолефин, полиэфир, полипропилен, политетрафторэтилен, эпоксидную смолу, эластомеры, цеолиты и смесь этих материалов или неорганические материалы. Изобретение направлено на создание легко изготавливаемой теплоизоляции для лопастной машины. 12 з.п. ф-лы, 1 ил.

Узел уплотнения газовой турбины // 2640974

Изобретение относится к авиадвигателестроению и может быть использовано в конструкциях узла уплотнения турбин авиационных газотурбинных двигателей и газотурбинных установках наземного применения. Узел уплотнения газовой турбины содержит кольцевой корпус (1) с установленной на нем кольцевой крышкой (2) с отверстиями (3), расположенную между ними надроторную вставку (8), выполненную сегментарно, из керамического композиционного или керамического материала. Также узел содержит составной экран (15), расположенный над сегментами надроторной вставки (8), и пружину (13), расположенную между составным экраном (15) и кольцевым корпусом (1). Составной экран (15) установлен с возможностью перекрытия зазоров между сегментами (9) надроторной вставки (8). В зазорах (10) между сегментами (9) надроторной вставки (8) установлены уплотнительные элементы (11). Изобретение обеспечивает высокую эксплуатационную надежность узла уплотнения газовой турбины с керамическими композиционными или керамическими надроторными вставками за счет надежной фиксации сегментов надроторной вставки на кольцевом корпусе, а также обеспечивает повышение эффективности охлаждения узла уплотнения. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Турбомашина, содержащая опорную прокладку // 2641807

Турбомашина содержит фланец, закрепленный на крепежном фланце, и опорную прокладку. Опорная прокладка имеет первую и вторую наружные поверхности, параллельные друг другу. Первая наружная поверхность опорной прокладки выполнена в виде кольца или сегмента кольца и содержит первую серию отверстий для прохода средств крепления. Вторая наружная поверхность опорной прокладки содержит множество поверхностей для удержания головок средств крепления, при этом поверхности для удержания содержат вторую серию отверстий, расположенных напротив первой серии отверстий, для прохода средств крепления через отверстия опорной прокладки. Первая наружная поверхность опорной прокладки разделяет фланец и крепежный фланец и образована из материала, позволяющего препятствовать гальванической коррозии, способной возникнуть между ними. Изобретение позволяет обеспечить защиту от гальванической коррозии крепежных фланцев без повышения сложности сборки турбомашины. 6 з.п. ф-лы, 6 ил.