×
20.07.2014
216.012.dfd2

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ЗАПУСКА И ОХЛАЖДЕНИЯ МИКРО ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ ПУСКОВЫМ КОМПРЕССОРОМ С ВОЗДУШНЫМ КЛАПАНОМ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Способ запуска и охлаждения микрогазотурбинного двигателя пусковым компрессором с воздушным клапаном включает запуск газотурбинного двигателя путем подачи сжатого пускового воздуха со стороны двойного воздухозаборника в компрессор. Запуск производят воздухом от пускового компрессора. После прекращения работы микрогазотурбинного двигателя повторно включают пусковой компрессор без подачи топлива и охлаждают камеру сгорания, турбину и подшипники ротора. Микрогазотурбинный двигатель содержит камеру сгорания, компрессор, турбину, холодный воздуховод, горячий воздуховод, вал ротора. Устройство запуска и охлаждения микрогазотурбинного двигателя содержит пусковой компрессор с воздушным клапаном, соединенный с компрессором микрогазотурбинного двигателя переходной муфтой, при этом пусковой компрессор и воздушный клапан находятся в двойном воздухозаборнике. Изобретение обеспечивает мягкую передачу вращающего момента на ротор двигателя, принудительное охлаждение камеры сгорания, турбины и подшипников ротора, тем самым увеличивается общий ресурс установки. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области энергетики, в частности к способам пуска и газоснабжения газоперекачивающих агрегатов, и может быть использовано при пуске любых газотурбинных установок.

Известен способ пуска газотурбинных установок (ГТУ) путем раскрутки ротора ГТУ с помощью внешних двигателей (стартеров) - электрических, газотурбинных, ДВС, воздушных и паровых турбин. (Стационарные газотурбинные установки: Справочник. / Под ред. Л.В. Арсеньева и В.Г. Тырышкина. - Л.: Машиностроение, 1989, стр.376-377).

Недостатками известного способа пуска и газоснабжения ГТУ с применением внешних двигателей для раскрутки ротора ГТУ и привода дожимных компрессоров топливного газа являются недостаточные надежность, экономичность и безопасность, определяемые наличием дополнительных систем электро-, топливо - и воздухоснабжения пусковых двигателей и дожимных компрессоров, протяженными газопроводами высокого давления между дожимными компрессорами и ГТУ.

Известен способ запуска (патент РФ RU 2380560 12.11.2007). Способ пуска энергетической газотурбинной установки включает три этапа. На первом и втором этапах осуществляют раскрутку жестко связанных роторов турбокомпрессора внешним пусковым устройством, например детандером, жестко соединенным через автоматическую сцепную муфту с валом турбокомпрессора. Турбокомпрессор содержит компрессор, турбину и камеру сгорания, снабженную топливно-регулирующим клапаном, закрытым на первом этапе пуска и приоткрытом на втором. Последующее отсоединение от пускового устройства жестко связанных роторов компрессора и турбины при достижении ими расчетных оборотов и вывод их на рабочие обороты на третьем этапе за счет увеличения расхода и давления топливного газа. На выходе осевого компрессора устанавливают сбросный клапан, соединенный с входом камеры сгорания. Пуск газотурбинной установки на первом и втором этапах осуществляют при открытом сбросном клапане, а перед отсоединением пускового устройства закрывают сбросный клапан. Изобретение направлено на уменьшение дисбаланса мощности, вызванного провалом частоты вращения ротора турбины и скачком температуры перед ней, в момент отключения пускового устройства при пуске газотурбинной установки.

Недостаток данного способа для турбин малой мощности - большое количество механизмов редуктора. На больших оборотах микротурбинных установок происходит большой износ деталей сцепной муфты.

Наиболее близким прототипом является способ воздушного запуска газотурбинного двигателя (RU 2315882C1). Способ воздушного запуска газотурбинного двигателя, содержащего установленные последовательно по потоку многоступенчатый осевой компрессор, камеру сгорания и турбину высокого давления, осуществляют путем подачи сжатого пускового воздуха со стороны наружного корпуса в компрессор. Сжатый пусковой воздух подают в основной воздушный поток непосредственно на спинки лопаток рабочего колеса предпочтительно последней ступени компрессора. Изобретение позволяет увеличить скорость раскрутки ротора, обеспечивающую уменьшение времени запуска двигателя и упрощение конструкции компрессора.

Недостатком данного способа для микротурбинных установок является необходимость использования баллонов сжатого воздуха с постоянной их подзарядкой или заменой.

Задачей предлагаемого изобретения является создание безредукторной системы пуска турбокомпрессора с использованием пускового компрессора и возможностью охлаждения микрогазотурбинного двигателя.

В результате использования предлагаемого изобретения во время запуска микрогазотурбинного двигателя обеспечивается мягкая передача вращающего момента на ротор двигателя, после окончания работы пусковым компрессором производится принудительная подача холодного воздуха на ротор двигателя, заставляя его вращаться, производится охлаждение камеры сгорания, турбины и подшипников ротора, тем самым избегая образования нагара на подшипниках и увеличевая общий ресурс микрогазотурбинного двигателя.

Технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе запуска и охлаждения микрогазотурбинного двигателя пусковым компрессором с воздушным клапаном, включающем запуск газотурбинного двигателя путем подачи сжатого пускового воздуха со стороны двойного воздухозаборника в компрессор, запуск производят воздухом от пускового компрессора, а после прекращения работы микрогазотурбинного двигателя повторно включают пусковой компрессор без подачи топлива и охлаждают камеру сгорания, турбину и подшипники ротора.

Пусковой компрессор используется при запуске и остановке ГТУ для обеспечения пусковой скорости вращения турбокомпрессора и охлаждения его после окончания работы турбокомпрессора, которое происходит воздушным потоком, поступающим от пускового компрессора, воздушный клапан автоматически закрывается и открывается за счет создаваемой турбокомпрессором тяги, в этот момент отключается пусковой компрессор, и подвод воздуха в камеру сгорания происходит от раскрученного компрессора установки.

Технический результат достигается также тем, что в предлагаемое устройство запуска и охлаждения микрогазотурбинного двигателя пусковым компрессором с воздушным клапаном, содержащее камеру сгорания, компрессор, турбину, холодный воздуховод, горячий воздуховод, вал ротора, содержит пусковой компрессор с воздушным клапаном, соединенный с компрессором микрогазотурбинного двигателя переходной муфтой, при этом пусковой компрессор и воздушный клапан находятся в двойном воздухозаборнике.

Поставленные задачи для камеры сгорания ГТД решаются в предлагаемой конструкции схемы запуска тем, что воздухозаборник снабжен двумя патрубками. На одном находится пусковой турбокомпрессор, на другом - воздушный клапан. Пусковой турбокомпрессор используется при запуске и остановке ГТУ для обеспечения пусковой скорости вращения ротора микрогазотурбинного двигателя и охлаждения его после окончания работы. Раскрутка турбокомпрессора происходит воздушным потоком, поступающим от пускового компрессора на лопатки компрессора микрогазотурбинного двигателя. Воздушный клапан позволяет добиться точного дозирования воздуха для пуска двигателя, автоматически закрывается при запуске и остановке микрогазотурбинного двигателя и открывается во время работы за счет создаваемой компрессором тяги. В момент выхода ротора двигателя на рабочий режим воздушный клапан открывается и отключается пусковой компрессор, подвод воздуха производится раскрученным компрессором двигателя.

Предлагаемое устройство поясняется чертежом, на котором представлена общая схема устройства для реализации способа.

Устройство запуска и охлаждения микрогазотурбинного двигателя пусковым компрессором с воздушным клапаном состоит из камеры сгорания 1, компрессора 2, турбины 3, переходной муфты 4, двойного воздухозаборника 5, пускового компрессора 6, воздушного клапана 7, холодного воздуховода 8, горячего воздуховода 9, вала ротора 10.

Работает предлагаемое устройство следующим образом.

Раскрутку ротора микрогазотурбинного двигателя, состоящего из компрессора 2, вала ротора 10 и турбины 3, осуществляют за счет давления воздушной массы, создаваемого пусковым компрессором 6, на компрессор двигателя 2, через двойной воздухозаборник 5 и переходную муфту 4, при закрытом воздушном клапане 7. Охлаждение микрогазотурбинного двигателя осуществляют за счет подачи воздушной массы через компрессор двигателя 2, холодный воздуховод 8, камеру сгорания 1, турбину 3, горячий воздуховод 9, через двойной воздухозаборник 5 и переходную муфту 4, создаваемой пусковым компрессором 6, обеспечивающим вращение ротора при отсутствии подачи топлива, до его охлаждения. Отсутствие жесткой связи и вращающихся с высокой частотой передающих крутящий момент механизмов обеспечивают применением пускового компрессора 6. Принудительное охлаждение микрогазотурбинного двигателя осуществляют без сгорания топлива, за счет включения пускового компрессора 6 с плавным снижением его частоты вращения и отключения его после достижения температуры двигателя 60-80°C.


СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ЗАПУСКА И ОХЛАЖДЕНИЯ МИКРО ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ ПУСКОВЫМ КОМПРЕССОРОМ С ВОЗДУШНЫМ КЛАПАНОМ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 21-21 of 21 items.
20.03.2019
№219.016.e936

Солнечный концентраторный модуль и способ его изготовления (варианты)

Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к солнечным концентраторным модулям для получения электрической и тепловой энергии. В солнечном концентраторном модуле, содержащем оптически прозрачный элемент с разновеликими входной и выходной гранями, отражающие поверхности на боковых гранях...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002445553
Дата охранного документа: 20.03.2012
Showing 71-79 of 79 items.
17.08.2019
№219.017.c16f

Взрывобезопасный газогенератор обращённого процесса газификации

Изобретение относится к энерготехнологическому оборудованию, а именно к устройствам термической переработки твердого топлива в горючий газ, и может быть использовано для производства генераторного газа из древесных чурок. Взрывобезопасный газогенератор обращенного процесса газификации содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002697599
Дата охранного документа: 15.08.2019
07.09.2019
№219.017.c87e

Водоподъёмная ветроустановка

Изобретение относится к водоподъемным установкам с приводом от ветродвигателя. Водоподъемная ветроустановка, содержащая ветротурбину, выполненную вертикально-осевой, при этом на оси ветротурбины жестко закреплено колесо с переменным рабочим профилем, по поверхности которого перемещается каток,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002699447
Дата охранного документа: 05.09.2019
02.10.2019
№219.017.cbf9

Устройство охлаждения вала свободной турбины газотурбинной установки

Изобретение относится к малогабаритным микрогазотурбинным двигателям наземного применения, выполненным на основе турбокомпрессора от ДВС, и позволяет упростить конструкцию охлаждения вала свободной турбины. Предлагаемое устройство охлаждения вала свободной турбины газотурбинной установки,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002701424
Дата охранного документа: 26.09.2019
22.10.2019
№219.017.d894

Система смазки двигателя газотурбинной установки с утилизацией отработанного моторного масла

Изобретение относится к газотурбостроению, а именно к системам смазки газотурбинных двигателей. Система смазки двигателя газотурбинной установки снабжена трёхходовым краном для подачи масла в нагнетающую магистраль или в магистраль откачки масла для его утилизации, датчиком давления масла,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002703596
Дата охранного документа: 21.10.2019
15.11.2019
№219.017.e23b

Высокоскоростной генератор

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в увеличении надежности генератора, повышении рабочей частоты вращения и улучшении отвода тепла от генератора. В высокоскоростном генераторе ротор выполнен в виде кольцевого постоянного магнита, закреплённого на валу, осевое...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002706021
Дата охранного документа: 13.11.2019
19.12.2019
№219.017.ef39

Газогенераторная установка для автономного энергообеспечения

Изобретение относится к стационарным газогенераторным установкам для автономного энергообеспечения. Газогенераторная установка содержит автоматическое загрузочное устройство, газификатор с бункером и устройством всасывания атмосферного воздуха, камеру горения, водяной котел и приводной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002709244
Дата охранного документа: 17.12.2019
16.05.2023
№223.018.6167

Система зарядки аккумуляторных батарей для электротранспорта от сетевого напряжения 220 в

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано для зарядки аккумуляторов электромобилей. В результате использования предлагаемого изобретения повышается эффективность зарядки аккумуляторных батарей для электротранспорта от переменного сетевого напряжения 220 В путем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002741054
Дата охранного документа: 22.01.2021
20.05.2023
№223.018.6539

Оконная створка со встроенным фотоэлектрическим модулем с увеличенным сроком службы и способ её изготовления

Изобретение относится к области солнечной энергетики, в частности к фотоэлектрическим модулям, встраиваемым в конструкционные элементы зданий и сооружений и служащим для преобразования солнечного излучения в электрическую энергию для электроснабжения зданий в автономном режиме или параллельном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002742680
Дата охранного документа: 09.02.2021
05.06.2023
№223.018.7779

Система управления зарядом аккумуляторных батарей для электротранспорта от стандартного сетевого напряжения

Изобретение относится к области электротехники, в частности к системам управления зарядом аккумуляторных батарей. Технический результат заключается в повышении эффективности зарядки аккумуляторных батарей и защите от коротких замыканий для электротранспорта. Достигается тем, что обеспечивается...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002757573
Дата охранного документа: 18.10.2021
+ добавить свой РИД