Результат интеллектуальной деятельности: ГАЗОТУРБИННЫЙ НАСОСНЫЙ АГРЕГАТ

Изобретение относится к наземным газотурбинным агрегатам для механического привода, в том числе к установкам с насосным агрегатом для перекачки нефти.

Известен газотурбинный агрегат, включающий в себя расположенный в двигательном отсеке газотурбинный двигатель с входным устройством и редуктором (В.А.Шварц. Конструкции газотурбинных установок, М.: Машиностроение, 1970 г., стр.88, рис.50).

Недостатком известной конструкции является низкая надежность из-за затрудненного монтажа трансмиссии, а также визуального и инструментального контроля компрессора газотурбинного двигателя со стороны его входа, а также увеличенный вес и габариты входного устройства.

Наиболее близким к заявляемому является газотурбинный агрегат, содержащий турбокомпрессор, вал привода внешней нагрузки и редуктор (патент RU №2098649).

Недостатком известной конструкции, принятой за прототип, является ее низкая надежность из-за отсутствия входной улитки, что может привести к попаданию посторонних предметов из отсека, в котором расположен турбокомпрессор, на вход в двигатель с последующим повреждением лопаточных машин турбокомпрессора.

Техническая задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в повышении надежности, в снижении веса и габаритов газотурбинного агрегата за счет выполнения входного устройства с телескопическими соединениями, а также за счет удобного доступа к входу компрессора для его визуального и инструментального контроля и монтажа переходного вала установки.

Сущность технического решения заключается в том, что в газотурбинном насосном агрегате с расположенными в контейнере газотурбинным двигателем, редуктором и переходным валом между ними, согласно изобретению, на выходе из редуктора установлен насос, а между редуктором и двигателем расположено входное устройство, причем часть передней торцевой стенки входного устройства размещена на редукторе, а часть задней торцевой стенки входного устройства расположена на газотурбинном двигателе, при этом обе части соединены в осевом и радиальном направлениях герметичными телескопическими соединениями с оставшейся частью входного устройства, закрепленного в контейнере, а в передней торцевой стенке входного устройства выполнен входной смотровой люк и нижняя стенка входного устройства выполнена плоской и горизонтальной.

Выполнение современных газотурбинных установок в блочно-контейнерном исполнении позволяет выполнять такие установки не только мобильными, но и существенно уменьшить сроки монтажа и повысить надежность этих установок при стационарном их исполнении. Вес и габариты блоков в этом случае также должны быть минимальны для перевозки по железной дороге без ограничений по весу и внешним габаритам, а надежность повышается за счет заводской сборки блоков-контейнеров.

Установка на выходе из редуктора насоса позволяет использовать газотурбинный агрегат для перекачки жидкости, например нефти, что позволяет снизить вес перекачивающего агрегата.

Установка между редуктором и газотурбинным двигателем входного устройства позволяет повысить надежность газотурбинного агрегата за счет исключения попадания на вход в двигатель посторонних предметов и организовать очистку поступающего в двигатель воздуха.

Размещение части передней торцевой стенки входного устройства на редукторе, а части задней торцевой стенки входного устройства на газотурбинном двигателе с соединением их в осевом и радиальном направлениях герметичными телескопическими соединениями с оставшейся частью входного устройства, закрепленного в контейнере, позволяет исключить подсос на вход в двигатель загрязненного воздуха из контейнера, а также исключает появление дополнительных напряжений при монтаже двигателя и редуктора, а также при термических деформациях двигателя, редуктора и контейнера. Также снижаются вес и осевые габариты входного устройства и газотурбинной установки, облегчаются монтаж и демонтаж двигателя и редуктора.

Выполнение входного смотрового люка в передней торцевой стенке входного устройства обеспечивает доступ для монтажа переходного вала, а нижняя стенка входного устройства, выполненная плоской и горизонтальной, обеспечивает необходимое удобство при монтаже этого вала. Выполнение входного смотрового люка со стороны двигателя невозможно из-за увеличенных габаритов двигателя, а в боковых стенках входного устройства выполнение люка невозможно из-за ограничений по габаритам контейнера.

Входной смотровой люк одновременно обеспечивает визуальный и инструментальный контроль компрессора со стороны его входа, а также контроль состояния упругих задней и передней муфт, расположенных между переходным валом и валом газотурбинного двигателя, а также между переходным валом и валом редуктора.

На фиг.1 изображен продольный разрез газотурбинной установки.

На фиг.2 - элемент I на фиг 1 в увеличенном виде.

На фиг.3 - элемент II на фиг 1 в увеличенном виде.

Нафиг.4 - вид А на фиг.1.

Газотурбинный насосный агрегат 1 состоит из установленных в контейнере 2 газотурбинного двигателя 3 и соединенного с ним переходным валом 4 редуктора 5, на выходе из которого установлен насос 6. Между газотурбинным двигателем 3 и редуктором 5 установлено входное устройство 7, часть 8 передней торцевой стенки 9 которого размещена на редукторе 5. Часть 10 задней торцевой стенки 11 входного устройства 7 установлена на газотурбинном двигателе 3. Передняя 8 и задняя 10 части соединены передними 12 и задними 13 герметичными телескопическими соединениями с оставшейся частью 14 входного устройства 7, которая жестко закреплена в контейнере 2. Переднее телескопическое герметичное соединение 12 состоит из радиального телескопического соединения 15 с уплотнительным кольцом 16 и осевого телескопического соединения 17 с уплотнительными кольцами 18 и 19. Заднее телескопическое герметичное соединение 13 состоит из радиального телескопического соединения 20 с уплотнительным кольцом 21 и осевого телескопического соединения 22 с уплотнительным кольцом 23. Внутри входного устройства 7 размещен переходный вал 4, соединенный передней упругой муфтой 24 с редуктором 5 и задней упругой муфтой 25 с газотурбинным двигателем 3. В передней торцевой стенке 9 входного устройства 7 выполнен герметичный входной смотровой люк 26, соединяющий внутреннюю полость 27 входного устройства 7 с полостью 28 отсека 29 и предназначенный для облегчения установки переходного вала 4, соединяющего газотурбинный двигатель 3 с редуктором 5. Кроме того, из внутренней полости 27 входного устройства производится визуальный и инструментальный контроль проточной части компрессора 30 газотурбинного двигателя 3, а также передней упругой муфты 24 и задней упругой муфты 25. Нижняя стенка 31 входного устройства 7 выполнена плоской и горизонтальной.

Работает устройство следующим образом.

При работе газотурбинного агрегата 1 газотурбинный двигатель 3 и редуктор 5 перемещаются в осевом и радиальном направлениях относительно входного устройства 7 за счет различных температурных деформаций, однако это не приводит к поломкам двигателя 3, редуктора 5 и входного устройства 7, так как герметичные телескопические соединения 12 и 13 допускают перемещения двигателя и редуктора относительно входного устройства 7 без нарушения герметичности последнего, что повышает надежность газотурбинного агрегата 1. При проведении работ по промывке проточной части газотурбинного двигателя и при визуальном осмотре и инструментальном контроле компрессора 30 двигателя 3, а также гибких муфт 24 и 25 регламентные работы проводятся из внутренней полости 27 входного устройства 7, куда обслуживающий персонал попадает через входной смотровой люк 26, нижняя плоская горизонтальная стенка 31 входного устройства 7 в этом случае служит полом для обслуживающего персонала.