Парогазовая установка
Иллюстрации
Реферат
1, ПАРОГАЗОВАЯ УСТАНОВКА, содержащая газотурвинный двигатель со свободной газовой турбиной, соединенной своим валом с приводным ротационным органом и через муфту - с валом паровой турбины паросилового конту1эа, включающего кондёнсатный циркуляционный насос и парогенератор , подключенный по греющейсреде к выхлопу газотурбинного двигателя, отличающаяся тем, что, с целью повьяиения эффективности, конденсатор паросилового контура выполнен в виде обечайки с полыми стенками , образующей зауженный к торцам центральный проем, по оси которого размещен приводной ротационный орган, а валы паровой турбины и циркуляционного насоса соединены между собой посредством .дополнительной магнитной муфты, снабженной стаканом, охватываняцим полумуфту вала паровой турбины и герметично соединенным с полостью последней,у (Л 00
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
COUW
РЕСПУБЛИК (3% (И) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ. (21):2893834/24-66 (22) 14,03 ° 80 (46) 30.03 83. Бюл.. В 12 (72) Р,К, Чуркин (53) 621.438(088.8) (56) 1; Авторское. свидетельство СССР
В 511427, кл. F 01,К 23/10.
2. Авторское свкдетельство СССР
В 404958, кл, F 01 K 15/04, 1972, (54)(57) 1, OApOFA308AR уС АН0БКА, содержащая газотурбинный двигатель со свободной газовой турбиной, соединенной своим валом с приводным ротационным органом и через муфту - с валом паровой турбины.паросилового контура, включающего ионденсатный
° gg F 01 К 23/10у. F 01 К 15/04 циркуляционный насос и парогенератор, подключенный по греющей: среде к выхлопу газотурбинного двигателя, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности, конденсатор паросилового контура выполнен в виде обечайки с полыми стенками, образующей зауженный к торцам
-центральный проем, по оси которого размещен приводной ротационный орган, а валы паровой турбины и циркуляционного насоса соединены между собой посредством .дополнительной магнитной муфты, снабженной стаканом, охватывающим полумуфту вала паровой турбины и герметично соединенным с полостью последней.
l2 е
1008471
2. Установка по п.1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью обеспечения герметичности, муфта, соединяющая валы газовой и паровой турбин, выполнена магнитной и снабжена стаканом, охватывающим полумуфту вала паровой турбины и герметично соединенным с полостью последней, причем вал газовой турбины соединен с приводным ротационным органом по средством дополнительной магнитной
Изобретение относится к судовым парогаэовым установкам на особых рабочих телах.
Известна парогазовая установка, содержащая энергетический контур с газовыми турбокомпрессором и турбиной, теплоутилизирующий контур с котлом-парогенератором, нагреваемым отбросным теплом, паровой турбиной, связанной с газовой, и выходной вал с закрепленным на нем рабочим ротативным органом (1) .
Известная парогазовая установка вследствие неэамкнутости теплоутили.эирующего контура неэффективно расходует его рабочее тело, выбрасывая в атмосферу с выхлопом. Вследствие этого в теплоутилизирующем контуре известного устройства не могут быть применены относительно дорогие легко кипящие жидкости (класса фреонов)
t позвояющие использовать низкопотенциальное отбросное тепло.
Известна также парогазовая установка, содержащая газотурбинный двигатель со свободной газовой турбиной
I соединенной своим валом с приводным ротационным органом и через муфту— с. валом паровой турбины паросилового контура, включающего конденсатный циркуляционный насос и парогенератор, подключенный по греющей среде к выхлопу газотурбинного двигателя (2) .
Однако данная парогазовая установка не обеспечивает надежной герметизации теплоутилизирующего контура
I вследствие чего весьма велики утечки рабочего тела через сальниковые уплотнения вала паровой турбины и велики механические потери на трение.
Кроме того, дополнительных затрат энергии требует конденсатор пара на организацию принудительной вентиляции и конденсатный насос на обеспечение циркуляции рабочего тела, Кроме того, ротативный орган установки имеет значительные потери на беспо муфты, снабженной стаканом, охватывающим полумуфту ротационного органа! и герметично соединенным с проемом обечайки конденсатора.
3. Установка по п.п. 1 и 2, о т л и ч а ю щ а я а я тем, что, в проеме обечайки конденсатора, за ротационным органом, соосно последнему дополнительно установлено турбинное колесо, снабженное на внешнем ободе насосными лопатками. лезное вращение среды и требует ре,дукцию угловой скорости выходного вала.
Цель изобретения — повышение эф5 фективнасти установки и обеспечение ее герметичности.
Укаэанная цель достигается тем, что в парогазовой установке, содержащей газотурбинный двигатель со
)ц свободной газовой турбиной, соединенной своим валом с приводным ротационным органом и через муфту с валом паровой турбины паросилового контура, включающего конденсатный циркуляционный насос и парогенератор, подключенный по греющей среде к выхлопу газотурбинного двигателя, конденсатор паросилового контура выполнен в виде обечайки с полыми стенками, образующей зауженный к торцам центральный проем, по оси которого размещен приводной ротационный орган, а валы паровой турбины и циркуляционного насоса соединены ,между собой посредством дополнительной магнитной муфты, снабженной стаканом, охватывающим полую муфту вала паровой турбины и герметично соединенным с полостью последней.
Кроме того, муфта, соединяющая
3() валы газовой и паровой турбин, может быть выполнена магнитной и снабжена стаканом, охватывающим полумуфту вала паровой турбины и герметично соединенным с полостью последней, приЗ, чем вал газовой трубины соединен с приводным ротационным органом посредством дополнительной магнитной муфты снабженной стаканом, охватывающим полумуфту ротационного органа и гер4 метично соединенным с проемом обечайки конденсатора.
Кроме того, в проеме обечайки конденсатора,, за роатционным органом соосно последнему дополнительно уста4 новлено турбинное колеco снабженное на внешнем ободе насосными лопат-. ками.
1008471
40
Составитель A. Голубенко
Техред A.Ач Корректор М. лароши
Редактор С. Пекарь
Эаказ 2301/46 Тирам 533 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
На чертеже схематично изображена парогазовая установка, общий вид.
Парогазовая установка содержит газотурбинный двигатель 1 с турбокомпрессором 2, камерой 3 сгорания и свободной газовой турбиной 4. Свободная газовая турбина 4 своим валом соединена с приводным ротационным органом 5 и через магнитную муфту 6 — с валом паровой трубины 7 паросилового контура, включающего кон- 10 денсатор 8, конденсатный циркуляционный насос 9 и парогенератор 10, подключенный к греющей среде и выхлопу 11 газотурбинного двигателя 1.
Конденсатор 8 выполнен в виде обечай- 5 ки с полыми стенками 12, образующей зауженный к торцам центральный проем
13, по оси которого последовательно размещены приводной ротационный орган
5 и турбинное колесо 14, снабженное на внешнем ободе насосными лопатками 15. Магнитная муфта б снабжена стаканом 16, охватывающим полумуфту вала паровой турбины 7 и герметично соединенным с полостью последней.
Установка также снабжена магнитными муфтами 17 и 18, причем муфта 17, соединяющая валы паровой турбины 7 и конденсационного циркуляционного насоса 9, снабжена стаканом 19, охватывающим полумуфту вала паровой турбины 7 и герметично соединенным с полостью последней, а муфта 18, соединяющая валы свободной газовой турбины 4 и ротационного органа 5, снабжена стаканом 20, охватывающим 35 полумуфту ротационного .органа 5 и герметично соединенным с проемом
113, образованным обечайкой конден1сатора 8.
Парогазовая установка работает следующим образом..
Камера 3 сгорания гаэотурбинного двигателя 1 нагревает газ открыТОГО кОнтура и Обеспечивает Враще» 45 ние турбокомпрессора 2 и турбины 4.
Расширяясь в турбине 4, газ передает ее ротору часть энергии в виде механической работы вращения ротативного органа 5 ° Далее расширившийся газ проходит через парогенератор 10, нагревает в нем выае точки кипения рабочее тело паросилового контура и выбрасывается в атмосферу.
Перегретое рабочее тело паросилового контура иэ парогенератора. 10 поступает в паровую турбину 7, расширяется в ней и отдает ротору свою часть энергии.
Отработанный пар поступает в конденсатор 8 и охлаждается в .нем, передавая теплоту конденсации проходя« щему через центральный проем 13 потоку внешней среды.
Конденсат всасывается конденсатным циркуляционным насосом 9 и возвращается в парогенератор 10. Закрученный ротативным органом 5 поток внешней среды вращает. турбинное колесо 14, на внешнем ободе которого установлены насосные лопатки 15, и создает тем самым дополнительный поток, повышающий общую эффективность парогазовой установки и обеспечивающий эффективное охлаждение рабочего тела паросилового контура.
Стаканы 16, 19 и 20 магнитных муфт 6, 17 и 18 предотвращают утечку рабочего тела паросилового контура, обеспечивая возможность длительной работы с одной заправки.
Использование в качестве рабочего тела легкокипящей жидкости с температурой конденсации 10-20 С позволяет эффективно использовать -ниэкопотеициальную бросовую тепловую энергию парогазовой установки;
При температуре внутренник полумуфт паровой турбины 7 порядка 100 С муфты б и 17 работают достаточно эффективно и надежно.
Магнитная муфта 18 эффективно ох> лаждается внешней средой и также имеет устойчивый ненапряменный температурный режим.
Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить эффективность использования рабочего тела и энергетическую эффективность, обеспечивает герметичность замкнутого теплоутилизирующего контура и внутреннего объема установки, что уменьшает загрязнение окружающей среды. Кроме того, исключаются дополнитель ные затраты энергии на охлаждение конденсатора пара.