СИСТЕМА ДРЕНАЖА КОРАБЕЛЬНЫХ ГАЗОТУРБИННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ Российский патент 2002 года по МПК F02C7/232 

Изобретение относится к области корабельных энергетических установок, в частности к устройству систем топливопитания и дренажа ГТД.

Наиболее распространена система дренажа ГТД, собирающая топливо, сливающееся самотеком при функционировании элементов топливной системы (насос-регулятор, автоматический распределитель топлива), при неудавшихся и ложных запусках (из проточной части ГТД, из коллекторов рабочих форсунок, стоп-крана) в специальную емкость с последующим его сливом в цистерну грязного топлива.

Существующие системы дренажа ГТД топливо, сливающееся из коллекторов рабочих форсунок и трубопроводов после остановки ГТД, в результате протечек через стоп-кран, из корпуса камеры горения при неудавшихся и ложных запусках, остатки моющего раствора из проточной части ГТД при промывке ГТД, из подрамного пространства двигателя собирают в специальную дренажную емкость с последующим сливом содержимого в цистерну грязного топлива. Удаление содержимого цистерны грязного топлива осуществляется только в специальные емкости судов обеспечения или береговой топливной службы.

Недостатками такой системы является возможность переполнения цистерны грязного топлива в случае нахождения корабля в длительном автономном плавании при отсутствии судов обеспечения и, как следствие, возникновение проблемы необходимости удаления топлива из дренажной емкости для предупреждения возможности воспламенения топлива в проточной части ГТД при переполнении топливом дренажной емкости, невозможность повторного использования чистого сливающегося топлива в системе топливопитания ГТД.

Известна дренажная система, выбранная в качестве прототипа, содержащая сливные трубопроводы, дренажную емкость со смотровым стеклом, трубопровод, соединяющий дренажную емкость с цистерной грязного топлива через запорный клапан (1).

Топливо в систему дренажа попадает за счет протечек при работе навешенных на ГТД элементов системы топливопитания (насос-регулятор, автоматический распределитель топлива, стоп-кран, рабочие форсунки, электромагнитные клапана обеспечения работы системы автоматики и защиты ГТД по специальным трубопроводам. С дренажной емкостью соединено трубопроводом и подрамное пространство ГТД.

Недостатком известной конструкции является опасность переполнения дренажной емкости топливом и последующее воспламенение топлива в проточной части ГТД при переполнении цистерны грязного топлива, невозможность повторного использования в системе топливопитания ГТД чистого отфильтрованного топлива, сливающегося из элементов топливной системы ГТД и проточной части при остановках двигателя, при неудавшихся и ложных запусках, при работе элементов системы топливообеспечения ГТД, возможность загрязнения акватории ГСМ при отсоединении обеспечивающим составом трубопровода, соединяющего дренажную емкость с цистерной грязного топлива в случае переполнения последней (при отсутствии судов обеспечения с емкостями для приема отработанных материалов).

Целями изобретения является уменьшение потерь топлива при работе ГТД, уменьшение опасности переполнения топливом дренажной емкости, приводящее к возможности воспламенения топлива в проточной части ГТД, повышение экологической безопасности ГТД. Предлагаемое изобретение направлено на усовершенствование систем дренажа судовых газотурбинных двигателей.

Указанная цель достигается тем, что в известной схеме дренажной системы ГТД, включающей дренажную емкость со смотровым стеклом, сливные трубопроводы, трубопровод, соединяющий через запорный клапан дренажную емкость с цистерной грязного топлива, используется дополнительная дренажная емкость чистого топлива, соединенная с основной дренажной емкостью системой перепуска, выполненной в виде трубопровода с клапаном, причем дренажная емкость чистого топлива соединена с трубопроводами слива топлива из коллекторов рабочих форсунок ГТД, из полостей насоса регулятора, стоп-крана, автоматического распределителя топлива, элементов, обеспечивающих работу системы автоматики и защиты ГТД, а основная дренажная емкость соединена с трубопроводами слива топлива и моющих растворов из проточной части и подрамного пространства ГТД, а также содержит струйный насос, установленный между всасывающим и нагнетательным трубопроводами топливоподкачивающего насоса ГТД в непосредственной близости с дренажной емкостью чистого топлива.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемая система дренажа отличается за счет наличия дополнительной дренажной емкости чистого топлива и струйного насоса, установленного между всасывающим и нагнетательным трубопроводами топливоподкачивающего насоса судового ГТД и соединенного с дренажной емкостью чистого топлива трубопроводом.

Таким образом, заявляемое техническое решении соответствует критерию "новизна".

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлена топливная система ГТД с системой дренажа корабельного газотурбинного двигателя, где:
1 - газотурбинный двигатель, 2 - подрамное пространство, 3 - топливоподкачивающий насос (ТПН), 4 - регулятор давления топлива, 5 - струйный насос, 6 - фильтр тонкой очистки топлива, 7 - насос-регулятор ГТД, 8 - условное обозначение устройств, обеспечивающих работу системы автоматики и защиты ГТД, 9 - стоп-кран, 10 - автоматический распределитель топлива (APT), 11 - дренажная емкость чистого топлива, 12 - основная дренажная емкость, 13 - трубопровод перепуска с клапаном, 14 - трубопровод слива содержимого дренажной емкости в цистерну грязного топлива, 15 - цистерна грязного топлива, 16 - всасывающий трубопровод ТПН, 17 - нагнетательный трубопровод ТПН, 18 - всасывающий трубопровод струйного насоса с клапаном, 19 - трубопровод слива чистого топлива в дренажную емкость чистого топлива, 20 - трубопровод слива топлива и моющего раствора из проточной части ГТД в основную дренажную емкость, 21 - трубопровод слива содержимого подрамного пространства в основную дренажную емкость, 22 и 23 - трубопроводы струйного насоса, 24 - коллекторы рабочих форсунок ГТД.

Топливо от судовой топливной системы подается по трубопроводу (16) через ТПН (3), фильтр тонкой очистки (6) и за счет работы насоса-регулятора (7) заполняет рабочие полости элементов, обеспечивающих работу системы автоматики и защиты ГТД (3), стоп-крана (9), APT (10), коллекторы рабочих форсунок (24). Трубопроводы (22 и 23), рабочая полость струйного насоса (5), регулятора давления топлива (14) заполняются топливом за счет работы ТПН (3). Клапан системы перепуска на трубопроводе (13), клапан (14) на трубопроводе слива содержимого дренажной емкости в цистерну грязного топлива (15), клапан на всасывающем трубопроводе струйного насоса (18) закрыты.

Система дренажа судового газотурбинного двигателя работает следующим образом.

Чистое топливо за счет протечек через полости элементов, обеспечивающих работу системы автоматики и защиты ГТД (8), стоп-крана (9), насоса-регулятора (7), APT (10), а также при остановке ГТД из коллекторов рабочих форсунок (24) сливается по трубопроводу (19) в дренажную емкость чистого топлива (11). При заполнении дренажной емкости чистого топлива (11) открывается клапан (18) на всасывающем трубопроводе струйного насоса (5). Струйный насос (5) за счет перепада давлений топлива между трубопроводами (22) и (23), подсоединенных к полостям нагнетания и всасывания ТПН (3) через всасывающий трубопровод и клапан (18) производит удаление топлива из дренажной емкости чистого топлива (11) в трубопровод всасывания ТПН (16). Топливо или моющие растворы из проточной части ГТД по трубопроводу (20), содержимое подрамного пространства (2) по трубопроводу (21) сливаются в основную дренажную емкость (12). При заполнении основной дренажной емкости (12) содержимое емкости через открытый клапан на трубопроводе слива (14) сливается в цистерну грязного топлива (15). Сухое подрамное пространство (2), отсутствие моющих растворов и воды в проточной части ГТД (1) обеспечивают заполнение основной дренажной емкости (12) чистым топливом при остановках, ложных и несостоявшихся запусках ГТД. В этом случае возможен перепуск содержимого основной дренажной емкости (12) через открытый клапан на системе перепуска (13) в дренажную емкость чистого топлива (11) и последующее удаление струйным насосом (5). Регулятор давления топлива (4) топливоподкачивающего насоса (3) обеспечивает полную компенсацию возможного влияния работы струйного насоса (5) на характеристики топливопитания ГТД.

Использование в системе дренажа судовых газотурбинных двигателей дополнительной дренажной емкости, обеспечивающей сбор чистого сливающегося топлива, струйного насоса, обеспечивающего возвращение чистого топлива в систему топливопитания ГТД, позволит уменьшить потери топлива при работе ГТД, предотвратить возможность воспламенения топлива в проточной части ГТД из-за переполнения топливом дренажной емкости двигателя, уменьшить интенсивность накопления загрязненных материалов на судне.

Литература
1. Учебник машиниста-газотурбиниста. - М.: Воениздат, 1980, с.8.

Использование: в области двигателестроения, а более конкретно в устройствах системы дренажа корабельных газотурбинных двигателей. Сущность изобретения: дренажная емкость двигателя выполнена из двух частей - дренажной емкости чистого топлива и основной дренажной емкости, соединенных между собой трубопроводом перепуска с клапаном, а также установлен струйный насос, соединенный трубопроводом через клапан с дренажной емкостью чистого топлива. Струйный насос работает за счет перепада давлений топлива на всасывающем и нагнетательном трубопроводах топливоподкачивающего насоса газотурбинного двигателя. Струйный насос позволяет вернуть в систему топливопитания чистое дренажное топливо двигателя, собирающееся в дренажной емкости чистого топлива, а также через систему перепуска, установленную между дренажными емкостями, и чистое дренажное топливо из основной дренажной емкости. 1 ил.

Система дренажа корабельного газотурбинного двигателя (ГТД), включающая трубопроводы слива топлива и моющих растворов из проточной части ГТД, топлива из коллекторов рабочих форсунок, из полостей стоп-крана, элементов автоматики топливной системы ГТД, дренажную емкость, соединенную трубопроводом через клапан с цистерной грязного топлива, отличающаяся тем, что она имеет дополнительную дренажную емкость чистого топлива, соединенную с основной дренажной емкостью системой перепуска, выполненной в виде трубопровода с клапаном, причем дренажная емкость чистого топлива соединена с трубопроводами слива топлива из коллекторов рабочих форсунок, полостей стоп-крана, элементов топливной системы автоматики, а основная дренажная емкость соединена с трубопроводами слива топлива и моющих растворов из проточной части и подрамного пространства ГТД, а также снабжена струйным насосом, установленным между всасывающим и нагнетательным трубопроводами топливоподкачивающего насоса ГТД в непосредственной близости с дренажной емкостью чистого топлива, соединенным трубопроводами с нагнетательным и всасывающими трубопроводами топливоподкачивающего насоса газотурбинного двигателя и всасывающим трубопроводом, соединенным через клапан с дренажной емкостью чистого топлива.