ГАЗОТУРБИННАЯ УСТАНОВКА Российский патент 2005 года по МПК F02C7/55 

Изобретение относится к передвижным и стационарным газотурбинным установкам.

Известна передвижная газотурбинная установка, состоящая из контейнера с установленным в нем газотурбинным двигателем, содержащим входное устройство и выходное сопло [1].

Недостатком такой конструкции является низкая ее надежность из-за отсутствия защитной сетки на входном устройстве газотурбинного двигателя, что может привести к попаданию посторонних предметов на вход в компрессор двигателя и его поломке.

Наиболее близкой к заявляемой является газотурбинная установка, содержащая газотурбинный двигатель с воздушным фильтром в виде сетки и глушителем шума всасывания на входе и выпускным патрубком на выходе [2].

Недостатком известной конструкции, принятой за прототип, являются ее низкая надежность из-за возможности попадания посторонних предметов из глушителя шума всасывания на вход в компрессор газотурбинного двигателя, а также из-за затрудненного доступа к компрессору со стороны входа для визуального и инструментального контроля его лопаток.

Техническая задача, не решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в повышении надежности газотурбинной установки за счет повышения запасов газодинамической устойчивости, исключения обледенения и попадания посторонних предметов на вход в компрессор, а также улучшения условий обслуживания при визуальном и инструментальном контроле.

Сущность технического решения заключается в том, что в газотурбинной установке, включающей газотурбинный двигатель со входным устройством и воздушным фильтром, выполненным в виде защитной сетки, согласно изобретению, защитная сетка установлена на входном устройстве, в нижней части которого размещен герметично уплотненный смотровой люк, крышка которого закреплена шарниром с одной стороны и фиксатором - с другой, с возможностью открытия ее в сторону стенки контейнера в радиальной плоскости, внутренняя поверхность крышки люка в закрытом положении выполнена «заподлицо» с внутренней поверхностью входного устройства.

Кроме того, под люком на расстоянии 1-2 м от оси двигателя расположена смотровая площадка.

При работе газотурбинной установки в результате вибрации и аэродинамических нагрузок от потока воздуха глушитель шума всасывания может частично разрушаться, в результате чего его частицы, поступающие на вход в компрессор, могут привести к поломке его лопаток.

Постановка защитной сетки непосредственно на входное устройство газотурбинного двигателя исключает повреждение лопаток компрессора частицами глушителя шума всасывания, или любыми другими посторонними частицами. Наличие смотрового люка в нижней части устройства обеспечивает визуальный осмотр и инструментальный контроль лопаток компрессора без снятия с входного устройства защитной сетки.

Размещение герметично уплотненного смотрового люка в нижней части входного устройства и выполнение внутренней поверхности крышки в закрытом положении «заподлицо» с внутренней поверхностью входного устройства исключает появление срывных турбулентных течений на входе в компрессор и обеспечивает высокий запас газодинамической устройчивости за счет равномерности потока воздуха на входе в компрессор. При этом снижается вероятность обледенения входного устройства, т.к. лед как правило образуется на уступах в проточной части входного устройства.

При работе газотурбинной установки во входном устройстве образуется пониженное по сравнению с атмосферным давление воздуха, поэтому выполнение крышки люка открывающейся в сторону стенки контейнера в радиальной плоскости позволяет дополнительно прижимать ее ко входному устройству за счет перепада давления воздуха.

Закрепление крышки с одной стороны шарниром, а с другой - фиксатором дает возможность снижать время, необходимое для открывания люка, а также исключает использование дополнительных крепежных элементов и инструмента (болтов, гаек, ключей и т.п.), что исключает вероятность их попадания на вход в компрессор, т.е. «человеческий» фактор исключается.

Установка под люком смотровой площадки исключает повреждение трубопроводов различного назначения, расположенных на раме газотурбинного двигателя, улучшает контролепригодность установки и уменьшает вероятность попадания грязи и песка во входное устройство газотурбинного двигателя.

При расположении смотровой площадки на расстоянии менее 1 м и больше 2 м ухудшается контролепригодность и техническая диагностика газотурбинной установки из-за неудобства ее обслуживания через смотровой люк.

На фиг.1 показан продольный разрез газотурбинной установки, на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.

Газотурбинная установка 1 состоит из контейнера 2, во внутренней полости 3 которого на раме 4 установлен газотурбинный двигатель 5 с входным устройством 6 и двигательной рамой 7. На входном устройстве 6, со стороны его входа 8, установлена защитная сетка 9, а в боковой цилиндрической стенке 10 входного устройства 6, в нижней его части, выполнен герметично уплотненный смотровой люк 11 с крышкой 12, закрепленный на входном устройстве 6 одной боковой стороной 13 шарнирами 14 и другой стороной 15 - фиксаторами 16.

Внутренняя поверхность 17 крышки 12 при ее закрытом положении выполнена заподлицо с внутренней поверхностью 18 входного устройства 6, исключая дополнительную турбулизацию потока воздуха, поступающего на лопатки 19 компрессора 20.

Для обеспечения герметичности крышка 12 снабжена уплотнительным элементом 21. Крышка 12 открывается в радиальной по отношению к входному устройству 6 плоскости в сторону стенки контейнера 2.

Под люком 11 выполнена смотровая площадка 22, защищающая от повреждения трубопроводы 23, размещенные на раме 4.

Работает данное устройство следующим образом.

При работе газотурбинной установки 1 крышка 12 смотрового люка 11 в дополнение к усилиям от фиксаторов 16 прижимается к входному устройству 6 за счет перепада давления. Так как внутренняя поверхность 17 крышки 12 при ее закрытом положении выполнена заподлицо с внутренней поверхностью 18 входного устройства 6, а люк 11 выполнен герметичным, то на входе в компрессор 20 отсутствует дополнительная турбулизация поступающего на его лопатки 19 воздуха, что повышает запасы газодинамической устойчивости компрессора 20 и его надежность. Защитная сетка 9, установленная на входном устройстве 6, исключает попадание на входе в двигатель 5 посторонних предметов, что повышает надежность газотурбинной установки 1.

Для визуального и инструментального контроля лопаток 19 компрессора 20 после останова газотурбиной установки 1 фиксаторы 16 герметичного люка 11 на входном устройстве 6 ослабляются, и крышка 12 на шарнирах 14 открывается в радиальной плоскости в сторону стенки контейнера 2, т.е. во внешнюю от входного устройства 6 сторону, открывая, таким образом, доступ к лопаткам 19 компрессора 20 со стороны его входа.

Крепление крышки 12 фиксаторами 16 и шарнирами 14 не требует для ее открывания дополнительных инструментов и исключает попадание по неосторожности деталей крепления крышки 12 на вход в компрессор 20. Смотровая площадка 22, установленная под герметичным люком, выполненным в нижней части входного устройства 6, исключает повреждение трубопроводов 23 на раме 4 и исключает попадание посторонних частиц и предметов на вход в компрессор 20 газотурбинного двигателя 5.

Источники информации:

1. Шварц В.А. Конструкции газотурбинных установок, Москва, «Машиностроение», стр.97, рис.57, 1970.

2. Шварц В.А. Конструкции газотурбинных установок, Москва, «Машиностроение», стр.31, рис.22, 1970.

Газотурбинная установка включает газотурбинный двигатель с входным устройством и воздушным фильтром, выполненным в виде защитной сетки. Защитная сетка установлена на входном устройстве, в нижней части которого размещен герметично уплотненный смотровой люк. Крышка смотрового люка закреплена шарниром с одной стороны и фиксатором - с другой, с возможностью открытия ее в сторону стенки контейнера в радиальной плоскости. Внутренняя поверхность крышки люка в закрытом положении выполнена «заподлицо» с внутренней поверхностью входного устройства. Изобретение позволяет повысить надежность газотурбинной установки, исключить обледенение и попадание посторонних предметов на вход в компрессор, а также улучшить условия обслуживания при визуальном и инструментальном контроле. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Газотурбинная установка, включающая газотурбинный двигатель с входным устройством и воздушным фильтром, выполненным в виде защитной сетки, отличающаяся тем, что защитная сетка установлена на входном устройстве, в нижней части которого размещен герметично уплотненный смотровой люк, крышка которого закреплена шарниром с одной стороны и фиксатором - с другой, с возможностью открытия ее в сторону стенки контейнера в радиальной плоскости, внутренняя поверхность крышки люка в закрытом положении выполнена «заподлицо» с внутренней поверхностью входного устройства.2. Газотурбинная установка по п.1, отличающаяся тем, что под люком на расстоянии 1-2 м от оси двигателя расположена смотровая площадка.